ADAPTATION CARDIO-VASCULAIRE Á L’EXERCICE MUSCULAIRE M1 Santé 2005-2006 Professeur Alain...

ADAPTATIONADAPTATION CARDIO-VASCULAIRE CARDIO-VASCULAIREÁ L’EXERCICE MUSCULAIREÁ L’EXERCICE MUSCULAIRE

M1 Santé2005-2006

Professeur Alain Nitenberg

Généralités

Contenu Veineux Mêléen Oxygène:

15 mL/100mL de Sang

Contenu Artérielen Oxygène

19 mL/100mL de Sang

VGOGVP

PoumonsCirculationSystémique

OD

VCSVCI

VDAP

Coeur Gauche

Coeur Droit

Ao

Différence Artério - Veineuseen Oxygène

≃ 4 mL/100 mL de sang

Consommation d'Oxygène≃ 200 mL/min

L'Apport en Oxygène

Extraction d'Oxygène du Sang Artériel

Veine

Capillaires

Artère Veine

MUSCLE

Contenu O2

19 mL/100 mL de SangContenu O2

16 mL/100 mL de Sang

Exercice Musculaire

MuscleSquelettique

SystèmeCirculatoire Poumons

QCO2

QO2

FC

VES

FR

VC

ActivitéMusculaire

TransportO2 et CO2

Ventilation

Débit Cardiaque

Volume d'Éjection Systolique x Fréquence Cardiaque

70 mL x 70 batt/min

≃ 5 ± 1 L/min

Index Cardiaque

Débit Cardiaque / Surface Corporelle

3,3 ± 0,3 L/min/m2

Muscle StriéSquelettique

MyocardePeau

Cerveau

Rein

CirculationHépato-splanchnique

Reste

76%

5%

5%

3,5%4%

5,5%1%

16%5%

8%15%

22%

28%

6%

Repos5L/min

Exercice20L/min

VO2

DAVODAVO22

MuscleSquelettique

SystèmeCirculatoire Poumons

QCO2

QO2

FC

VES

FR

VC

ActivitéMusculaire

TransportO2 et CO2

Ventilation

DébitCardiaque= FC x VES

Exercice

DAVODAVO22

CaO2 = Cte

CvO2

VO2 = QCQC x DAVODAVO22

VO2

DébitCardiaque

DAVODAVO22

5

10

15

20

Contenu en Oxygène(mL/100mL de sang)

Artère Veine VeineArtèreREPOS EXERCICE

•Oxygène fixé sur la myoglobine

•Extraction de l'oxygène du sang artériel

Sources de l'Oxygène Musculaire

VGOGVP

Poumons CirculationSystémique

OD

VCSVCI

VDAP

Coeur Gauche

Coeur Droit

Ao

VolumeTélédiastolique


Diastasis

ÉjectionVentriculaire

VolumeTélésystolique

RelaxationIsovolumique


RemplissageRapide

Le CycleLe CycleCardiaqueCardiaque

Contraction Isovolumique

SystoleAuriculaire

ODVD

AP

VG

OG

AoPost-Charge

Pré-Charge

Contractilité

FréquenceCardiaque

Performance Ventriculaire

Diastole Systole

Ventriculographie Gauche


≃ 120 mL≃ 80 mL/m2

Volume d'ÉjectionSystolique

≃ 70 mL≃ 45 mL/m2

Fraction d'Éjection

≃ 60%


≃ 50 mL≃ 35 mL/m2

La Relation Pression-Volume:Le Travail Cardiaque

PTS

PTD

Volume

Pression

VTS VTD

Travaild'Éjection





PerformanceContractile

RetourVeineux

Impédance AortiqueViscosité du Sang,Accélération,Compliance Artérielle,Résistances Systémiques

La Loi de Starling

0 2 4 6 8 10 12-2

Pression Télédiastolique (mmHg)AVD

8 16 24-0 VG

Volume VD & VG

VTD

PTD

100

50

StimulationSympathique

B

Base

InsuffisanceCardiaque

Volume d'ÉjectionSystolique (mL)

0 2 4 6 8 10 12-2

Pression Télédiastolique (mmHg)

8 16 24-0VDVG

PTD0 0

1040

2080

30100

40120

Travail d'ÉjectionSystolique (gm/m2)

14

Retour Veineux et Débit Cardiaque:

