Résumé COLLABORATIF APE 2 Physiologie cardiaque à l'exercice PDF

**APE 2 : Physiologie cardiaque à l'exercice** 1\. Définir les termes volume d'éjection et débit cardiaque. Connaître les déterminants du volume d'éjection (précharge, postcharge et contractilité). +-----------------------------------+-----------------------------------+ | **Volume d'éjection**...

**APE 2 : Physiologie cardiaque à l'exercice** 1\. Définir les termes volume d'éjection et débit cardiaque. Connaître les déterminants du volume d'éjection (précharge, postcharge et contractilité). +-----------------------------------+-----------------------------------+ | **Volume d'éjection** | **Débit cardiaque** | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | **Volume d'éjection (VE)** : | **Débit cardiaque (DC)** : Volume | | Volume de sang éjecté par le | total de sang éjecté par minute, | | ventricule gauche à chaque | obtenu en multipliant le VE par | | battement, calculé comme le | la fréquence cardiaque (environ | | volume télédiastolique moins le | 5000 mL/min pour un homme de 70 | | volume télésystolique. | kg)​ | | | | | [Déterminants : ] | \- Facteurs déterminants : | | | | | \- Précharge | \- Équation du débit sanguin : | | | | | 1. Quoi : volume | 1. Q = ∆P/R | | télédiastolique, retour | | | veineux, quantité de sang | 1. Débit sanguin | | dans le ventricule avant | proportionnel au | | l'éjection, degré d'étirement | différentiel de pression | | des fibres musculaires | (le gradient de pression | | myocardiques avant la | indique la direction du | | contraction | débit) | | | | | 2. Effet de son augmentation sur | 2. Résistance inversement | | la courbe pression/volume: | proportionnelle au débit | | augmentation du retour | sanguin (vasoconstriction | | veineux → remplissages actif | diminue flux sanguin) | | et passif ventricule | | | augmentés → augmentation du | 1. On comprend que le | | volume éjectionnel, mais | mécanisme majeur pour | | volume télésystolique restera | modifier le flux | | le même | sanguin est de jouer | | | sur la résistance du | | \- Postcharge | vaisseau | | | | | 1. Quoi : tension murale durant | 2. Résistance totale | | la contraction ventriculaire, | périphérique | | force (résistance) à vaincre | | | pour que le ventricule éjecte | 1. Définition : | | son contenu sanguin | résistance de | | | l'entièreté de la | | 2. Éléments augmentant la | vascularisation | | postcharge : | systémique | | | | | a.  HTA | 2. Calcul : | | | substitution ∆P | | b.  Valvulopathie aortique | par le | | | différentiel de | | c.  Coarctation de l'aorte | pression entre | | (rétrécissement de | l'aorte et la VC | | l'aorte) | et débit sanguin | | | par débit | | d. Membrane sous et | cardiaque | | supra-aortique (membrane | | | supplémentaire causant | 3. Résistance d'un | | une obstruction) | organe (ex : rein) | | | | | e.  Cardiomyopathie | 3. Calcul : | | hypertrophique avec | substitution | | obstruction dynamique a/n | débit sanguin par | | de la voie de chasse du | débit rénal et | | VG | différentiel | | | aorte/VC par | | 3. 4. Effet de son augmentation | artère et veine | | sur la courbe pression/volume | rénale | | : | | | | | | f. Résistance augmentée → | | | augmentation de la durée | | | et de la force de la | | | contraction | | | isovolumétrique afin de | | | réussir à faire sortir le | | | sang + étant donné le | | | différentiel de pression | | | diminué par la pression | | | aortique trop élevée, | | | alors le volume | | | télésystolique restera | | | plus élevé (donc volume | | | éjectionnel plus petit) | | | | | | \- Inotropie / contractilité | | | | | | 1. Quoi: capacité des | | | cardiomyocytes à fournir une | | | force à un degré d'étirement | | | donné, force de contraction | | | intrinsèque des cellules | | | musculaires, tension | | | isométrique maximale que la | | | fibre myocardique peut | | | développer à un degré | | | d'étirement fixe | | | | | | 2. Effet de la NE : | | | | | | | | | | | | 3. Effet de son augmentation