Le document traite des adaptations physiologiques et métaboliques à l'effort physique, détaillant l'augmentation des besoins énergétiques et des adaptations du système respiratoire, cardiovasculaire et endocrinien. Il aborde également les mécanismes de consommation d'oxygène, les types de fibres musculaires, et l'importance des hormones comme les catécholamines, le cortisol et l'hormone de croissance pendant l'exercice. Enfin, il souligne le rôle des substrats énergétiques, notamment les glucides et les lipides, en fonction de l'intensité et de la durée de l'effort physique.

1. Adaptations physiologiques
et métaboliques
à l’effort physique
1
Franck Rencurel PhD,
BTS diététique 2020
BTS diététique
Franck Rencurel 2020

2. Introduction
Exercice physique = stress
Augmentation des besoins énergétiques
Augmentation de la consommation d’O2
Adaptations
•Système respiratoire
•Système cardiovasculaire
•Système endocrinien
2Franck Rencurel 2020

3. Franck Rencurel 2020
3
Contraction musculaire
Consommation ATP
Consommation
d’oxygène
Rappelez vous
L’oxygène est le dernier
accepteur d’électron dans la
mitochondrie au cours de la
respiration cellulaire
(production d’ATP aérobie)

4. Consommation d’O2
Au repos: 250-300 ml/min
Activité modérée : 0,3 –1 l/min
Activité soutenue : 1 –2 l/min
Activité intense : > 2 l/min
4Franck Rencurel 2020
La consommation maximale d'oxygène ou VO2max est le
volume maximal d‘O2 qu'un individu peut consommer par unité de
temps lors d'un exercice dynamique aérobie maximal

5. Franck Rencurel 2020 5
Il existe 3 types de fibres musculaires:
Fibres de type I dites lentes
Fibres de type IIb dites rapides
Fibres de type Iia dites intermédiaires
La prédominance d’un type par rapport à l’autre
dépendra en partie du type d’activité physique pratiquée.
Les fibres de type I sont riches en mitochondries
(oxygène ++)

6. Franck Rencurel 2020 6
Fibres type I Fibres Type IIb
 Contraction lente
Force maximale faible
Endurance longue
Faible volume
Beaucoup de capillaires
Beaucoup de mitochondries
Oxydation des acides gras ++
 Contraction rapide
Force maximale élevée
Endurance faible
Gros volume
Peu de capillaires
Peu de mitochondries
Glycogène ++

7. Adaptation endocrine
à l’exercice physique
7Franck Rencurel 2020

8. Exercice
1- Consommation d’énergie
2-Accumulation de produits du métabolisme
3- Mouvements d’eau entre les différents compartiments
Sollicitation du système endocrinien
pour maintenir l’homéostasie énergétique et
Hydrique
8Franck Rencurel 2020

9. Franck Rencurel 2020 9
Equilibre énergétique
pendant l’effort.
Objectif:
Le Maintien de la glycémie

10. Franck Rencurel 2020 10
•Le Glucose est le carburant principal des muscles à l’effort
(Production d’ATP plus rapide qu’à partir d’es lipides).
Maintien de la glycémie pendant l’effort:
Glycogénolyse:
•Glycogène : forme de stockage de glucose musculaire et hépatique.
•Glycogénolyse musculaire et hépatique stimulée par l’exercice sous
l’action:
des catécholamines (muscles++)
glucagon (foie++).
Le glycogène musculaire est consommé sur place,
Le glycogène hépatique libère du glucose dans le plasma (maintien de
la glycémie).
Le lactate produit par les muscles est transformé en glucose dans le
foie par le cycle des Cori

11. Franck Rencurel 2020 11
Nutrition et bioénergétique du sportif. Bases fondamentales. Nathalie Boisseau ed Masson
Utilisation des différents substrats énergétiques en fonction
de la durée d’un effort
Je dois pouvoir expliquer
ce graphe !
Voir sujet BTS 2000

12. Franck Rencurel 2020 12
Le rapport Insuline/glucagon joue un rôle
important pendant l’effort dans l’utilisation du
glucose et des lipides.
Utilisation du glucose
plasmatique et glycogène
musculaire
Néoglucogenèse, lipolyse
Rappel: Le but de la néoglucogenèse est de produire du glucose et non
de l’ATP. Contrairement à l’oxydation des lipides

