EFFORT, physiologie
L'effort physique provoque dans l'organisme d'importantes perturbations qui affectent toutes les grandes fonctions et plus spécialement la circulation du sang. L'adaptation de l'appareil cardio-vasculaire est très différente selon la nature de l'effort : effort statique (respiration bloquée) et effort dynamique (avec respiration libre) ont des conséquences physiologiques très différentes. À la longue, cette adaptation amène un véritable conditionnement anatomique et physiologique des organes et de l'organisme. C'est dans le domaine de l'entraînement sportif que les mécanismes de ce conditionnement ont pu être étudiés de façon quasi expérimentale.
Les deux types d'effort
Effort statique
L'effort statique est, par exemple, celui qu'effectue un sujet au cours d'un exercice d'haltérophilie. Il fait d'abord une inspiration profonde, la glotte se ferme, le thorax et l'abdomen sont immobilisés en position d'expiration bloquée. Ce blocage respiratoire provoque des perturbations cardio-vasculaires : l'élévation de la pression-intrathoracique, qui se produit alors, se répercute dans les capillaires pulmonaires, l'artère pulmonaire, le ventricule droit, l'oreillette droite et le système veineux (dans la veine cave supérieure en particulier). Le retour du sang veineux au cœur droit est gêné : la vitesse circulatoire est donc ralentie et le débit cardiaque diminué. La circulation artérielle continue cependant à être alimentée par le cœur gauche ; elle s'effectue, au cours des premières secondes de l'effort, sous une forte pression provoquée par des réflexes partis du cœur droit. La tension artérielle peut ainsi passer, dès le début de l'exercice, de 14-8 à 18-12.
Dès que l'effort, qui ne peut être que de très courte durée, cesse, les pressions et les conditions hémodynamiques redeviennent normales.
Un tel effort peut être dangereux pour la circulation cérébrale si l'arbre artériel cérébral n'est pas en parfait état. Alors peuvent se produire des ruptures artérielles, en cas d'anévrisme ou de sclérose. Si l'effort est réalisé en position couchée (exercice de gymnastique abdominale), les risques sont encore plus grands, surtout pour les personnes âgées.
Effort dynamique
L'effort dynamique, produit pendant une marche ou une course, permet une adaptation cardio-pulmonaire s'effectuant en respiration libre. La mesure des volumes d'oxygène consommé et de gaz carbonique rejeté permet de mettre en évidence les variations des paramètres physiologiques qu'il entraîne. Par minute un sujet au repos absorbe 200 à 250 cm3 d'oxygène et produit 200 cm3 de gaz carbonique. Au cours d'un effort violent, ces chiffres peuvent atteindre 4 à 5 l/min pour l'oxygène et 5 à 6 l/min pour le gaz carbonique ; dans le cas d'une marche rapide (8 km/h), ils sont de 2,4 l/min et 2,5 l/min.
Débit cardiaque
Pour s'adapter à cette situation, le débit cardiaque de 4 à 5 l/min au repos, peut atteindre 40 l/min, grâce à l'augmentation de l'ondée systolique, quantité de sang éjectée par chaque ventricule au cours d'une contraction, et à celle de la fréquence cardiaque. Ces deux phénomènes, bien qu'apparemment opposés, sont étroitement liés : l'ondée systolique dépend du remplissage ventriculaire qui est à la fois gêné par la diminution du temps de pause diastolique (tachycardie) et favorisé par l'augmentation de la vitesse circulatoire. En outre, les contractions musculaires des membres inférieurs et la baisse de la pression thoracique lors des grandes inspirations permettent un remplissage rapide du cœur. Ce mécanisme de variation de l'ondée systolique est encore mal connu : la loi de Starling (augmentation de l'éjection avec la dilatation du cœur et l'étirement de la fibre cardiaque) est sans doute dépassée. Les travaux de[...]
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Écrit par
- Fernand PLAS : professeur agrégé à la faculté de médecine de Paris
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