Physiologie de l'entraînement > Bio-énergétique
Processus énergétiques - Charges - décharges - Surcompensation - Système circulatoire - Système respiratoire
Processus énergétiques
Sources énergétiques de l'effort
Un effort se fera grâce à une mobilisation de forces, existantes s'il y a production d'énergie.
Celle-ci, chez l'être humain, est fournie par une molécule nommée
ATP (Adénosine Triphosphate) présente
dans la fibre musculaire et
seule responsable de la contraction musculaire.
Cette molécule, en se dégradant va :
- Libérer de l'énergie,
- Permettre la contraction des fibres musculaires,
- Donc produire une force.
L'ATP, présente en très petite quantité dans l'organisme, de quoi assurer un effort violent d'environ deux secondes,
soit l'équivalent d'un saut vertical unique, va devoir être renouvelée (resynthétisée)
en permanence pour avoir une
continuité du travail musculaire.
Suivant l'intensité et la durée de l'effort fourni, les sources d'énergie utilisées pour resynthétiser
l'ATP seront différentes, et on se trouvera alors dans une des filières
anaérobie alactique,
anaérobie
lactique ou
aérobie.
Production de l'ATP
Utilisation du stock initial d'ATP au tout début (et pendant 2 à
3 sec.) du travail musculaire. L'ATP en se dégradant (grâce à des enzymes* appelées ATPases) permet la production d'énergie mécanique (25%).
Les résidus sont l'ADP (Adénosine Diphosphate) et de l'énergie calorique (75%).
* proteïnes accélérant la vitesse des réactions chimiques
Resynthèse de l'ATP
Par la voie
ANAEROBIE (en absence d'oxygène)
Système ATP-PC : c'est le premier système permettant de renouveler l'ATP. L'ATP est majoritairement
resynthétisée grâce à l'ADP (molécule issue de l'ATP après dégradation)
associée à la Créatine - Phosphate (CP) présente dans les cellules musculaires.
Cette réaction chimique est possible grâce aux enzymes (ici CPK créatine phosphokinase).
Cette source utilisable à intensité maximale pendant 7 sec. maximum et ne produisant pas d'acide lactique, fournit de l'énergie de façon intense et concerne
les fibres à contraction rapide.
Nous sommes dans la filière ANAEROBIE (sans oxygène) ALACTIQUE (pas ou peu d'acide lactique),
Système glycolityque : la source énergétique des phosphagènes épuisée, de nouveaux substrats
sont nécessaires pour assurer rapidement une resynthétisation de l'ATP : ce sont des formes dérivées du glucide,
le glycogène (stocké dans le foie et les muscles) et le glucose (sanguin).
La production d'énergie se déroulant dans le sarcoplasme musculaire (grâce au système enzymatique) permet un effort intensif "violent" mais limité
en durée (30 sec. à 1 ou 2 mn pour une intensité moindre) et concerne les fibres à contraction rapide.
La dégradation du glucose produit de l'ATP et de l'acide pyruvique destiné au cycle de Krebs** mais qui se tranforme en acide
lactique en absence d'oxygène.
L'acide lactique accumulé dans les muscles et versé dans le sang altère le fonctionnement de la filière énergétique, empêche la contraction musculaire et fait apparaître la fatigue
et la douleur musculaire lorsque la quantité dépasse un certain seuil.
Nous sommes dans la filière ANAEROBIE (peu d'oxygène) LACTIQUE (avec production d'acide lactique).
Par la voie
AEROBIE (en présence d'oxygène)
Système oxydatif: l'apport d'oxygène dans les fibres musculaires (essentiellement fibres à contraction
lente) va permettre un énorme rendement énergétique. Plus de 90 % de l'ATP synthétisée au niveau des cellules musculaires
est fournie par la filière aérobie.
La transformation se produit dans les mitochondries, centrales énergétiques permettant de transformer l'ATP dans les cellules
musculaires.