Retour Veineux et Débit Cardiaque

5

10

15

20

Repos

Exercice

B

InsuffisanceCardiaque

0 2 4 6-2

Pression Télédiastolique duVentricule Droit (mmHg)

Débit Veineux et Débit Cardiaque (L/min)

8 10 12 14 16

5

10

15

20

Repos

A

0 2 4 6-2

Pression Télédiastolique duVentricule Droit (mmHg)

Débit Veineux et Débit Cardiaque (L/min)

8 10 12 14 16

Remplissage

Exercice

Veines etCapillaires

75%

CoeurDroit4%

Artères2%

Veines etCapillaires

5%

CoeurGauche

4%

Artères10%

Système Résistif ou

à Haute Pression

Système Capacitatifou

à Basse Pression

VeinesSplanchniques

Baroréflexes, Chémoréflexes,Réflexes cardio-pulmonaires,

Réflexes musculaires

Muscle Strié

Contraction musculaire

VeinesCutanées

Température locale, Thermorégulation,Réflexes respiratoires, Émotion

Dépression Intrathoracique

Ventilation

RetourVeineux

DébitCardiaque

Diaphragme

Ca2+

Na+ - K+

ATPase ÉchangeurNa+ - Ca2+

2Ca2+

RécepteursAdrénergiques

AMPcIP3

CaCa2+2+ CaCa2+2+

RéticulumSarcoplasmique

Ca2+

2K+

3Na+ 1Ca2+

2Na+

Pompe Ca2+

M

ATAT11

ATP

IC T

A

ProteinesContractiles

Na+

H+

ÉchangeurNa+ - H+

Performance Contractile

PTS

PTD

Vo VTS VTD

Volume

EP WE

APV

Relation pression-volume passive

BBPressionEts

VTS VTD

PTD

PTS

VOLUME

AAPRESSION Ets

PTS

PTD

Vo VTS VTD

Volume

EP

PressionEts

APVAPV

WE

PTS

Vo VTS

Volume

Pression Ets

WE

PTS

PTDPTD

EP

VTS VTDVTD

Repos Exercice

APVAPV


≃ 120 mL≃ 80 mL/m2


70 mL≃ 45 mL/m2


≃ 60%


≃ 50 mL≃ 35 mL/m2

PTS

PTD

VTS VTDVolume

Pression

TravailTravaild'd'ÉÉjectionjection

VolumeTélédiastolique Fraction d'Éjection


PerformanceContractile

RetourVeineux

Impédance AortiqueViscosité du Sang,Accélération,Compliance Artérielle,Résistances Systémiques


PTS

PTD

VTS VTDVolume

Pression

Travaild'Éjection

Système Nerveux Autonomeet Adaptation à l’Exercice

- 1 0 1 2 3 4 5

Minutes

% des Valeurs de Repos

0

50

100

150

200

250Débit Cardiaque

Pression Artérielle

Résistances VasculairesSystémiques

Débit CardiaqueSympathectomiePression Artérielle

Repos

EXERCICE

Guyton. Circulation 1981; 64: 1079-1088.

NTS

P

Barorécepteurs+

Chémorécepteurs

NoeudSinusal

Ach

Ach

AchNA

Coeur et Système Nerveux Autonome

Médullosurrénale

Ach

A & NA

A & NA

Fréquence Cardiaque etSystème Nerveux Autonome

(Chien)

50

100

150

200

250

Fréquence Cardiaque (bpm)

