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ADAPTATIONADAPTATION CARDIO-VASCULAIRE CARDIO-VASCULAIREÁ L’EXERCICE MUSCULAIREÁ L’EXERCICE MUSCULAIRE
M1 Santé2005-2006
Professeur Alain Nitenberg
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Généralités
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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
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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
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Exercice Musculaire
MuscleSquelettique
SystèmeCirculatoire Poumons
QCO2
QO2
FC
VES
FR
VC
ActivitéMusculaire
TransportO2 et CO2
Ventilation
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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
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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
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VO2
DAVODAVO22
MuscleSquelettique
SystèmeCirculatoire Poumons
QCO2
QO2
FC
VES
FR
VC
ActivitéMusculaire
TransportO2 et CO2
Ventilation
DébitCardiaque= FC x VES
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Exercice
DAVODAVO22
CaO2 = Cte
CvO2
VO2 = QCQC x DAVODAVO22
VO2
DébitCardiaque
DAVODAVO22
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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
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VGOGVP
Poumons CirculationSystémique
OD
VCSVCI
VDAP
Coeur Gauche
Coeur Droit
Ao
VolumeTélédiastolique
VolumeTélédiastolique
Diastasis
ÉjectionVentriculaire
VolumeTélésystolique
RelaxationIsovolumique
VolumeTélésystolique
RemplissageRapide
Le CycleLe CycleCardiaqueCardiaque
Contraction Isovolumique
SystoleAuriculaire
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ODVD
AP
VG
OG
AoPost-Charge
Pré-Charge
Contractilité
FréquenceCardiaque
Performance Ventriculaire
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Diastole Systole
Ventriculographie Gauche
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VolumeTélédiastolique
≃ 120 mL≃ 80 mL/m2
Volume d'ÉjectionSystolique
≃ 70 mL≃ 45 mL/m2
Fraction d'Éjection
≃ 60%
VolumeTélésystolique
≃ 50 mL≃ 35 mL/m2
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La Relation Pression-Volume:Le Travail Cardiaque
PTS
PTD
Volume
Pression
VTS VTD
Travaild'Éjection
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VolumeTélédiastolique
Volume d'ÉjectionSystolique
Fraction d'Éjection
VolumeTélésystolique
PerformanceContractile
RetourVeineux
Impédance AortiqueViscosité du Sang,Accélération,Compliance Artérielle,Résistances Systémiques
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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:
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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
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Veines etCapillaires
75%
CoeurDroit4%
Artères2%
Veines etCapillaires
5%
CoeurGauche
4%
Artères10%
Système Résistif ou
à Haute Pression
Système Capacitatifou
à Basse Pression
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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
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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+
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Performance Contractile
PTS
PTD
Vo VTS VTD
Volume
EP WE
APV
Relation pression-volume passive
BBPressionEts
VTS VTD
PTD
PTS
VOLUME
AAPRESSION Ets
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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
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VolumeTélédiastolique
≃ 120 mL≃ 80 mL/m2
Volume d'ÉjectionSystolique
70 mL≃ 45 mL/m2
Fraction d'Éjection
≃ 60%
VolumeTélésystolique
≃ 50 mL≃ 35 mL/m2
PTS
PTD
VTS VTDVolume
Pression
TravailTravaild'd'ÉÉjectionjection
VolumeTélédiastolique Fraction d'Éjection
VolumeTélésystolique
PerformanceContractile
RetourVeineux
Impédance AortiqueViscosité du Sang,Accélération,Compliance Artérielle,Résistances Systémiques
Volume d'ÉjectionSystolique
PTS
PTD
VTS VTDVolume
Pression
Travaild'Éjection
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Système Nerveux Autonomeet Adaptation à l’Exercice
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- 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.
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NTS
P
Barorécepteurs+
Chémorécepteurs
NoeudSinusal
Ach
Ach
AchNA
Coeur et Système Nerveux Autonome
Médullosurrénale
Ach
A & NA
A & NA
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Fréquence Cardiaque etSystème Nerveux Autonome
(Chien)
50
100
150
200
250
Fréquence Cardiaque (bpm)
Atropine
300
Repos Exercice Exercice+ Béta-bloquant
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POG
PVG
POG
PVG
Augmentation de la Fréquence Cardiaque
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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
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Sièges de la Vasomotricité Musculaire
Artère
Artériole
Sphincter Pré-capillaire
Capillaires
Système Nerveux AutonomeMétabolites Locaux: PO2, PCO2, pH, Lactate, K+
Osmolalité
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Système Orthosympathique
ArtériolesReins,
Muscles au repos,Splanchniques
Vaisseaux CapacitatifsSplanchniques
RésistancesVasculaires
SystémiquesRetour
Veineux
Noradrénaline
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Artères Proximales
Artérioles
Les Récepteurs Adrénergiquesdes Vaisseaux Musculaires
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Acétylcholine
Contrainte deCisaillementLongitudinale
Flux sanguin
CellulesEndothéliales
MembraneBasale
NO
RELAXATION
Cellule Musculaire Lisse
M
Adventice
Parasympathique
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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.
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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
Flamm et coll. Circulation 1990; 81: 1550-1559.
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Flamm et coll. Circulation 1990; 81: 1550-1559.
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
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75% MaxRepos 100% Max50% Max 5 min 15 min
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)
Flamm et coll. Circulation 1990; 81: 1550-1559.
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75% MaxRepos 100% Max50% Max 5 min 15 min
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)
Flamm et coll. Circulation 1990; 81: 1550-1559.
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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
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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
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En Résumé
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Adaptation du Débit Cardiaque
•Pas de Capteurs Veineux de PO2 et de PCO2
•PaO2 = Constante•Diminution de la PaCO2
•FEEDBACK MUSCULAIRE CONTRÔLE MÉTABOLIQUE
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NTS
P
Médullosurrénale
NoeudSinusal
Vaisseaux Périphériques
NA
Orthosympathique
AdrénalineNoradrénaline
MM
Parasympathique
Ach
Muscle Strié
MécanorécepteursChémorécepteurs
+
Stimulus Nerveux
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NTS
P
Barorécepteurs
Médullosurrénale
NoeudSinusal Vaisseaux
Périphériques
NA
Orthosympathique
AdrénalineNoradrénaline
MM
Parasympathique
Ach
Adrénaline
Rénine
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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