L'apport énergétique principal provient des nutriments apportés par l'alimentation. Il s'agit :
- Des glucides, indispensables et provenant des sucres,
- Des lipides, provenant des graisses et utilisés pour les efforts modérés > 45 mn et sollicitant plus de 2/3 de la masse musculaire globale),
- Dans une moindre importance, des proteïnes sous la forme d'acides aminés provenant de la viande, poisson, oeuf, etc...
Les déchets résiduels de cette dégradation aérobie seront de l'eau (sueur) et du gaz carbonique (respiration).
Cette filière, par l'intermédiaire du cycle de KREBS**, permet aussi d'oxyder l'acide pyruvique issu de la glycolyse pour
produire de l'énergie et rend possible la réutilisation des lactates pour resynthétiser du glycogène ou de
l'ATP. A ce titre on peut considérer l'acide lactique non pas comme un déchet, mais comme une source d'énergie
chimique. Seuls les acides devront être tamponnés dans le sang et éliminés dans les urines.
Nous sommes dans la filière AEROBIE (avec oxygène).
Lire un article sur l' acide lactique (Guillaume TRAVAILLANT, PDF, 6 pages, 600kO)
**Cycle de KREBS (également appelé cycle de l'acide citrique) : ce cycle complexe grâce à une série de réactions
biochimiques constitue la voie principale d'obtention de l'énergie. Ces réactions, effectuées en présence d'oxygène et à
l’aide d’enzymes spécifiques, transforment les substances résiduelles issues de la dégradation partielle des glucides et des lipides
pour resynthétiser l'ATP.
Evidemment il serait faux de croire que les processus s'enchaînent successivement : ils démarrent tous immédiatement, mais
avec des délais d'intervention différents et des possibilités de rendement étalé dans le temps.
Il y aura donc un chevauchement des processus suivant leur rapidité de disponibilité, l'intensité de l'exercice, l'apport suffisant
d'oxygène etc...
 |
Enchaînement des processus énergétiques
- Source
http://sportech.online.fr
| Voies/filières |
ANAEROBIE ALACTIQUE |
ANAEROBIE LACTIQUE |
AEROBIE |
| Sources |
ATP - CP |
Glycogène - Glucose |
Glucides - Lipides |
| Délais d'intervention |
Nul |
De 7sec à 20sec |
3mn (plein régime) |
| Oxygène |
Non |
Peu |
Oui |
| Facteurs limitants |
Epuisement des stocks d'ATP et CP
Système
enzymatique |
Taux d' acide lactique versé dans le sang (baisse du pH cellulaire)
Système enzymatique |
Vo2 Max / Stock de glycogène / Baisse des substrats |
| Durée de reconstitution |
ATP - CP
Entre 2 et 5mn |
Elimination du lactate en 1h
Stock de glycogène en 48h |
Stock de glycogène en 24 à 36h |
| Produit du processus |
ADP |
Acide lactique (lactates) |
Eau (sueur) + CO2 |
| Energie |
Intensité très élevée mais faible quantité |
Intensité très importante et en quantité moyenne |
Intensité liée au VO2 MAX. et en grande quantité |
| Aspect |
Puissance |
Capacité |
Puissance |
Capacité |
Puissance |
Capacité |
| Durée max. du mécanisme |
=> 7sec |
=> 15sec |
=> 45sec |
=> 2mn |
=> 6 à 10mn |
> 10mn |
| Qualités |
Vitesse d'exécution |
Endurance de vitesse |
Résistance intensité |
Résistance intensité |
Résistance volume |
Endurance |
Capacité et puissance
Chacune des trois voies énergétiques est caractérisée par une
CAPACITE représentant une
quantité d'énergie, et une
PUISSANCE représentant une intensité d'énergie délivrée.
Plus un exercice sera réalisé avec puissance, moins sa durée (sa capacité à maintenir un niveau d'effort)
sera longue.
Ceci va nous permettre de déterminer les voies énergétiques en fonction des qualités (vitesse,
résistance, endurance) à développer.
