Pourquoi le cœur d’un athlète bat plus lentement au repos, comment mesurer sa VO₂ max et comment le sang est redistribué vers les muscles.
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Entraînement, VO2 max et débits sanguins
Module II : Éducation à la santéCatégorie d’actions : Mesure des paramètres physiologiquesClasse : 2nde C
Fiche de révision de SVTEEHB : « Entraînement, VO2 max et débits sanguins », proposée par ndolomath.comndolomath
💡 Idée principale : l’entraînement diminue la fréquence cardiaque de repos, augmente le volume d’éjection du cœur et la consommation maximale de dioxygène (VO₂ max). Pendant l’effort, le sang est redistribué : les artérioles des muscles se dilatent (vasodilatation) tandis que celles du tube digestif et des reins se resserrent (vasoconstriction), sous le contrôle du système nerveux et de facteurs locaux.
Étapes résumées
L’entraînement : fréquence cardiaque de repos plus basse, récupération plus rapide, VO₂ max plus élevée.
VO₂ max : consommation maximale de O₂, plateau atteint malgré l’augmentation de la puissance.
Effort : le débit sanguin des muscles est multiplié par 15 ou 20 ; celui de l’intestin et des reins diminue.
Les artérioles règlent le débit : vasodilatation (débit ↑) ou vasoconstriction (débit ↓).
Contrôle par les nerfs sympathiques, l’adrénaline et des facteurs locaux (CO₂, acidité, chaleur).
le dégagement d’O₂le cœurle rein
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Situation problème
Lors d’une visite médicale au lycée de Limbé, le médecin note que Samuel, coureur de 800 m, a un pouls de repos de 52 battements/min. Inquiet, Samuel pense avoir un problème au cœur. Son camarade Kevin, qui ne fait pas de sport, a 82 battements/min et a souvent mal au ventre quand il court juste après avoir mangé.
Consignes :
Relève les problèmes posés.
Le pouls lent de Samuel est-il inquiétant ? Explique.
Pourquoi courir après un repas peut-il donner mal au ventre ?
Compétence visée
Réduire les accidents cardiorespiratoires et vasculaires grâce à un entraînement adapté et à la connaissance des adaptations vasculaires.
Objectifs de la leçon
Expliquer le rôle de l’entraînement sur la fréquence cardiaque et la consommation de O₂.
Mesurer et interpréter la VO₂ max d’un sujet.
Expliquer les variations du débit sanguin des organes et leurs mécanismes de réglage.
le problèmel’objectifle stéthoscope
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Le rôle de l’entraînement
1. Effets de l’entraînement sur le cœur
Paramètre
Sédentaire
Entraîné
Fréquence cardiaque de repos
70 à 80 /min
45 à 60 /min
Volume d’éjection au repos
70 mL
100 mL
Débit cardiaque maximal
20 L/min
30 à 35 L/min
Temps de récupération
long
court
2. Un cœur plus efficace
L’entraînement développe le muscle cardiaque : à chaque battement, le cœur éjecte plus de sang. Pour un même débit, il bat donc moins vite au repos (bradycardie du sportif, normale) et dispose d’une plus grande marge pendant l’effort. Les muscles entraînés ont aussi plus de capillaires et de mitochondries.
Exemple : un marathonien de haut niveau peut avoir un pouls de repos de 40 battements/min.
le volumel’éprouvettele cortex
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La consommation maximale de dioxygène (VO₂ max)
Activité 1 : déterminer la VO₂ max
Deux élèves pédalent sur un vélo d’effort dont on augmente la puissance toutes les 2 minutes, jusqu’à l’épuisement. On mesure leur consommation de O₂.
Document 1 : consommation de O₂ en fonction de la puissance de l’exercice.
Décris l’évolution de la consommation de O₂ pour chaque sujet.
Détermine la VO₂ max de chacun. Quel est l’effet de l’entraînement ?
Ce qu’il faut comprendre : la consommation de O₂ augmente proportionnellement à la puissance, puis atteint un plateau : c’est la VO₂ max, limite des capacités de transport et d’utilisation du O₂. Elle vaut 2,8 L/min chez le sédentaire et 4,5 L/min chez l’entraîné : l’entraînement augmente la VO₂ max, donc l’endurance.
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Estimer sa VO₂ max par le test de Cooper
Énoncé
Le test consiste à courir la plus grande distance possible en 12 minutes. On estime : VO₂ max (mL/min/kg) ≈ (d − 505) ÷ 45, avec d en mètres. Samuel parcourt 3 200 m, Kevin 2 000 m.