sur | | | la courbe pression/volume :\ | | | 3.1. Augmentation de la | | | contractilité → augmentation | | | de la pression murale lors de | | | la systole → augmentation du | | | volume éjectionnel (car | | | pression dans VG devient | | | beaucoup plus grosse que dans | | | l'aorte) → volume | | | télésystolique plus petit | | | | | |  | | +-----------------------------------+-----------------------------------+ 2\. Définir les termes tension artérielle moyenne et pression différentielle (pulse pressure). Expliquer la relation entre la pression différentielle et le volume d'éjection. +-----------------------------------+-----------------------------------+ | **Tension artérielle moyenne** | **Pression différentielle** | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | \- PAM (pression artérielle | La **pression différentielle**, | | moyenne) | ou **pulse pressure**, est la | | | différence entre la pression | | 1. Quoi : pression moyenne | systolique (la pression maximale | | durant un cycle cardiaque | atteinte lorsque le cœur se | | complet | contracte) et la pression | | | diastolique (la pression minimale | | 2. Calcul : PAM = pression | lorsque le cœur est au repos | | diastolique + 1/3 pression | entre deux battements). Elle se | | différentielle | calcule par : | | | | | | Pression différentielle=P | | | systolique−P diastolique | | | | | | La pression différentielle est | | | influencée par le **volume | | | d'éjection** (la quantité de sang | | | éjectée par le ventricule gauche | | | à chaque battement). En effet, un | | | volume d\'éjection plus grand | | | entraîne une augmentation de la | | | pression systolique, car | | | davantage de sang est propulsé | | | dans les artères lors de la | | | contraction ventriculaire. Cette | | | augmentation de la pression | | | systolique accroît la pression | | | différentielle, car la pression | | | diastolique reste relativement | | | constante. | | | | | | Ainsi, la **pression | | | différentielle est | | | proportionnelle au volume | | | d'éjection** : lorsque le volume | | | d\'éjection augmente, la pression | | | différentielle augmente, et | | | inversement. | +-----------------------------------+-----------------------------------+ 3\. Décrire la relation entre le débit, la pression et la résistance dans le système cardiovasculaire. Expliquer le concept de compliance et l'appliquer aux veines et artères. +-----------------------------------+-----------------------------------+ | **Relation entre débit, pression | **Compliances des veines VS | | et résistance** | artères** | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | \ | \- Définition → ce que le | | [\$\$\\mathrm{\\Delta}P = Q | vaisseau sanguin peut contenir en | | \\times R = Q \\times | volume à une certaine pression | | \\frac{8\\text{nl}}{\\pi | (distensibilité) | | r\^{4}}\$\$]{.math.display}\ | | | | \- Loi→C=V/P | | Où : | | | | 1. C : compliance (mL / mm Hg) | | - R : résistance | | | | 2. V : volume (mL) | | - [*n* ]{.math.inline}: | | | viscosité du sang | 3. P : pression (mm Hg) | | | | | - [*l* ]{.math.inline}: | 4. À comprendre : plus la | | longueur du vaisseau | compliance du vaisseau est | | | grande, plus il peut acquérir | | - [*r* ]{.math.inline}: rayon | un volume sanguin important à | | du vaisseau | une pression donnée | | | | | 3 déterminants de la résistance | \- Compliances en fonction du | | vasculaire : | vaisseau sanguin : | | | | | - Longueur du vaisseau | 1. Veines → forte compliance, ce | | ([*l*]{.math.inline}) : + | qui explique pourquoi elles | | [*l*]{.math.inline} ↑, + R ↑ | accumulent de gros volumes de | | | sang | | - Rayon du vaisseau | | | ([*r*]{.math.inline}) : + | 1. « Unstressed volume » → | | [*r*]{.math.inline} ↓, + R | veines contiennent | | ↑  | beaucoup de sang avec peu | | | de pression | | - Viscosité du liquide | | | ([*n*]{.math.inline}) : + | 2. Modifications de la | | [*n*]{.math.inline} ↑, + R ↑ | compliance → | | | redistribution du sang | | ∗Λε ραψον