Exemples d'exigences énergétiques
Les efforts sont réalisés
au maximum de leur intensité sur le temps choisi.
| Temps d'effort |
Aérobie |
Anaérobie lactique |
Anaérobie alactique |
| < 10sec |
< 10% |
- |
> 90% |
| < 30sec |
20% (P) |
20% |
60% |
| 1 à 3mn |
30 à 40% (P) |
70 à 60% |
- |
| 5 à 10mn |
40 à 60% (P) |
60 à 40% |
- |
| ~ 30mn |
95% (P / C) |
5% |
- |
| > 60mn |
> 98% (C) |
< 2% |
- |
(P) Puissance aérobie / (C) Capacité aérobie
Alternances charges-décharges
Le couple effort - récupération
Si la notion d'effort vient tout de suite à l'esprit dans l'entraînement sportif, l'autre élément du couple est
parfois négligé.
Pourtant le développement de chaque filière est dépendant des paramètres durée
et intensité, tant pour l'effort que pour la récupération.
Schéma de l'effort
Gestion de l'effort
Le but de la gestion de l'effort est d'amener les qualités athlétiques d'un sportif à un niveau optimal, en fonction
d'un objectif visé, dans le temps et dans sa spécificité.
Suivant les durées et intensités choisies pour les temps de travail et de récupération, on visera une filière
pour créer un phénomène de surcompensation des ressources énergétiques et permettre au sportif de progresser.
Par exemple, un sportif courant le semi-marathon est appelé à travailler essentiellement dans la filière aérobie.
S'il est évident que sa capacité aérobie nécessaire à tenir entre 1h et 1h30 d'effort doit être
développée, il faudra aussi augmenter le seuil anaérobie pour courir le plus vite possible en retardant l'effet
anaérobie lactique.
Cette alternance est valable à l'intérieur d'une séance, mais aussi durant tout les cycles de l'entrainement (macro,
méso et microcycles).
Surcompensation
La base de l'entraînement physique repose sur le principe de cumul de stimulations dans le temps : c'est le processus de
surcompensation.
La surcompensation est due à la tendance de l'organisme à maintenir constants ses paramètres biologiques face aux
modifications du milieu extérieur; on appelle cela l'
homéostasie.
Suivant ce procédé, si une charge d'entraînement est appliquée à l'organisme, celui-ci va mettre en oeuvre
des processus de restauration pour retrouver l'état initial du potentiel énergétique.
Si la charge est proche des capacités maximales d'une qualité physique, l'état après restauration sera
supérieur à l'état initial. Si une nouvelle charge est appliquée à ce moment là, le
phénomène se renouvellera et le potentiel augmentera.
En revanche si les charges appliquées ne sont plus suffisantes ou trop éloignées, les réserves retrouveront
leur état de départ. D'où selon Matveiev
«Seuls les exercices sollicitant fortement les réserves énergétiques et entraînant une fatigue aigue initiale,
permettent une amélioration du potentiel suivant un phénomème de surcompensation».
Schéma de la surcompensation
Principe d'élévation du niveau de performance de l'athlète par sollicitions successives
Pendant l'effort, l'organisme puise dans ses réserves et le système de restauration se met en fonctionnement.
La fatigue est un signal d'évaluation de l'équilibre
processus de dégradation - processus de resynthèse.
- Si l'effort est faible, il y a un équilibre entre les deux processus,
- Si l'intensité est grande, le processus de dégradation prédomine et l'effort aura une durée limitée,
- Si l'effort est très intense, le processus de resynthèse est submergé et l'effort rapidement arrêté.
Les réserves se reconstitueront pendant le repos, moment indispensable de la régénération.
Pour progresser il va falloir créer un état de déséquilibre. C'est donc le moment choisi pour appliquer une
nouvelle stimulation qui déterminera le type d'entraînement.
La charge pourra être appliquée lorsque la surcompensation se fait ou avant que les réserves ne soient totalement
restaurées (supercompensation). Dans ce cas une période de régénération plus importante sera
nécessaire.
Tout l'art et la difficulté de la planification réside dans la gestion de ces paramètres : qualité physique
visée, volume, intensité et fréquence d'effort, durée et nature de récupération.