13. Franck Rencurel 2020 13
Rôle des catécholamines
durant l’effort

14. Franck Rencurel 2020 14
Les catécholamines
Réponse rapide:
Avant l’effort: => Stress psychologique (Noradrénaline ++)
préparation de l’organisme.
Pendant l’effort => Effets métaboliques, cardiovasculaires
Réponse dépendante de
l’intensité de l’activité…
Réponse dépendante de
la durée de l’activité…
Réponse exponentielle
[A] & [NA] si Int ≥ 50%
VO2max
Retour aux valeurs de base
en ~30 min ou plus selon activité

15. Franck Rencurel 2020 15
Effets des catécholamines durant l’effort
Foie a Glycogénolyse ++
Muscles squelettiques b Glycogénolyse ++
Tissu Adipeux b Lipolyse ++
Poumon b Ventilation ++
Dilatation des bronchioles++
Cœur, circulation b Fréquence cardiaque ++
VES ++
Vasodilatation cœur, poumon, muscles
Pancréas a Insuline
b glucagon
Type de Récepteur Effets métaboliquesTissus
Je dois savoir ce que font les catécholamines sur ces différents organes
(sans retenir le type de récepteur)

16. Franck Rencurel 2020 16
Adrénaline et Noradrénaline
Origine: Medullo surrénales
Précurseur: Tyrosine
Vasoconstriction: peau, intestin, estomac
Vasodilatation: Muscles, foie, cœur
Ralentissement du péristaltisme intestinal
Rappel: L’effet d’une hormone est liée à son récepteur

17. Franck Rencurel 2020 17
Récepteurs aux catécholamines
Récepteurs type alpha
Récepteurs membranaires couplés à une protéine G. La différence des
effets périphériques est liée à l’ »expression spécifique d’un type de
récepteur (1 ou 2) dans un tissu ainsi qu’au signal intracellulaire
différent entre les formes 1 et 2 du récepteur.
Effets alpha 1 Effets alpha 2
Contraction des muscles lisses:
•Favorise la miction (envie de pipi!)
•Hérisse les poils
•Dilate les pupilles
Glycogénolyse hépatique +++
Relaxation des muscles lisses
intestinaux
Diminution de la sécrétion de rénine
Diminution de la sécrétion d’insuline
Ceci est à titre d’exemple !
Illustrant l’importance du récepteur dans la réponse hormonale

18. Franck Rencurel 2020 18
Récepteurs type Béta
Récepteurs aux catécholamines
Coeur :
Effets inotropes et chronotropes positifs.
↑ lipolyse (stimule la lipase)
↑ Sécrétion de rénine.
Effets Béta 1 Effets Béta 2
Stimulant cardiaque
Relaxation des muscles lisses :
(vaisseaux, bronches, utérus,
intestin).
↑ glycogenolyse hépatique
↑ néoglycogénèse hépatique
↑ glycogenolyse musculaire
Noter qu’une forme Beta3 a été décrite dans le tissu adipeux et
que sa stimulation active la lipolyse

19. Franck Rencurel 2020 19

20. Franck Rencurel 2020 20
Rappels:
Synthétisé et libéré par les corticosurrénales
Précurseur: cholestérol
Le cortisol est une hormone stéroïdienne

21. Franck Rencurel 2020 21
Favorise la néoglucogenèse à partir des AA
Active la protéolyse (attention au surentrainement)
Diminue l’utilisation musculaire du glucose => Epargne le glucose
pour le SNC.
Favorise l’utilisation de AG comme substrat énergétique.
Anti-inflammatoire et antalgique permettant de prolonger l’effort.
•Peu de variations [cortisol] pour des exercices sous max
•Significatif au-delà de 60% de VO2max
Cortisol(ng/ml)
Le cortisol

22. Franck Rencurel 2020 22
Augmentation jusqu’à un niveau maximum (2 à 3 x les valeurs de
repos)
•Rôle d'autant plus important que l'exercice est prolongé.
•Brusque retour à un niveau basal =>signe d’épuisement du sujet
Le Cortisol
Cortisol(ng/ml)
Exercice à charge constante

23. Franck Rencurel 2020 23
Hormone de croissance

24. Franck Rencurel 2020 24
Hormone de croissance (GH ou somatropine)
Polypeptide synthétisé et libéré par l’hypophyse
La somatolibérine favorise la sécrétion de GH , alors que la
somatostatine produit l'effet inverse.
Ces deux libérines sont libérées dans la circulation sanguine au
niveau du système porte hypothalamo-hypophysaire et modulent
l’activité des neurones hypohysaires sécréteur de GH.