Solution
Samuel : (3 200 − 505) ÷ 45 ≈ 60 mL/min/kg. Kevin : (2 000 − 505) ÷ 45 ≈ 33 mL/min/kg. Samuel, entraîné, a une VO₂ max presque deux fois plus élevée.
Les adaptations vasculaires à l’effort
Activité 2 : la redistribution du sang
Le document 2 compare le débit sanguin de quelques organes au repos et pendant un effort intense.
Document 2 : débit sanguin de quelques organes (valeurs moyennes, L/min).
Quels organes reçoivent plus de sang à l’effort ? moins ? autant ?
Pourquoi le débit de la peau augmente-t-il ?
Ce qu’il faut comprendre : à l’effort, le débit sanguin des muscles passe de 1,2 à 20 L/min ; celui du cœur et de la peau (évacuation de la chaleur) augmente aussi. Celui du cerveau reste constant. Celui du tube digestif et des reins diminue : le sang est redistribué vers les organes actifs. D’où les douleurs de ventre en courant après un repas.
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3. Le réglage du diamètre des artérioles
Document 3 : vasodilatation et vasoconstriction.
Mécanismes qui règlent le flux sanguin
1
Commande nerveuse
Les nerfs sympathiques font contracter le muscle lisse des artérioles du tube digestif et des reins : vasoconstriction.
2
Hormone
L’adrénaline, libérée au début de l’effort, accélère le cœur et agit sur les vaisseaux.
3
Facteurs locaux
Dans le muscle actif, le CO₂, l’acidité, la chaleur et le manque de O₂ relâchent les artérioles : vasodilatation.
4
Résultat
Plus de sang, donc plus de O₂ et de glucose, là où on en a besoin.
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Prévenir les accidents à l’effort
Règles de prudence
Visite médicale avant toute pratique sportive en compétition.
S’échauffer progressivement et ne pas reprendre l’effort brutalement après une longue pause.
Ne pas faire d’effort intense dans les 2 heures qui suivent un repas copieux.
Arrêter immédiatement en cas de douleur dans la poitrine, palpitations, malaise.
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
L’entraînement diminue la fréquence cardiaque de repos, augmente le volume d’éjection et accélère la récupération.
La VO₂ max est la consommation maximale de O₂ ; elle augmente avec l’entraînement.
À l’effort, le sang est redistribué : plus aux muscles, au cœur et à la peau ; moins au tube digestif et aux reins.
Le débit des organes est réglé par la vasodilatation et la vasoconstriction des artérioles.
Ces réglages dépendent des nerfs, de l’adrénaline et de facteurs locaux (CO₂, acidité, chaleur).
je retiensle tri des déchetsla brosse à dents
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Vocabulaire à connaître
VO₂ maxconsommation maximale de dioxygène d’un individu.Bradycardiefréquence cardiaque lente ; normale chez le sportif entraîné.Vasodilatationaugmentation du diamètre d’un vaisseau.Vasoconstrictiondiminution du diamètre d’un vaisseau.Artériolepetite artère dont le diamètre est réglable.
Je m’évalue
1. Qu’est-ce que la VO₂ max ?
2. Quel organe garde un débit sanguin constant pendant l’effort ?
3. Un pouls de repos de 50 chez un athlète est-il anormal ?
4. Qu’est-ce qui provoque la vasodilatation dans un muscle actif ?
Réponses : la consommation maximale de dioxygène · le cerveau · non, c’est l’effet de l’entraînement · CO₂, acidité, chaleur, manque de O₂. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
je réfléchisl’effortl’ADN
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Erreurs fréquentes
Croire qu’un pouls lent de repos est toujours une maladie : chez le sportif, c’est un signe d’entraînement.
Penser que le cœur fabrique plus de sang à l’effort : le même sang circule plus vite et est redistribué.
Confondre la VO₂ max (L/min ou mL/min/kg) et le débit ventilatoire (L/min d’air).
Méthode
Pour exploiter un histogramme à deux séries : compare d’abord chaque organe repos/effort (augmente, diminue, constant), regroupe les organes qui se comportent de la même façon, puis explique.
Activité d’intégration
L’association sportive de ton lycée de Garoua organise un tournoi de football à 14 h, juste après la cantine. Le professeur d’EPS hésite et te demande un avis scientifique ; il veut aussi savoir comment améliorer l’endurance de l’équipe.
Explique, à l’aide des débits sanguins, pourquoi il est risqué de jouer juste après le repas.
Décris les mécanismes de réglage du débit sanguin dans les muscles.
Propose un programme d’entraînement progressif et un test pour suivre la VO₂ max des joueurs.