Si la gestion est mal faite, c'est la fatigue chronique voire le surentraînement qui s'installeront, où, finalement cas "le moins pire",
aucune adaptation et donc progression n'auront lieu.
Effets immédiats et retardés
L'entraînement ayant comme objectif l'adaptation de l'organisme face aux efforts auxquels il est soumis, on peut considérer
que ces adaptations ponctuelles ou cumulatives vont engendrer des effets immédiats et des effets retardés sur les paramètres
physiologiques.
Les
effets immédiats correspondent à une adaptation ponctuelle à une charge d'entraînement : activation des
composants du système d'adaptation, recherche d'équilibre et stade de dégradation, en modifiant par exemple la
fréquence cardiaque, la ventilation, la consomation d'oxygène etc...
Les
effets retardés correspondent à une adaptation cumulative et relativement stable de l'organisme aux sollicitations,
par le biais de répétitions d'exercices , de séances, de travail à une certaine intensité etc...
destinés à apporter une progression des qualités de l'athlète.
Délais de surcompensation
Efforts réalisés dans la filière :
- Aérobie : 24 à 48h,
- Anaérobie lactique : 48 à 72h,
- Anaérobie alactique : 12 à 24h.
Système circulatoire
Le maintien de la vie d'un être vivant est possible si la chaîne
apports extérieurs - transformation pour création d'énergie - rejet des déchets est en fonctionnement.
Les fonctions d'apport continu de nutriments et d'oxygène vers les cellules, ainsi que le rejet des déchets du métabolisme produits par celles-ci
sont assurées par la
fonction circulatoire.
Schématiquement, le système circulatoire est une boucle comprenant une pompe (le coeur) et des tuyaux dans lesquels circule le sang.
Le coeur envoie le sang dans les artères, les organes sont déservis par les capillaires et le sang revient au coeur par les veines.
Il existe deux circuits de circulation :
- Un premier dit petite circulation, où le sang part du coeur droit par l'artère pulmonaire pour aller dans les
poumons se régénérer et revenir au coeur gauche par les veines pulmonaires.
- Un deuxième dit grande circulation, où le sang part du coeur gauche par l'aorte, dessert les organes selon
trois trajets (un vers le système digestif, un deuxième vers les reins et un troisième vers la tête,les membres
et le tronc) et revient au coeur droit par les veines caves supérieures et inférieures.
Schéma général de la circulation
Le coeur
Le
coeur, moteur central de la circulation du sang, est un organe thoracique de forme ovoïde, creux et musculaire. Il fonctionnant en
autonome.
Le muscle le constituant, le
myocarde, est tapissé en interne par une mince membrane, l'endocarde, et est recouvert en externe par une
enveloppe séreuse, le péricarde. Il est constitué de deux éléments, le coeur droit et le coeur gauche ne communicant
pas entre eux.
Ils sont chacun divisés en deux cavités :
- L'oreillette,
- Le ventricule.
Le coeur droit contient le sang
non oxygéné, tandis que le coeur gauche contient le sang
oxygéné.
Oreillette et ventricule communiquent par un orifice muni d'une valvule (mitrale à gauche, tricuspide à droite).
Les oreillettes reçoivent les veines (pulmonaires à gauche, veines caves à droite), et les ventricules les artères
(aorte à gauche, pulmonaire à droite).
Le myocarde étant un muscle, il est lui même vascularisé par les artères coronaires.
Planche extraite du site http://www.infovisual.info
Mécanisme de fonctionnement
Cycle cardiaque
Le cycle cardiaque est une succession ordonnée de contractions et relâchements des oreillettes et ventricules.
Systole - diastole
- Une systole est la contraction d'une cavité (oreillette ou ventricule) et la diminution de son volume par le vidage de son sang,
- Une diastole correspond au relâchement et à l'augmentation de volume d'une cavité qui se remplit de sang.