25. Franck Rencurel 2020 25
Permet la croissance et le développement de l’organisme.
Accroît la synthèse protéique
Hyperglycémiante: Diminue l’utilisation du glucose
Toute situation qui entraîne une carence énergétique
augmente la sécrétion de GH (exemple l’hypoglycémie)
L’hormone de croissance (GH) et le cortisol sont sécrétés
à des glycémies approchant 0.5-0.6 g/l (3-3,5 mmol/l)
Sécrétion de GH augmente avec l’intensité de l’activité
Lors d’un exercice à charge constante : [GH] augmente
avec durée
Hormone de croissance

26. Antéhypophyse
 GH : hormone de croissance
 TSH :hormone thyréotrope
FSH
LH
ACTH : adrénocorticotrope
Anabolisant : stimulation
* de la croissance musculaire
* activation du métabolisme des
lipides (lipolyse)
* sécrétion augmentée par
l’exercice
Exercice
26Franck Rencurel 2020
Cycles menstruels perturbés chez
athlètes, aménorrhées fréquentes

27. Thyroïde
T3 et T4 : contrôle du métabolisme
* + taille et nombre des mitochondries
* + + glycolyse et de néoglucogénèse
* ++ Lipolyse
27Franck Rencurel 2020

28. Glandes parathyroïde
Homéostasie phosphocalcique
Parathormone (PTH)
L’exercice stimule donc la formation osseuse,
-par stimulation de l’absorption intestinale du Ca2+
-par inhibition de l’excrétion urinaire
Exercice

28Franck Rencurel 2020

29. Production des globules rouges (érythropoïèse) contrôlée par
l’hormone érythropoïétine (EPO) produite par les reins.
O2 au niveau des reins
 volémie ou du débit sanguin
Sécrétion d ’EPO par les reins
 Érythropoïèse dans la moelle osseuse
29Franck Rencurel 2020

30. Franck Rencurel 2020 30
Activité physique et glycémie
https://insidethebox-blog.com/2017/12/18/diabete-sport-et-niveau-de-sucre-sanguin/

31. Franck Rencurel 2020 31
Effet de l’activité physique sur la glycémie
Au cours d’un effort Bref et Intense.
•Décharge d’adrénaline et
noradrénaline => ?
•Expliquez la figure…
•Effets chez le sportif
•Diabétique type 1?
•Qu’en conclure?

32. Franck Rencurel 2020 32
La baisse de l’insulinémie pendant l’effort favorise l’action
du glucagon.
Après l’effort l’insuline augmente rapidement pour
optimiser la synthèse de glycogène. On parle de « fenêtre
métabolique ». Importance des rations de récupération.
NB. Rebond moins prononcé au cours d’un exercice prolongé
Effets des catécholamines

33. Franck Rencurel 2020 33
Durant l’effort l’insulinémie diminue mais pourtant
Le glucose est fortement transporté dans le muscle.
Comment-est-ce possible?
Exercice
?
(AMP Kinase)
Je dois être capable d’expliquer pourquoi en ayant une baisse d’insulinémie
Au cours de l’exercice , le muscle est capable d’absorber du glucose par GLUT4
Être capable d’intégrer ce mécanisme dans le traitement du DT2 (exercice physique, certains antidiabétiques
oraux (metformine) Agissant sur le transport de glucose GLUT4

34. Franck Rencurel 2020 34
Effort prolongé de faible intensité
Durée de l’effort
Expliquer cette figureVoir sujet BTS année 2000

35. Franck Rencurel 2020 35
Consommation
de glucose
par les muscles
Un des intérêt de l’échauffement
est d’activer le SN Sympathique

36. Franck Rencurel 2020 36
Variations de l’utilisation des substrats
énergétiques en fonction de l’intensité de l’effort
(triglycérides)
(Acides Gras)
Voir sujet BTS année 2011

37. Franck Rencurel 2020 37
Métabolisme des lipides

38. Franck Rencurel 2020 38
Sources de lipides lors d’exercices :
Muscles
Tissus adipeux
Lipoprotéines sanguines
Rations d’effort
Les lipides contribuent aux dépenses énergétiques dans
une vaste étendue d’intensité d’exercices mais ils sont
métabolisés significativement pour des exercices aérobies
d’une durée >1heure
Pour les athlètes entrainés de bon niveau, les lipides
d’origine alimentaire contribuent jusqu’à 20-25% de de la
production d’énergie contre 60-65% pour les glucides.

