Les paramètres physiologiques de l'effort - Pierron

LSVT2III22Partie du programme : corps humain et santé, l’exercice physiqueNiveau : secondeTitre de la séance : les paramètres physiologiques de l’effort‣ EXTRAIT DU PROGRAMMEAu cours de l’effort un certain nombre de paramètres physiologiques sont modifiés : fréquence cardiaque, volumed’éjection systolique (et donc débit cardiaque) ; fréquence ventilatoire et volume courant (et donc débit ventilatoire).Ces modifications physiologiques permettent un meilleur approvisionnement des muscles en dioxygène et en nutriments.‣ CONNAISSANCES CONSTRUITESAu cours d’exercice physique d’intensité croissante, le volume d’air ventilé pendant une inspiration (volume courantaugmente), il en est de même pour la fréquence respiratoire (nombre d’inspirations par minute). De ce fait le débitventilatoire qui est le produit du volume courant et de la fréquence respiratoire augmente avec l’intensité de l’exercice cequi permet de recharger le sang en dioxygène consommé de façon accrue lors de l’exercice physique.Lors d’un exercice physique, la fréquence cardiaque (nombre de contractions ou systoles par minute) augmente, de mêmele volume de sang éjecté au cours d’une contraction augmente. Le débit cardiaque qui est le produit de la fréquencecardiaque par le volume d’éjection systolique augmente au cours d’un exercice et de ce fait l’approvisionnement en sang eten dioxygène des muscles est accru.‣ CAPACITÉS MISES EN ŒUVRE‣ Utiliser l’E x AO pour mesurer la ventilation pulmonaire au cours d’exercices d’intensité croissante et lafréquence cardiaque (paramétrer le logiciel, adapter les échelles, légender et titrer un graphe)‣ Exploiter les graphes‣ Conclure à partir des données expérimentales pour répondre à la question.‣ CONDITIONS MATÉRIELLESLes élèves travaillent en binôme. Chaque binôme a accès à un ordinateur et avec un dispositif d’ExAO permettant demesurer la ventilation d’un individu, ainsi qu’à un cardiofréquencemètre. Chaque élève aura un graphe lui donnantl’évolution du volume d’éjection systolique au cours d’exercices d’intensités croissantes.‣ COIN LABORATOIREMatériels• Ordinateur• Dispositif ExAO pour la mesure de la ventilation pulmonaire d’un hommeo Interface V6B : 24601.20o Logiciel d’acquisition Latis Bio :• 24526.20 en version monoposte• 24527.20 en version établissemento Enceinte res piration : 24709.20o Capteur Oxygène : 24634.20o Sonde O 2 : 24706.20• Capteur Débimètre 24635.20• Dispositif ExAO pour la mesure de la fréquence cardiaqueo Capteur ECG-EMG 24638.20• Ou cardi ofréquencemètre 14923.20Doc uments di dac ti ques• DVD la respiration de l’Homme 22425.20• Planche la respiration de l’Homme 08953.20© PIERRON1 / 5

LSVT2III22‣ DESCRIPTIFSActivité : évolution des paramètres physiologiques au cours de plusieurs exercicesObjectif : montrer que le débit ventilatoire et le débit cardiaque augmentent avec l’intensité de l’exercice physique.Support : dispositif d’ExAO de mesure de la ventilation pulmonaire et de la fréquence cardiaque pour un exercice defaible intensité et un exercice de forte intensité. Un document donnant l’évolution du volume d’éjection systolique pour desexercices d’intensité croissante. Les formules de calcul du débit ventilatoire et du débit cardiaque.1. Paramétrer le logiciel en suivant les consignes ci-dessous et réaliser les mesures de ventilation pulmonaire et defréquence cardiaque.2. A partir des enregistrements mesurer le volume inspiré à chaque cycle respiratoire, au repos et calculer lafréquence respiratoire ainsi que le débit ventilatoire.3. A partir des enregistrements et du document, expliquer les variations du débit ventilatoire et du débit cardiaquependant les différents exercices.4. Quelles sont les conséquences des variations de ces paramètres physiologiques ?Consignes-Choisir le module ventilation pulmonaire et fréquence cardiaque-Compléter les données concernant l’individu, ainsi que les données sur conditions des mesures :• Durée de la mesure 1min• Placer un repère au début de l’exercice qui commencera à t 15 secondes-Réaliser deux séries de mesures :• Pour la première faire une flexion toutes les 5 secondes• Pour la deuxième faire une flexion toutes les 2 secondes• Inspirer et exp irer par la bouche-Titrer les courbes, les présenter au professeur puis les imprimer.Critères d’évaluati oncapacitésévaluati onRepère à 1 minÉchelle adaptée à la courbeTitre et légende de la courbeMatériel rangéCalcul du volume inspiré et des fréquences respiratoiresau repos et au cours des différents exercicesCalcul des débits ventilatoires et des débits cardiaquesMise en relation de ces variations physiologiques et d’unmeilleur apport en dioxygène du muscle.Activité complémentaire- Le professeur pourra élargir à l’aide du DVD sur la respiration de l’Homme : structures impliquées dans les mouvementsrespiratoires et hygiène de vie.© PIERRON2/5

LSVT2III22- Le professeur pourra utiliser le DVD en introduction pour définir la notion d’inspiration, expiration, volume courant etvolume de réserve. Il demandera aux élèves de définir ces notions à partir du DVD et de donner les valeurs numériquescorrespondantes.© PIERRON3/5

LSVT2III22TP - Les paramètres physiologiques de l’effortActivité : évolution des paramètres physiologiques au cours deplusieurs exercices1.2. Exploitation des enregistrements- Le volume inspiré au repos est de 1L- Du temps t 0 à t15s on compte 7 cycles respiratoires, soit une fréquence respiratoire de 7 x 4=28 cycles par min.© PIERRON4/5

LSVT2III22- Le débit ventilatoire est égal à la fréquence respiratoire x Vo lu me inspiré soit 28 x 1 = 28L par min3. L’enregistrement au cours d’un exercice de faible intensité montre que le volume inspiré est compris entre 1,1L et 1,3LEt la fréquence respiratoire est de 33 cycles par min. Le débit ventilatoire est fréquence respiratoire x Vo lu me inspiré soit33 x 1,3 = 42,9L par min.L’enregistrement au cours d’un exercice de forte intensité montre que le volume inspiré est compris entre 1,2L et 1,5L.Et la fréquence respiratoire est de 36 cycles par min. Le débit ventilatoire est fréquence respiratoire x Vo lu me inspiré soit36 x 1,5 = 54L par min.Au cours d’exercices d’intensité croissante le débit ventilatoire augmente par un augmentation de la fréquence respiratoireet du volume inspiré à chaque cycle.Au cours des exercices d’intensité croissante la fréquence cardiaque et le débit systolique augmentent de ce fait le débitcardiaque qui est le produit des deux augmentent.4. L’augmentation du débit ventilatoire et du débit cardiaque permettront un apport accru de dioxygène au muscle qui esten activité et pour qui la consommation de dioxygène a augmenté.Réponses attendues pour l’activité complémentaireLors de l’inspiration, l’air entre dans les poumons et lors de l’expiration, l’air sort des poumons.Le volume courant correspond au volume d’air ventilé à chaque inspiration ou exp iration.Le volume de réserve correspond au volume d’air supplémentaire échangé avec le milieu lors d’une inspiration forcée.© PIERRON5/5