Chapitre 2: Couplage entre l'activité cardio-respiratoire et l'apport de dioxygène aux muscles

Problème: Comment les modifications des activités cardiaque et respiratoire permettent-elles un apport supplémentaire de dioxygène aux cellules musculaires lors d'un effort physique?

 

   

I-Le coeur, une pompe qui impose au sang sa circulation à sens unique

   

1-Le coeur et son fonctionnement

   

                  -> TP2. Comment  le sang circule t-il à l'intérieur du coeur?

   

a) Morphologie d'un coeur de mammifère

   

Photos du coeur de mouton que nous avons disséqué en TP:

   

coeur vue de face ventrale

 

   

 

COEUR vue de haut

 

   

 

 

morphologie du coeur

 

 

 

 Schéma de la morphologie d'un coeur de mammifère (vue: face ventrale)

 

Bilan: Le coeur est constitué de deux parties:

 

  -un coeur droit composé d'une oreillette droite communiquant avec les veines caves supérieure et inférieure, et d'un ventricule droit communiquant avec les artères pulmonaires.

 

  -un coeur gauche composé d'une oreillette gauche communiquant avec les veines pulmonaires, et d'un ventricule gauche communiquant avec l'artère aorte.

 

   

b) Anatomie d'un coeur de mammifère et circulation du sang

 

Des expérience d'injection d'eau dans chacun des vaisseaux reliés au coeur à permis de mettre en évidence que le sang circule dans un seul sens dans chacun des deux coeurs: 

   

veine->oreillette->ventricule->artère.

   

Ce sens unique de circulation du sang dans le coeur est du à la présence de valvules, composé de lames (ou valves) membraneuses, qui s'ouvrent dans un seul sens et empèche le reflux du sang en sens inverse.

   

Nous avons observé ces valvules grâce à la dissection du coeur de mouton:

    coeur droit disséqué 1

   

Coeur droit disséqué 2

   

 

Coeur gauche disséqué

 

   

 

Schéma anatomie coeur

   

Schéma de l'anatomie d'un coeur de mammifère

 

   

Bilan: Le coeur est un muscle creux dans lequel le sang circule en sens unique grâce à la présence de deux types de valvules présentent dans chacun des deux coeurs:

 

   

 

 

 

 

Localisation

 

 

 

Rôle

 

 

 

Valvule auriculo-ventriculaire

 

 

 

Entre oreillette et ventricule

 

 

 

-Permet le passage du sang de l’oreillette vers le ventricule.

 

 

 

-Empêche le reflux du sang vers l’oreillette.

 

 

 

Valvule ventriculo-artérielle

 

 

 

Entre ventricule et artère

 

 

 

-Permet le passage du sang du ventricule vers l’artère.

 

 

 

-Empêche le reflux du sang vers le ventricule.

 

 

 

   

Bilan de la circulation du sang dans chaque coeur:

  veine-> oreillette-> valvule auriculo-ventriculaire->ventricule->valvule ventriculo-artérielle->artère

   

c) La révolution cardiaque

   

La révolution cardiaque correspond à 3 étapes se réalisant au cours d'un battement du coeur.

 

Evènements

 

Conséquences

 

Illustrations

 

DIASTOLE

 

GENERALE

 

 

 

-Relâchement des oreillettes et ventricules.

 

 

 

 -Valvules auriculo-ventriculaires ouvertes.

 

 

 

-Valvules ventriculo-artérielles fermées.

 

 

 

 

 

Le cœur se remplit de sang.

 

 

 

Le sang arrive dans chaque cœur par les veines et remplissent les oreillettes :

 

 

 

-le sang arrivant dans l’oreillette droite est dépourvu d’O2, il provient des organes.

 

 

 

-le sang arrivant dans l’oreillette gauche est riche en O2, il provient des poumons.

 

 

 

Les valvules auriculo-ventriculaire étant ouvertes, le sang contenu dans les oreillettes s’écoule dans chaque ventricule.