39. Franck Rencurel 2020 39
Les lipides sous forme de Tg apportent des AG riches en
énergie (1 glucose (6C)=36 ATP, 1 palmitate(16C)= 129
ATP et du glycérol, substrat de la néoglucogenèse
(glucose)
Les lipides sont mobilisables pour des exercices aérobies
de longue durée. Nécessite des mitochondries et de
l’oxygène. (significatif au-delà de 1h d’effort).
Les graisses les plus rapidement mobilisables sont celles
situées autour des viscères pas aux fesses ni au ventre!
La baisse d’insuline et l’augmentation des
catécholamines, du cortisol et de l’hormone de croissance
favorisent l’activités des enzymes de la lipolyse et de la
béta-oxydation des acides gras.

40. Franck Rencurel 2020 40
Pour utiliser les lipides l’organisme doit
mobiliser et transporter ceux-ci vers les
muscles actifs :
1) Fragmenter les triglycérides des
adipocytes en AG et en glycérol.
2) Sécréter les AG libres dans la
Circulation.
3) Transporter les AG libres
complexés à l’albumine
4) Faire pénétrer les AG libres dans
les cellules musculaires puis les
mitochondries
5) Oxyder les AG pour produire de
l’énergie
L’exercice aérobie active la lipolyse
comme le montre les niveaux
plasmatiques de glycérol et AG libres :
Variation des [ ] plasmatiques
de glycérol et AGL au cours d’un
exercice à 40% de VO2max
GlycérolAGlibres
Encore élevé après 2h de repos!

41. Franck Rencurel 2020 41
Rappelez vous, vous avez besoin d’oxygène pour
Oxyder les lipides

42. Rappels de biochimie: Entrée des acides gras dans la
mitochondrie
Franck Rencurel 2020 42
Les acides gras son métabolisés dans la mitochondrie.
L’acide gras doit être activé pour entrer dans la matrice
mitochondriale et être métabolisé
L’activation se fait par liaison avec l’acetyl-CoA présent
dans l’espace inter-membranaire de la mitochondrie
L’acétyl-CoA libre ou lié est hydrophile et doit être transporté
pour rejoindre la matrice mitochondriale, lieu de l’oxydation
Notez que les acides gras courts <10 carbones) diffusent
librement vers la matrice mitochondriale

43. Acyl-CoA
synthase
CPT1
CPT2
Carnitine
Acylcarnitine
translocase
Cytoplasme
Matrice
mitochondriale
AG
Chaine longue
acyl-CoA
ATP + CoASH
AMP+Pi
acyl carnitinecarnitine
acyl carnitine
carnitine
acyl-CoA CoASH
Membrane externe
CoASH
Membrane Interne
Onestdanslamitochondrie!
Schéma à savoir
Cf cours métabolisme des lipides
Franck Rencurel 2020

44. 44
Rappels de biochimie: b oxydation des acides
graset l’hélice de Lynen
L’acyl-CoA (l’acide gras activé) dans la mitochondrie est
dégradé à la suite de 4 réactions pour aboutir à la
libération d’un Acétyl-CoA qui pourra entrer dans le
cycle de Krebs .
A chaque cycle, le substrat (l’acide gras) est raccourci de
2 atomes de carbones avec libération de 1 FADH2 et
1NADH,H+
Franck Rencurel 2020

45. 45
Résumé: Hélice de Lynen
Acyl-CoA (=AG-Activé)
Enoyl-CoA
Acyl-CoA deshydrogénase
Hydroxyacyl-CoA
Enoyl-CoA hydratase
Hydroxyacyl deshydrogénase
Cetoacyl-CoA
Cétothiolase
1
2
3
4
Voir sujet BTS 2012
Franck Rencurel 2020

46. Franck Rencurel 2020 46
2C
Tous les 2 carbones
Libération d’un FADH2 et
d’un NADH+H+ jusqu’à
aboutir à 1 acétylCoA (2C)
Palmitate (C16)
palmitylCoA (forme activée)
 14/ 2 =7 => FADH2 et
7NADH+H+
+ 2C (acetyl CoA)
Je sais calculer le nombre d’ATP connaissant
La formule brute d’un acide gras

