Adaptations cardiovasculaires(CV) et entraînements
Primo rédacteur : BONNIN Maëva 20232024
Co-contributeurs : ETIENNE Jules et VERNET Félix
Introduction :
Lors d’un exercice physique, les fonctions CV sont ajustéajustées en fonction de l’augmentation de la demande énergéénergétique. Les adaptations induites vont permettre d’améaméliorer l’apport, l’extraction et l’utilisation de l’O2 par les cellules musculaires. Elles vont induire une augmentation de la consommation maximale d'oxygène : VO2max. La relation entre la consommation d'oxygène VO2 et les paramèparamètres CV est montrémontrée par l’ééquation de Fick : VO2=QC X Da-vO2.
VO2: consommation d’oxygèoxygène exprimée en mL/min
QC: dédébit cardiaque exprimé en L/min
Da-vO2: diffédifférence des contenus artériels et veineux en O2.O2 exprimée en mLO2/L de sang.
Les effets de l’entraîentraînement sur le systèsystème CV ont lieu au niveau du QC et de la Da-vO2.
A) Les grands types d’adaptation
L’entraîentraînement permet de mettre en place diffédifférents types d’adaptations qui agissent àà deux niveaux :
1) Adaptation centrale
D’une part, cette adaptation a lieu au niveau du QC. Elle conditionne la quantitéquantité de sang, donc d’O2, éjectééjectée par le cœur. Elle cible le cœur lui-mêmême et le volume sanguin.
2) Adaptation périphépériphérique
D’autre part, celle-ci a lieu au niveau de la Da-vO2. Elle conditionne alors la quantitéquantité d’O2 prélevéprélevée et utiliséutilisée par les tissus périphépériphériques. Elle est donc cibléciblée sur les vaisseaux et les muscles.
B) Les adaptations cardiaques selon l’entraîentraînement
Ces adaptations diffèdiffèrent selon le type d’entraîentraînement
1) EntraîEntraînement en force
Un entraîentraînement en force correspond àà une surcharge de pression. Cela va favoriser une plus grande torsion ventriculaire que les sésédentaires.
Explications : La pression aortique éétant trop importante, il faut augmenter la torsion ventriculaire pour surpasser cette pression et produire une force de contraction myocardique élevéélevée.
Cela va alors augmenter l’éépaisseur des parois du ventricule gauche et la masse ventriculaire gauche, ce qui va donc induire une diminution de sa cavitécavité. La rotation apicale sera donc plus grande.
Retenons donc qu’un entraîentraînement en force va induire :
- une augmentation de l’
éépaisseur des myocytes >àà l’augmentation de sa longueur - une augmentation de sarcomères en
sésérie - une
éépaisseur des parois du ventricule gauche.
2) EntraîEntraînement en endurance
Un entraîentraînement en endurance correspond àà une surcharge de volume. Cela va induire de plus petites torsions ventriculaires et rotations apicales que les sésédentaires.
Explications : Les torsions ventriculaires sont plus petites car il y a une importante dilatation ventriculaire et un important volume télétélédiastolique (volume sanguin du ventricule gauche en fin de diastole). Cela va alors augmenter l’effet Franck Starling qui rappelons-le est : plus le volume télétélédiastolique augmente , plus la force produite par le myocarde pour ééjecter le sang sera grande. De plus, la bradycardie, autrement dit, la baisse de la fréfréquence cardiaque va entraîentraîner une diminution de la stimulation B-adrenergique apex ce qui diminue les rotations apicales.
Retenons donc qu’un entraîentraînement en endurance va induire :
- une augmentation de la longueur des myocytes >
àà l’augmentation de sonéépaisseur - une augmentation de sarcomères en
parallèparallèle - une augmentation de la dimension des
cavitécavités
Légende : VD = Ventricule Droit VG = Ventricule Gauche
Figure 1 : Schéma comparatif des adaptations CV pour des entraînements de force et d'endurance
C)Une adaptation commune
Bien que l’entraîentraînement en force et en endurance diffèdiffèrent en tous points, il y a tout de mêmême une adaptation commune. Elle n’est autre que l’augmentation de la vitesse de dédétorsion ventriculaire. Elle s’explique pour l’entraîentraînement en force par l’augmentation de la torsion et pour l’entraîentraînement en endurance par l’augmentation du volume télétélédiastolique et l’augmentation de la tension (effet Franck Starling).
Figure 2 : Loi de l'effet Franck-Starling de Geoffroy Cormier
Explications :
La courbe de Frank-Starling, également connue sous le nom de loi de Frank-Starling, décrit la relation entre le volume de remplissage ventriculaire et la force de contraction du myocarde. Elle met en évidence le principe selon lequel plus le cœur est rempli de sang en pré-charge, plus la force de contraction du muscle cardiaque est grande.
Voici comment fonctionne la courbe de Frank-Starling :
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Augmentation du volume de remplissage ventriculaire (pré-charge) : Lorsque le volume de sang qui entre dans le ventricule augmente, par exemple pendant la diastole (phase de remplissage), cela étire les fibres musculaires du ventricule.
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Étirement des fibres musculaires : L'étirement des fibres musculaires cardiaques augmente la sensibilité des filaments de protéine contractile (actine et myosine) au calcium, ce qui favorise une interaction plus efficace entre ces filaments lors de la contraction musculaire.
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Augmentation de la force de contraction : En conséquence, une augmentation du volume de remplissage ventriculaire entraîne une augmentation de la force de contraction du muscle cardiaque. Cela permet au cœur de pomper plus de sang dans la circulation systémique à chaque battement.
La courbe de Frank-Starling illustre donc comment le cœur s'auto-régule pour ajuster sa performance en fonction des fluctuations de la pré-charge, assurant ainsi un pompage efficace du sang dans tout le corps en réponse aux besoins métaboliques changeants.
Bibliographie :
Périsson, J. Tout-en-un STAPS - Licence STAPS - 2e édition. ISBN : 9782340045927
Figure 2 : Loi de l'effet Franck-Starling de Geoffroy Cormier - https://slideplayer.fr/slide/13924155/
La précharge et la loi de Frank Starling - https://ressources.unisciel.fr/physiologie/co/grain2f2a.html