Le phénomène mécanique de l'activité cardiaque se traduit par la succession de systoles et de diastoles :
- Systole auriculaire (0.1s) : le sang contenu dans les oreillettes est chassé vers les ventricules,
- Systole ventriculaire (0.3s) - diastole auriculaire : les ventricules remplies de sang se contractent et chassent le sang vers
les artères; pendant ce temps les oreillettes se relâchent et se remplissent,
- Diastole générale (0.4s) : les oreillettes sont déjà relachées et les ventricules se relâchent
à leur tour.
Lors des phases de relâchement, ce sont les valves qui empêchent le retour en arrière du flux sanguin.
Tension artérielle
La tension artérielle correspond à la pression exercée par le sang sur les parois artérielles.
Elle varie à chaque battement du cœur pour passer successivement par :
- Un maximum (pression systolique dans les artères au moment de la contraction cardiaque),
et
- Un minimum (pression diastolique se maintenant dans les artères entre deux contractions cardiaques).
La pression artérielle normale de l'adulte est d'environ 12/8.
Pouls
C'est l'onde de choc transmise le long des artères lorsque se produisent les contractions cardiaques.
Moyenne au repos suivant l'âge :
- 1 an = 115 à 130 puls/mn,
- 10 ans = 80 à 90 puls/mn,
- adultes = 60 à 80 puls/mn.
Adaptation cardio-vasculaire à l'effort
Les efforts consentis pour un travail musculaire vont obliger le système cardio-vasculaire à s'adapter de façon
immédiate.
La répétition de ces efforts dans le cadre d'un entraînement le fera s'adapter à long terme.
Adaptation immédiate
Lors d'un effort sollicitant la voie aérobie, le muscle a besoin d'oxygène pour fonctionner et va produire des déchets devant être évacués.
C'est la fonction circulatoire qui assure le transport de ces besoins. Le volume nécessaire de sang "brassé" va augmenter. Ce brassage
correspond au débit cardiaque (exprimé en l/mn ou ml/mn) et est égal à la fréquence cardiaque (FC) x le volume de sang éjecté à chaque systole
(VES = Volume d'éjection systolique) dans la grande circulation.
L'irrigation sanguine va être redistribuée par une vasodilatation dans les muscles de travail et une vasoconstriction dans les muscles non
sollicités.
Dès le début de l'effort, la fréquence cardiaque augmente rapidement ainsi que le Volume d'éjection systolique. Sachant qu'au repos,
seule une partie du volume stocké dans le ventricule est éjectée, cette part va augmenter pour se stabiliser. Si ensuite la fréquence
cardiaque continue de croitre (> 160 puls/mn), ce volume éjecté sera alors "perturbé" par la fréquence de vidange.
La fréquence maximale a elle même une limite située aux alentours de 220 puls/mn - âge du sportif (selon Astrand et Ryming).
Le débit cardiaque va passer de 5l/mn au repos pour se situer aux environs de 30 l/mn. Lorsque l'effort est supérieur à une limite
nommée Puissance Maximale Aérobie, la fréquence cardiaque se stabilise à son maximum. A la fin de l'effort elle décroît rapidement
dans un premier temps (30 à 60puls/mn pendant environ 30s) puis plus lentement pour "payer" la dette d'oxygène contractée pendant l'exercice.
(voir le chapitre sur la fonction respiratoire).
Adaptation à long terme
Les effets de l'entraînement sur le coeur modifie le volume d'éjection systolique (VES) ainsi que la fréquence cardiaque (FC).
En effet l'entraînement aérobie à intensité et volume adapté crée une hypertrophie cardiaque caractérisée par une augmentation
de la cavité et un épaississement des parois.
La baisse de la fréquence cardiaque au repos, un seuil à l'effort plus bas ainsi qu'une meilleure stabilisation pour une même
intensité d'exercice aérobie (entre un non entraîné et un entraîné), ainsi qu'un retour à la fréquence de repos
plus rapide est due à l'ajustement des systèmes de contrôle activant ou calmant l'activité cardiaque. Une modification de la structure fait
que l'organisme n'a peut être pas besoin d'un cœur qui bat plus vite.