47. Franck Rencurel 2020 47
Nombreuses études qui suggèrent qu’il n’y a pas d’avantage pour les
Athlètes.
Un repas riches en lipides (60-75% de l’apport calorique) avant
l’exercice n’influence pas la performance.
Diète lipidique pendant 3-5 jours diminuent la performance,
comparées à une diète riche en glucides.
Idem pour des diètes lipidiques prolongées sur 2-4 semaines.
L’organisme s’adapte (corps cétoniques) mais pas d’effets significatifs
sur les performances. Perte d’explosivité sur des tests de sprint.
Lipides et performances

48. Franck Rencurel 2020 48
Adapter la ration en fonction de la durée et
du type d’effort

49. Franck Rencurel 2020 49
Métabolisme des acides aminés

50. Franck Rencurel 2020 50
Rappel:
L’anabolisme et le catabolisme des protéines est sous contrôle
hormonal
Hormones anabolisantes :
Anabolisants surrénaliens
Testostérone
Catécholamines**
Facteurs de croissance IGF1 et 2
Insuline
Hormones catabolisantes
Cortisol
Glucagon
Hormones thyroïdiennes
Au cours de
l’exercice physique
(sauf exception**)
Au cours de
l’exercice physique
Les hormones catabolisantes (cortisol, T3) peuvent rester élevées dans
le cas de surentrainement
Perte de poids sec, baisse de l’immunité

51. Franck Rencurel 2020 51
La protéolyse musculaire concerne
Uniquement les protéines de structure et non les protéines
contractiles (actine, myosine).
Le but est de fournir des acides aminés glucoformateur au foie
Pour le maintien de la glycémie.
Le muscle à ce stade utilise comme carburant….
Les apports en protéines sont augmentés dans la ration des
athlètes D’ENDURANCE.
On peut aller jusqu’à 2,2g/kg/j

52. Franck Rencurel 2020 52
Quelques acides aminés particuliers
1- Arginine
Synthétisé dans le foie à partir de NH3 (amoniaque) et de bicarbonate
(formé à partir du CO2).
Rôle dans l’élimination de l’amoniaque (cycle de l’urée)
arginine
O2
NO
NADPH +H+
NADP+
Citruline
Vasodilatateur
Oxyde nitrique
Voir cycle de l’urée pour détails
Pas de rôle énergétique

53. Franck Rencurel 2020 53
Acides aminés ramifiés ou BCAA
(Branched Chain Amino Acids)
Leucine/isoleucine/valine
Très utilisés en complémentation de
l’alimentation du sportif
valine
Connaitre leur petit nom !

54. Effets supposés des Acides aminés ramifiés (BCAA)
Reduction
Fatigue
Reduction
Fatigue
centrale
Protéines
musculaires
Immunosuppression
post exercice (endurance)
Adapté de « nutrition et bioénergétique du sportif », Nathalie Boisseau, ed Masson
?
Les AA ramifiés sont des substrats énergétiques
pour les cellules immunitaires
Ce qui expliquerait leurs effets bénéfiques
Sur l’immunité de l’athlète
Les seuls effets sur l’organisme réellement montrés actuellement
d’une supplémentation en BCAA
Concerne l’immunité!
54Franck Rencurel 2020

55. Franck Rencurel 2020 55
Les seuls effets sur l’organisme réellement montrés
actuellement d’une supplémentation en BCAA
Concerne l’immunité!
Un enrichissement en BCAA de la ration stimulerait
l’immunité et réduirait les risque d’immunosuppression
observés chez les athlètes d’endurance(marathon,
trail, cyclisme)
Les effets sur la synthèse des protéines musculaires
sont encore controversés

56. Franck Rencurel 2020 56
Equilibre hydrominérale
pendant l’effort

57. Hydratation
Objectifs:
 Réguler la température corporelle
Assurer l’équilibre minéral
Maintenir le volume sanguin qui est lui-même
fonction de la pression artérielle => Contrôle
hormonal du volume plasmatique.
Le maintien l’équilibre hydro électrolytique est
essentiel pour maintenir l’efficacité des fonctions
cardiovasculaires, musculaires et thermiques.
57Franck Rencurel 2020

