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Adaptations du système cardiorespiratoire à l’effort physique

Pr. Taoufik Dakka

Laboratoire de Physiologie, Faculté de Médecine et de Pharmacie-Rabat

ARMS Publication : Système CardiorespiratoireL’effort fourni par l’activité musculaire nécessite de l’énergie. Celle-ci est fournie par l’Adénosine triphosphate (ATP) qui provient de l’hydrolyse de la phosphocréatine, de la glycose anaérobie et du métabolisme oxydatif. 5% uniquement de la capacité énergétique provient des deux premières sources. L’oxygène joue dons un rôle important et notamment l’acheminement de ce dernier des poumons jusqu’aux muscles et son utilisation au sein des mitochondries. Ceinq niveaux d’adaptation sont décrits pour assurer la livraison d’oxygène aux cellules musculaires :

  1. le couloir aérien qui mène de l’atmosphère jusqu’aux alvéoles pulmonaires, autrement dit la ventilation. Plusieurs paramètres semblent indiquer que la ventilation ne limite pas la prise d’oxygène par l’organisme. La ventilation augmente d’abord proportionnellement puis plus rapidement que l’intensité d’exercice. Le volume d’air déplacé à chaque cycle respiratoire et la fréquence de ces cycles participent à cette élévation,
  2. le passage entre l’air pulmonaire et le sang (barrière pulmonaire). A l’exercice, la surface de contact entre les alvéoles pulmonaires et le sang ainsi que la perméabilité de la surface des poumons sont accrues. La vitesse de transfert des gaz à travers la paroi pulmonaires est accélérée,
  3. le transport de l’oxygène par le sang, des poumons aux petites artères situées à proximité des muscles. L’hémoglobine capte l’oxygène en provenance des poumons puis le transporte jusqu’aux cellules. Au repos, 97-99% de l’hémoglobine porte l’oxygène. A l’exercice intense, les sujets sédentaires et moyennement entraînes ne montrent pas de baisses du taux de saturation de l’hémoglobine. En revanche, chez certains athlètes bien entraînés, ce taux baisse jusqu’à atteindre des valeurs proches de 90%. Près de 10% de l’hémoglobine n’a pas le temps de se charger en oxygène pendant le passage au niveau des poumons. La diminution de la capacité de transport de l’O2 qui résulte de cette baisse de la saturation pourrait être un facteur limitant la performance,
  4. le passage des capillaires sanguins aux cellules musculaires. Dans le muscle au repos, un capillaire sur 30 laisse passer le sang. A l’exercice maximum, tous sont ouverts. Le CO2 libéré à proximité des muscles participe à une meilleure libération de l’oxygène fixé sur l’hémoglobine. Grâce cet effet du CO2, le débit sanguin dans les tissus actifs est un facteur essentiel de l’apport de l’oxygène aux cellules.
  5. l’utilisation de l’oxygène à l’intérieur des mitochondries. Des études récentes suggèrent que dans les conditions de flux sanguin maximal, la VO2 de la mitochondrie pourrait être limitée par la vitesse du cycle de Krebs.

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