L'ensemble de ces modifications entraîne une augmentation du débit cardiaque et donc de la Consommation Maximale d'Oxygène.
L'entraînement en endurance va aussi augmenter le volume sanguin et permettre d'accroître la capacité "tampon" du sang, ainsi que la densité
capillaire pour un meilleur approvisionnent sanguin au niveau des muscles.
Les entraînements visant le développement de l'endurance de base permettent l'augmentation de la densité capillaire, alors que l'augmentation
de la structure cardiaque dépend d'un entraînement au seuil anaérobie ou proche de la VO2max.
Le sang
Le corps humain contient environ 4 à 5 litres de sang lui-même composé de plasma, de globules rouges et de globules blancs.
Le plasma, liquide jaune clair transparent, transporte les éléments nutritifs nécessaires au corps ainsi que les
déchets vers les organes dont le rôle est de les éliminer.
Le plasma contient de l'eau, des sels minéraux, des protides, des lipides, des glucides, a des taux constants maintenus
grâce à des mécanismes régulateurs.
Les globules rouges (ou érythrocytes ou hématies) contiennent de l'hémoglobine, pigment des globules rouges, qui assurent
le transport de l'oxygène et du gaz carbonique entre l'appareil respiratoire et les cellules de l'organisme.
L'entraînement ne fait pas subir de modifications à ceux-ci, contrairement à l'entraînement en altitude qui
permet d'augmenter leur nombre.
Les globules blancs (ou leucocytes) du sang et de la lymphe assurent la défense contre les micro-organismes en détruisant les
bactéries et en sécrètant des anticorps.
Système repiratoire
Etant donné la nécessité de présence d'oxygène pour le fonctionnement
de l'humain, il existe un système permettant de remplir les fonctions d'échanges gazeux entre les cellules et le milieu
extérieur.
L'absorption d'oxygène et l'élimination des gaz carbonique sont assurées par la ventilation pulmonaire.
Celle-ci est réalisée par des phénomènes mécaniques d'expansion et de rétraction de la cage thoracique. Ces phénomènes provoquent
l'
inspiration et l'
expiration d'air.
Ces mouvements respiratoires obtenus par les contractions du diaphragme et des muscles intercostaux, sont réglés par
le centre respiratoire situé dans le bulbe rachidien (12 cycles/mn chez l'adulte normalement). Ils permettent les échanges gazeux qui
se font alors entre l'air alvéolaire et le sang des capillaires pulmonaires (l'oxygène diffuse vers le sang et le gaz carbonique
vers l'alvéole).
L'appareil respiratoire est constitué :
- Des voies aériennes (cavités nasales et buccale, pharynx, larynx, trachée et bronches), dont le rôle essentiel
est d'assurer la filtration et l'épuration de l'air inspiré,
- De deux poumons qui contiennent les alvéoles pulmonaires.
Planche extraite du site http://www.infovisual.info
Mécanique ventilatoire
Ce sont les déformations de la cage thoracique imposées par les muscles respiratoires qui rendent possible l'inspiration et l'expiration
des gaz respiratoires, et ceci grâce à l'élasticité de la cage thoracique.
L'intérieur de celle-ci est tapissée par un feuillet, tout comme la surface extérieure des poumons contenus dans le thorax.
Ces deux feuillets sont accolés et représente une cavité virtuelle.
Par le biais de jeux de pression et dépression intracavité et atmosphérique se créent des augmentations et
des diminutions du volume pulmonaire.
Muscles de l'inspiration : le thorax est fermé à sa partie inférieure par le diaphragme, muscle fixé sur la colonne vertébrale et
sur la face interne des côtes inférieures. Il a une forme convexe vers le haut et repose sur les viscères abdominaux.
Sa contraction diminue sa longueur et réduit sa convexité. Il en résulte une augmentation de hauteur de la cavité thoracique.
Conjointement, la contraction des muscles intercostaux externes, s'insérant près de la vertèbre sur la côte supérieure et à distance
d'elle sur la côte inférieure, élève l'ensemble des côtes et de fait augmente la largeur du thorax.