58. Franck Rencurel 2020 58
Accumulation de métabolites dans et autour des fibres
musculaires => P osmotique ++=> Appel d’eau du plasma
vers les cellules.
PA liée à l’activité physique
Sudation qui s’effectue aux dépends du volume
Plasmatique
Conséquence: Vol plasma => PArt et donc de l’apport
sanguin aux muscle => des performances
Fibres
musculaires
Accumulation de
métabolites=>
P osmotique +++
Eau
Eau
Plasma
Exercice
Espace interstitiel
Température ext.
Intensité exercice
Sudation ++

59. Franck Rencurel 2020 59
Régulation hydrique et bilan sodique
2 hormones principalement
Aldostérone et ADH
Corticosurrénales post-hypophyse

60. Franck Rencurel 2020 60
Contrôle de la volémie: ADH
2- Diminution du volume plasmatique =>
Hémoconcentration et
augmentation de l’osmolarité
1- L’activité musculaire
déclenche la sudation
3-Osmorécepteurs
hypothalamus
5- sécrétion d’ ADH
(hormone antidiurétique)
6- Augmentation de la
réabsorption tubulaire
de l’eau (TCD)
7- Correction de la
volémie et de l’osmolarité
4- Stimulation de
la post-hypophyse

61. 61Franck Rencurel 2020
Réponse de l’ADH si intensité exercice > 60% VO2max
Exercice sous max prolongé: progressive de ADH
plasmatique.
Alcool inhibe la sécrétion d’ADH => diurèse
Contrôle de la volémie: ADH

62. Franck Rencurel 2020 62
Aldostérone (effets en 20min)
Réabsorption de Na+ (Rein)
Réabsorption d’eau
Limite la déshydratation
Excrétion K+ et H+
Equilibre Potassique et acide/base
Contrôle hydrominéral: l’aldostérone

63. Franck Rencurel 2020 63
Contrôle de la sécrétion d’aldostérone
Facteur Atrial Natriurétique
(libéré par l’oreillette droite)
Système rénine/angiotensine
ACTH (Adénohypophyse)
Aldostérone
Aldostérone

64. Franck Rencurel 2020 64
Rein
Foie
Foie
Le système Rénine/Angiostensine
est aussi activé par l’exercice physique

65. Franck Rencurel 2020 65
Contrôle de la sécrétion d’aldostérone par l’ACTH
Exercice (Stress)
Hypothalamus CRF (Libérine)
Adénohypohyse ACTH
Corticosurrénales Aldostérone
Rein (TC Distal)

66. Franck Rencurel 2020 66
Facteur Atrial Natriurétique (FAN)
Rôle mineur au cours de l’exercice physique.
De la PA détecté par l’oreillette Droite
Sécrétion du Facteur Atrial Natriurétique
Corticosurrénales
(Inhibe sécrétion d’aldostérone)
Réabsorption d’eau TCD (Rein)
Volume sanguin et donc de la P.A

67. hydratation
Toute déshydratation est source de blessure
La soif se fait sentir à partir de 1% de perte d’eau
mais il est déjà trop tard!
Le meilleur
indicateur?
La couleur des
urines!
Hydraté
Déshydraté
Déshydratation
sévère
67Franck Rencurel 2020

68. Bien s’hydrater ?
Le jour J:
•Durée inférieure à 1h30: L’eau suffit ! À raison de
100 à 200ml toutes les ½ heures (1 gorgée/15min)
•Boisson sucrée si effort intense (max 50-80g/l)
1 pincée de sel dans la gourde si grosse chaleur
N.B: Moins de sucre = meilleure hydratation.
•La semaine avant la compétition:
Privilégier les soupes, les légumes riches en
eau, les tisanes.
•Réduire l’alcool, le thé le café (diurétique).
68Franck Rencurel 2020

69. Franck Rencurel 2020 69

70. Franck Rencurel 2020 70
Régulation de la température
corporelle.
Rôle de l’hypothalamus

71. Franck Rencurel 2020 71
La température de l’organisme est un élément déterminant
de la physiologie:
Imposée par l’environnement
Une variable physiologique
Libérée par l’activité métabolique de toutes nos
cellules.
La thermorégulation nécessite:
•Des capteurs spécifiques, sensibles aux variations de
températures ou thermorécepteurs
•Des systèmes d’intégration
•Des effecteurs producteurs ou dissipateurs de chaleur.
Elle doit être maintenue dans une fourchette étroite.
Contrôlée par l’hypothalamus.