 

 

 

 

 

           

 

 

 

                diastole 

 

 

 

SYSTOLE AURICULAIRE

 

 

 

-Contraction des oreillettes.

 

 

 

-Valvules auriculo-ventriculaires ouvertes.

 

 

 

-Valvules ventriculo-artérielles fermées.

 

 

 

 

 

 

 

Le sang restant dans les oreillettes est expulsé dans les ventricules.

 

 Systole auriculaire 

 

SYSTOLE VENTRICULAIRE

 

 

 

-Contraction des ventricules.

 

 

 

-Valvules auriculo-ventriculaires fermées.

 

 

 

-Valvules ventriculo-artérielles ouvertes.

 

  

 

Le sang contenu dans les ventricules est expulsé vers les artères :

 

 

 

-le sang contenu dans le ventricule droit est expulsé vers les poumons : il va alors se réapprovisionner en O2.

 

 

 

-le sang contenu dans le ventricule gauche est expulsé vers les organes : il va alors leur distribuer l’O2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

systole ventriculaire 

 

   

2-La circulation du sang et la respiration: deux fonctions associées

 

  La respiration permet la recharge en dioxygène du sang: l'air inspiré passe par le nez/bouche, traverse la trachée, les bronches, les bronchioles et aboutit dans les alvéoles pulmonaires. Au niveau des alvéoles, l'O2 traverse la paroi de l'alvéole et des vaisseaux sanguinx (capillaires) et passe alors dans le sang.

   

La circulation sanguine permet de distribuer ce dioxygène aux organes. Des échanges entre le sang et les organes se font au niveau des capillaires: les organes prélèvent le dioxygène du sang et rejettent dans le sang le dioxyde de carbone (déchet de la respiration cellulaire qui sera rejeté à l'extérieur de l'organisme au niveau des poumons).

   circulation sanguine 1

   Organisation de la circulation sanguine dans l'orgnisme.

   

         

 

 

Rôle

 

Trajet

 

 

 

Circulation pulmonaire

 

Retour du sang désoxygéné

 

(provenant des organes) aux poumons : RECHARCHE DU SANG EN O2.

 

 Ventricule droit -> (artères pulmonaires) -> poumons -> (veines pulmonaires) -> Oreillette gauche.

 

 

 

Circulation générale

 

Transport du sang riche en O2 (provenant des poumons) vers les organes : DISTRIBUTION D’O2 AUX ORGANES.

 

 

 

Ventricule gauche -> (artère aorte) -> organes -> (veines caves) -> Oreillette droite.

 

 

 

Ces deux circulations sont disposées en série ce qui permet la recharge en dioxygène de l'ensemble du volume sanguin.

   

 

II-Un apport accru de dioxygène aux muscles en activité : des adaptations cardio-respiratoires

 

  1-Une augmentation des débits cardiaque et respiratoire

 

Au cours de l'effort physique, les débits cardiaque et respiratoire augmentent, ce qui permet d'apporter plus rapidement et davantage d'O2 aux muscles.

 

  bilan débits 

 

 

  2-Une distribution préférentielle de dioxygène aux muscles en activité

 

 

                                              

Adaptations

 

 

Conséquences

 

 

Disposition en parallèle des organes de la circulation générale.

 

 

 

 

Distribution indépendante du sang oxygéné aux organes.

 

 

 

 

Il y a une redistribution du sang : le sang passant normalement au niveau des organes au repos est redistribué vers les muscles lors d’un effort. Par conséquent, le dioxygène est préférentiellement distribué aux muscles lors d’un effort.

 

 

 

Variation du diamètre des artérioles et des capillaires.

 

 

 

 

Variation du débit sanguin dans les organes :

 

-vasodilatation des artérioles et relâchement des sphincters pré-capillaires au niveau des muscles : augmentation du débit sanguin des muscles.

 

-vasoconstriction des artérioles et relâchement des sphincters pré-capillaires au niveau des autres organes : diminution du débit sanguin des autres organes.

 

 

 

 

 

 

 

 

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