Comme les côtes sont obliques (en bas et en avant), leur élévation lors de l'inspiration augmente le diamètre antéro-postérieur du thorax.
Les trois dimensions du thorax augmentées, c'est donc son volume qui est augmenté. La déformation sous-jacente des poumons
crée une dépression dans l'espace alvéolaire et entraîne l'entrée d'air ambiant, donc l'
inspiration.
Muscles de l'expiration : ordinairement, l'expiration est passive puisque l'arrêt de l'action des muscles inspiratoires permet à
l'ensemble élastique thoraco-pulmonaire de reprendre sa position d'équilibre, correspondant au volume pulmonaire de fin d'expiration.
Cependant, pour une ventilation importante ou forcée, l'expiration devient active par la mise en jeu des muscles expirateurs. Il s'agit
essentiellement des muscles abdominaux, dont la contraction refoule les viscères et le diaphragme vers le haut, et réduisant donc le volume
thoraco-pulmonaire.
Volumes respiratoires
Au repos, lors de l'inspiration, un certain volume d'air entre dans les poumons. Lors de l'expiration, un certain volume de gaz appauvri
en oxygène et enrichi en gaz carbonique est rejeté. Ce volume, inspiré ou expiré à chaque cycle ventilatoire, est appelé le Volume Courant
(VC env. 0,5L). Ce dernier étant mobilisé F fois par minute (F = fréquence respiratoire) permet de calculer le débit ventilatoire
(6L/mn au repos).
Si une inspiration forcée est effectuée, un volume dépassant le volume courant est enregistré. C'est le Volume de Réserve
Inspiratoire (VRI env. 2L).
Si une expiration maximale est effectuée, est enregistré de manière analogue un Volume de Réserve Expiratoire (VRE env. 1,5L).
Lors de l'augmentation des besoins ventilatoires, le volume courant s'accroît aux dépens des volumes de réserve expiratoire et surtout
inspiratoire.
Au terme d'une expiration maximale, un certain volume de gaz impossible à expirer reste dans les poumons. C'est le Volume
Résiduel (VR env. 1,5L).
Il existe donc une capacité vitale (4-5L), qui est la somme de VRI + VC + VRE et une capacité totale (6L), somme de
VRI + VC + VRE + VR.
Adaptation ventilatoire à l'effort
Lors d'un exercice physique, la demande en oxygène devient plus importante au niveau des cellules musculaires participant à
l'effort. Une augmentation du volume respiratoire est nécessaire et le débit ventilatoire passe de 6 l/mn jusqu'à
200 l/mn possible.
La ventilation augmente pour apporter de l'oxygène supplémentaire à l'organisme et éliminer
le gaz carbonique produit. L'adaptation du débit est dûe à l'augmentation de la fréquence respiratoire
(de 12 cycles/mn à 60) et à l'augmentation de l'amplitude ventilatoire (de 0,5l à 3,5l).
Au début de l’exercice, a lieu une augmentation de l’amplitude et de la fréquence des mouvements respiratoires. Cette élévation croît
au fur et à mesure de l’augmentation de l'intensité de l’exercice physique.
Dans le cas où cette intensité, élevée au début devient modérée, les rythmes respiratoires et circulatoires se
stabilisent. Un équilibre entre la consommation et les apports d’oxygène a lieu. C’est un état stable (stady state) correspondant au
second
souffle où l’effort paraît plus facile.
En revanche plus l’athlète soutient un effort intense, plus le débit augmente jusquà atteindre une limite pour laquelle tout l’oxygène
disponible au niveau musculaire est utilisé. Il s'agit du débit maximal d'oxygène ou VO2max (
voir Glossaire des termes utilisés en endurance).
A l'arrêt de l'effort, une phase de récupération ramene les valeurs respiratoires progressivement à leurs valeurs initiales.
L'organisme paye la dette d'oxygène constituée pendant la phase de mise en train. La récupération sera ainsi d'autant
plus longue que la mise en train aura été plus lente où la dette accumulée importante.
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