72. Franck Rencurel 2020 72
Nos cellules sont « réglées » pour fonctionner de manière
Optimale à une température proche de 37°C
Quelques degrés de variation selon l’endroit
-Optimum pour l’activité enzymatique
-Optimum pour la conformation des protéines
Variation de l’activité enzymatique
en fonction de la température

73. Franck Rencurel 2020 73
Equilibre des échanges pour maintenir une température constante
Température corporelle = équilibre entre la production et la perte de
chaleur
Thermogenèse Thermolyse
Production ou
gain de chaleur Pertes de chaleur
Température centrale (SNC)
Homéostasie de la température
chez les homéothermes

74. Franck Rencurel 2020 74
Les pertes de chaleur
• Radiation (transfert de chaleur du soleil au corps) :
Émission de chaleur sous forme de radiations
électromagnétiques (Infra Rouge)
•Conduction (transfert de chaleur des mains au support
en contact). Diffusion par contact physique, dépend
aussi de la matière (bois, métal ..)
•Convection (le courant d’air du vent éloigne l’air chaud
du corps)
•Evaporation : (sudation ; respiration) passage de l’état
liquide à l’état gazeux

75. Franck Rencurel 2020 75
Sources de production de chaleur par l’organisme
Réactions métaboliques
Cœur, foie, les muscles squelettiques et le
tissu adipeux brun= noyau thermique

76. Franck Rencurel 2020 76
Les thermorécepteurs
•Les thermorécepteurs cutanés : terminaisons nerveuses
•Les thermorécepteurs centraux situés dans
l’hypothalamus.
thermorécepteurs
cutanés
30°C
43°C

77. Franck Rencurel 2020 77
Organes impliqués dans la
thermogénèse:
Foie, Muscles, cœur, Tissu
Adipeux Brun
Production de chaleur
d’origine métabolique est
inversement
proportionnelle à la
température externe
Augmentation du travail pour lutter
contre la chaleur (sudation,
ventilation..)
Les mécanismes thermorégulateurs

78. Franck Rencurel 2020 78
L’hypothalamus est le principal centre d’intégration de la
thermorégulation: rôle de «thermostat».
Une Variation de moins de1°C dans l’hypothalamus suffit à
provoquer une réaction de thermolyse ou de
thermogénèse importante.
Rôle de l’hypohalamus
Centre de la thermolyse:
partie antérieure de
l’hypothalamus
Neurones activés par
élévation de la T°
Centre de la thermogenèse:
partie antérieure de
l’hypothalamus
Neurones activés par
baisse de la T°

79. Franck Rencurel 2020 79
Variation T° corporelle
+/- 1°C
Perturbation (froid/chaud)
Thermorécepteurs
Périphériques et centraux
Centre thermorégulateurs
Hypothalamus hypophyse
EFFECTEURS
Peau
Vasoconstriction
vasodilatation
Surrénales
catécholamines
Muscles
(Frissons)
Thyroïde
(T3,T4)
Elévation ou Baisse T°
Corporelle

80. Franck Rencurel 2020 80
La réponse au froid
Le frisson musculaire Système nerveux extrapyramidal (reflexes
moteur, contrôle de la posture, involontaire) Contractions
désynchronisées des MS. Augmente le métabolisme d’un facteur 5.
Thermogénèse chimique:
Augmentation du métabolisme par réaction au froid.
Métabolisme découplé de la graisse brune (cf chaine respiratoire)
Vasoconstriction.Adrénergique cutanée
Localisée aux extrémités
Limite les échanges thermiques.
Horripilation adrénergique:
Chair de poule . Érection des poils pour emprisonner l’air (couche
isolante ou tampon)
Activité musculaire:
Envie de bouger (sauts sur place) (Augmente 20 fois le métabolisme
de base

81. Franck Rencurel 2020 81
Thermogenèse de la graisse brune
Chaine respiratoire
Formation de chaleur
au lieu d’ATP

82. Franck Rencurel 2020 82
Réponse au chaud
•Transpiration(jusqu’à10-12L/jour)
Activation des glandes sudoripares par augmentation de
l’activité orthosympathique(cholinergique)
•Thermogénèse chimique:
Diminution de l’activité métabolique
Vasodilatation cutanée:
Elimination de la chaleur (conduction et radiation)
Adaptations comportementales:
Vêtements, posture, habitat

83. Franck Rencurel 2020 83
En résumé
http://biologiedelapeau.fr/spip.php?article75

84. Franck Rencurel 2020 84
Fin
Merci !