εστ λε φαχτευρ αψαντ λε | entre les veines et les | |  πλυσ γρανδ ιμπαχτ συρ λα ρσιστα | artères → shifts dans « | | νχε  | unstressed » et « | | | stressed » volume | | | | | | 1. Exemple : | | | vénoconstriction → | | | diminution volume | | | veineux et shift du | | | sang vers artère | | | | | | 2. Artères → petite compliance, | | | accumulation de moins de sang | | | | | | 3. « Stressed volume » → | | | artères contiennent peu | | | de sang avec beaucoup de | | | pression | | | | | | 2. On comprend que le | | | volume sanguin = | | | unstressed + | | | stressed + volume | | | dans cœur | | | | | | 4. Effets du vieillissement | | | : endothélium devient | | | rigide, moins distensible | | | et moins compliant → | | | augmentation de la PA | | | chez les personnes âgées | | | | | | \- Pressions dans la | | | vascularisation: | | | | | | page4image33544080 | +-----------------------------------+-----------------------------------+ 4\. Décrire les effets du système nerveux autonome sur le système cardiovasculaire. +-----------------------------------------------------------------------+ | \- Effets du SNA sur le cœur → effets chronotropes | | | | 1. Effets chronotropes positifs → augmentation de la FC\ | | 1.1. Stimulation du SNAS → libération de NE → activation des | | récepteurs β1 → augmentation du rythme de dépolarisation | | cardiaque → augmentation de la FC | | | | 2. Effets chronotropes négatifs → diminution de la FC | | | | 1. Stimulation du SNAP → libération d'ACh → activation de | | récepteurs muscariniques M2→ diminution du rythme de | | dépolarisation cardiaque + hyperpolarisation des cellules du | | nœud sino-atrial → diminution de la FC | | | | \- Effets du SNA sur la vélocité de conduction → effets dromotropes | | | | 1. Lieu d'action principal : nœud AV (altérant le rythme de | | conduction entre les oreillettes et les ventricules) | | | | 2. Effets dromotropes positifs : stimulation du SNAS via nœud AV → | | augmentation du rythme de conduction | | | | | | | | 3. Effets dromotropes négatifs : stimulation du SNAP via nœud AV → | | diminution du rythme de conduction des potentiels d'action des | | oreillettes aux ventricules (trop diminué via suractivation SNAP | | ou nœud AV endommagé → bloc cardiaque | | | |  | +-----------------------------------------------------------------------+ 5\. Décrire la réponse du système cardiovasculaire à l'effort (débit cardiaque, tension artérielle, différence artérioveineuse en oxygène, résistances vasculaires périphériques et redistribution de la perfusion des différents lits vasculaires). ---------------------------------------------------- ----------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ **RÉPONSE CARDIOVASCULAIRE À L'EFFORT (partie 1)** **Paramètre** **Variation (↓ ,↑ ou ça dépend)** **Explication** Débit cardiaque ↑↑ Le débit cardiaque augmente de manière presque linéaire avec l'intensité de l'effort pour répondre aux besoins accrus en O2. Tension artérielle ↑↑ La tension artérielle moyenne augmente en réponse à l'exercice dynamique surtout en raison d'une augmentation de la pression systolique. La pression diastolique, quant à elle, ne varie que très peu. L'augmentation de la pression résulte d'une augmentation du débit cardiaque qui l'emporte sur la diminution de la résistance périphérique totale. (P = QR) Différence artério veineuse en O~2~ ↑↑ La consommation d'oxygène par les muscles baisse la quantité d'oxygène dans les veines encore plus drastiquement, alors que les artères arrivent toujours à avoir l'oxygène grâce à la respiration. Résistance vasculaire périphérique **↓↓** Vasodilatation dans les muscles squelettiques (donc périphérique) grâce aux métabolites vasodilatateurs relâchés. Redistribution de la perfusion des capillaires ↑↑ En général, un capillaire approvisionne chaque fibre myocardique; toutefois, des preuves suggèrent que la densité capillaire du myocarde ventriculaire peut être augmentée par l'entraînement en endurance. L\'entraînement en endurance