Atropine

300

Repos Exercice Exercice+ Béta-bloquant

POG

PVG

POG

PVG

Augmentation de la Fréquence Cardiaque

Barorécepteurs+

Chémorécepteurs

Vaisseaux et Système Nerveux Autonome

NTS

P

Médullosurrénale

Adrénaline

Noradrénaline0

NA

Orthosympathique

Artérioles Périphériques

Ach

NA

Parasympathique

M MAch

Ach

Ach

AdrénalineNoradrénaline

NA

Orthosympathique

NA

Ach

SystèmeVeineux

Ach

Sièges de la Vasomotricité Musculaire

Artère

Artériole

Sphincter Pré-capillaire

Capillaires

Système Nerveux AutonomeMétabolites Locaux: PO2, PCO2, pH, Lactate, K+

Osmolalité

Système Orthosympathique

ArtériolesReins,

Muscles au repos,Splanchniques

Vaisseaux CapacitatifsSplanchniques

RésistancesVasculaires

SystémiquesRetour

Veineux

Noradrénaline

Artères Proximales

Artérioles

Les Récepteurs Adrénergiquesdes Vaisseaux Musculaires

Acétylcholine

Contrainte deCisaillementLongitudinale

Flux sanguin

CellulesEndothéliales

MembraneBasale

NO

RELAXATION

Cellule Musculaire Lisse

M

Adventice

Parasympathique

75% MaxRepos 100% Max50% Max Immediat 5 min 15 min

EXERCICE REPOS

Fréquence Cardiaque (bpm)50

100

150

200

Pression Artérielle Systolique (mmHg)

140

180

220

100

Consommation d'Oxygène (mL/kg/min)0

15

30

45

Débit Cardiaque (% Base)100

200

300

400

Flamm et coll. Circulation 1990; 81: 1550-1559.

Volume Télédiastolique (% Base)100

105

110

115

Volume Télésystolique (% Volume Télédiastolique)15

25

35

45

Volume d'Ejection Systolique (% de Variation)

15

30

45

0

EXERCICE REPOS75% MaxRepos 100% Max50% Max Immediat 5 min 15 min

Fraction d'Ejection (%)55

65

75

85



75% MaxRepos 100% Max50% Max 5 min 15 min

EXERCICE REPOS

Thorax (% de Base)

100

120

140

Abdomen (% de Base)

100

80

Membres Inférieurs (% de Base)60

80

100

Variations du Volume Sanguin


EXERCICE REPOS

Poumons (% de Base)100

120

140

Bases des Poumons (% de Base)

140

100

100

125

150

Coeur (% de Base)100

110

130

120

160

120

160

175

Sommet des Poumons (% de Base)



EXERCICE REPOS

Foie (% de Base)

80

90

100

Reins (% de Base)

100

70

90

95

100

Rate (% de Base)

50

75

125

100

110

85

115

105

Intestins (% de Base)


Dérive Cardio-vasculaire

• Augmentation de la Fréquence CardiaqueAugmentation de la Fréquence Cardiaque• Diminution du Volume d'Diminution du Volume d'ÉÉjection Systoliquejection Systolique• Diminution de la Pression Veineuse Centrale (Pression Diminution de la Pression Veineuse Centrale (Pression

de l'Oreillette Droite)de l'Oreillette Droite)• Diminution de la Pression ArtérielleDiminution de la Pression Artérielle

• Volume Sanguin Circulant ConstantVolume Sanguin Circulant Constant• Pas de Fatigue CardiaquePas de Fatigue Cardiaque

Dérive Cardio-vasculaire

TempératureExtérieure

SystèmeOrthosympathique

Débit SanguinCutané

Débit Musculaire

NTS

P

Hypothalamus

DÉBIT CARDIAQUE CONSTANT

Fréquence Cardiaque

Volume d'Éjection Systolique

RÉSISTANCESVASCULAIRESSYSTÉMIQUES

PRESSIONARTERIELLE

TempératureCentrale

Vasodilatation Cutanée

VIP

Sudation

Ach

En Résumé

Adaptation du Débit Cardiaque

•Pas de Capteurs Veineux de PO2 et de PCO2

•PaO2 = Constante•Diminution de la PaCO2

•FEEDBACK MUSCULAIRE CONTRÔLE MÉTABOLIQUE

NTS

P

Médullosurrénale

NoeudSinusal

Vaisseaux Périphériques

NA

Orthosympathique


MM

Parasympathique

Ach

Muscle Strié

MécanorécepteursChémorécepteurs

+

Stimulus Nerveux

NTS

P

Barorécepteurs

Médullosurrénale

NoeudSinusal Vaisseaux

Périphériques

NA

Orthosympathique


MM

Parasympathique

Ach

Adrénaline

Rénine

NTS

P

MétabolismeLocal

RésistancesVasculaires

Systémiques

Débit Local

Vaisseaux CapacitatifsSplanchniques

Vénoconstriction

Gradient de PressionPériphérie-Oreillette Droite

Fréquence CardiaqueVolume d'Éjection Systolique DÉBIT CARDIAQUE

RetourVeineux

Activité MécaniqueActivité Mécanique

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