augmente également le nombre de capillaires dans le muscle squelettique entraîné, permettant ainsi une plus grande capacité de flux sanguin dans le muscle actif. ---------------------------------------------------- ----------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 6\. Décrire le rôle du système nerveux autonome et des métabolites locaux dans la réponse cardiovasculaire à l'effort. +-----------------------------------+-----------------------------------+ | **RÉPONSE VASCULAIRE À L'EFFORT | | | (partie 2)** | | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | **Rôle du SNA** | **Rôle des métabolites locaux** | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | SNC à partir du cortex moteur | Les métabolites vasodilatateurs | | envoie commande au SNA → | (locaux) vont faire de la | | production de métabolites → | vasodilatation locale au niveau | | augmentation du débit cardiaque : | des muscles squelettiques. Ceci | | + livraison d'oxygène aux muscles | permet de contrecarrer la | | squelettiques (changements PO2, | vasoconstriction causée par la | | PCO2, pH ont un effet minime) | stimulation des récepteurs a-1. | | | Permet de diminuer la résistance | | **Commande centrale :** | et d'augmenter le débit cardiaque | | | aux muscles. | | Réponses dirigées par cortex | | | moteur initiées par une | Métabolites locaux: **Adénosine, | | anticipation de l'exercice | K, lactates** | | | | | \- Réflexes activés par | | | mécanorécepteurs musculaires et | | | possiblement chémorécepteurs si | | | exercice est anticipé ou initié | | | | | | ↑ **Débit cardiaque** | | | | | | \- ↑ SNAS (Beta 1) et ↓ SNAP = | | | **↑ FC** | | | | | | \- ↑ SNAS : **↑ contractilité | | | myocardique** DONC ↑ volume | | | éjectionnel | | | | | | \- Conséquences : plus d'O2 et de | | | nutriments envoyés aux muscles | | | squelettiques | | | | | | \- Concomitant avec le retour | | | veineux : | | | | | | **Vasoconstriction artériolaire | | | sélective** | | | | | | \- Causée par récepteurs α**~1~ | | | :** ↑ résistance du flux sanguin | | | et ↓ débit | | | | | | \- Dans les muscles squelettiques | | | en action : métabolites | | | vasodilatateurs (lactates, K, | | | adénosine) outrepassent | | | vasoconstriction SNAS pour causer | | | une **vasodilatation | | | artériolaire** | | | | | | \- Pas de vasoconstriction au | | | niveau coronaire et cérébral | | | | | | \- Au niveau cutané : réaction | | | biphasique | | | | | | **Hyperémie active :** | | | | | | \- Production de métabolites | | | vasodilatateurs au niveau des | | | muscles squelettiques (lactates, | | | K et adénosine) | | | | | | \- Agissent directement sur les | | | artérioles du muscle en action | | | | | | \- Vasodilatation permet : ↑ | | | débit pour subvenir au besoin | | | métaboliques du muscles (énergie | | | et nutriments) | | | | | | \- Vasodilatation entraîne une ↓ | | | TPR (résistance périphérique | | | totale) | | | | | | **Conséquences finales :** | | | | | | \- ↑ PA systémique | | | | | | \- ↑ pression différentielle | | | (artérioveineuse) | | | | | | \- Pression diastolique stable | | +-----------------------------------+-----------------------------------+ 7\. Identifier les 3 principaux déterminants de la consommation myocardique en oxygène et définir le concept de double produit. Décrire les caractéristiques d'extraction de l'oxygène par le myocarde au repos et à l'effort. +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **3 déterminants de | **Concept du double | **Extraction de | | la consommation | produit** | l'O~2~ par le | | myocardique** | | myocarde** | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | - 3 principaux | [Double | **Au repos :** | | déterminants | produit :]{.underline | | | | } | [Différentiel en | | - FC | | oxygène | | | [FC × pression sangui | artérioveineux]{.unde | | - Post-charge | ne systolique=]{.math | rline} | | |.inline} estimation | → 4-5 ml de O2 / 200 | | - Contractilité | du débit sanguin | ml de sang | | | coronarien et de la | | | - À noter que la | demande myocardique | **À l'effort :** | | consommation | en oxygène | | | myocardique en O2 | | [Différentiel en | | n'est pas reliée | | oxygène | | au *débit | | artérioveineux]{.unde | | cardiaque* mais | | rline} | | plutôt à la | | → augmentation 2e à | | post-charge. | | extraction plus | | | | importante de | | - À l'effort : le | | l'oxygène a/n | | débit cardiaque | | artériel lorsque le | | devient très | | sang passe au travers | | élevé. Même si | | des muscles | | pendant l'effort | | squelettiques (de 4-5 | | la consommation | | ml de O2 / 200 ml de | | myocardique en O2 | | sang jusqu'à 15-16 ml | | augmente, elle | | / 100 ml) | | n\'augmente pas | | | | autant que | | | | lorsque *la | | | | postcharge* | | | | augmente. | | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ 8\. Définir les termes suivants : FCMP (fréquence cardiaque maximale prédite pour l'âge), MET (metabolic equivalent) et VO2 max. +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **FCMP** | **MET** | **VO2 max** | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | - | - - - - | - | | | | | | 1 | | La VO2 max est la | | | | capacité maximale de | | | | consommation | | | | d'oxygène d\'une | | | | personne lors d\'un | | | | effort intense et | | | | prolongé. Elle | | | | représente la | | | | quantité d'oxygène | | | | que l'organisme peut | | | | utiliser par unité de | | | | temps et est un | | | | indicateur clé de | | | | l\'endurance | | | | cardiovasculaire et | | | | de l\'efficacité des | | | | systèmes | | | | cardiovasculaire et | | | | respiratoire. | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ 9\. Décrire les adaptations chroniques du système cardiovasculaire et des muscles squelettiques à l'entraînement d'endurance. +-----------------------------------+-----------------------------------+ | **ENTRAÎNEMENT À L'ENDURANCE** | | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | **Adaptation chronique du système | **Adaptation chronique des | | cardiovasculaire** | muscles squelettiques** | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | 1. Augmentation du VO2 max | 1. Augmentation du nombre de | | (15-20% après une période | fibres à fibrillation lente | | d'entraînement de 6 mois) | (car activité aérobique à | | | intensité faible à modérée | | | recrute plus de ses fibres) | | | | | | 2. Transition des fibres à | | | fibrillation lente vers ceux | | | avec une capacité oxydative | | | plus importante | | | | | | 3. Augmentation du nombre de | | | capillaires dans les muscles | | | (donc meilleure capacité de | | | débit sanguin) | | | | | | 4. Augmentation du recrutement | | | de fibres musculaires et de | | | la grosseur des fibres | | | (hypertrophie) | | | | | | 5. Solidification des tendons et | | | des ligaments, protégeant | | | davantage les muscles | | | | | | 6. Augmentation du nombre de | | | mitochondries et du nombre | | | d'enzymes dans la | | | phosphorylation oxydative | | | | | | 7. Augmentation de la capacité | | | de stockage du glycogène | | | | | | 8. Augmentation de la capacité | | | de mobilisation des acides | | | gras libres à partir des | | | dépôts de gras | | | | | | 9. Augmentation du nombre | | | d'enzymes utiles à | | | l'oxydation des gras | | | | | | 10. Augmentation du seuil de | | | tolérance à l'accumulation du | | | lactate | +-----------------------------------+-----------------------------------+ 10\. Décrire l'impact de la respiration sur le retour veineux au niveau du cœur droit. +-----------------------------------------------------------------------+ | À l'inspiration, on a une contraction du diaphragme, ce qui réduit la | | pression dans la cage thoracique et permet l'entrée d'air. C'est | | l'inverse à l'expiration. | | | | La baisse de pression à l'inspiration augmente le retour veineux, et | | l'augmentation de la pression réduit le retour veineux à | | l'expiration. | +-----------------------------------------------------------------------+