Aerobie / Anaerobie

a/ Le système anaerobie alactique :

Il fonctionne en l’absence d’oxygène (anaérobie) et sans la production de lactate. Il utilise l’ATP et la phosphocréatine (PhCr) stockés dans le muscle, immédiatement disponibles. Ce système permet des efforts intenses mais brefs tels que les sprints, les sauts, les lancers : la PhCr s’épuise très vite, mais sa régéneration est raîde, 3 min environ. Le coureur de fond utilise peu ce système, base de la musculation et du sprint.

b/ Le système anaerobie lactique :

Progressivement, alors qu’il ne reçoit pas encore assez d’oxygène, le muscle va utiliser le glycogène stocké localement (dans le muscle), incompletement degradé en lactate. Ce métabolisme est utilisé surtout pour les exercices intenses durant de 15 sec à 1.30 min, ou lors d’accelerations soutenues. Il correspond à l’entrainement par intervalles courts. La production de lactate s’accompagne d’essoufflement : le seuil anaérobie est franchi. Le système a l’avantage d’être rapidement disponible mais possède l’inconvénient de gaspiller le glycogène du muscle et donc de conduire rapidement à l’épuisement. De plus, le lactate est long à éliminer (une heure ou plus). Le coureur de fond n’a guère interêt à s’entrainer dans cette zone, hormis pour les cross et courses de 5 000 m ou moins.

c/ Le système aerobie :

Puis la respiration et la fréquence cardiaque s’accelerent en quelques dizaines de secondes, assez pour permettre un transport accru d’O2 aux muscles en exercice. Le glucose provenant du muscle, du sang ou du foie peut alors être completement oxydé en dioxyde de carbone et en eau, avec libération d’un maximum d’energie pour recharger l’ATP. Après quelques minutes, les lipides vont aussi être utilisés, d’autant plus que l’exercice est moins intense et plus long et que le sujet est à jeun et ne consomme pas de glucides pendant l’exercice. C’est la zone d’endurance.

Les echanges respiratoires

Pour se contracter normalement, le muscle a des besoins en dioxygène qu’il faut satisfaire, il produit du dioxyde de carbone qu’il faut éliminer du muscle. Au cours d’un effort physique, le rythme respiratoire s’accelere, la temperature corporelle augmente. Les muscles réalisent avec le sang des echanges qui varient selon leur activité. Richement irrigués ils prélèvent en permanence dans le sang du dioxygène et y rejettent du dioxyde de carbone.

La synthèse de l’ATP nécessaire à l’effort musculaire exige l’apport d’oxygène, et l’elimination de CO2 par le système cardiorespiratoire. Cet echange s’effectue en quatre phases : ventilation alveoaire, transfert alveo-capillaire, transport des gaz par le sang et distribution du sang aux muscles.

Durant l’effort, la frequence respiratoire s’accroit, de meme que le volume courant qui peut atteindre 60% de la capacité vitale. Le temps expiratoire et la durée totale de la respiration sont réduits. A faible puissance, c’est l’augmentation de volume courant qui intervient tandis que la frequence s’accroit lors d’exercices lourds.

Ventilation alveolaire :

La ventilation est à l’origine d’echanges gazeux entre les alveoles et l’air ambiant; elle implique qu’il existe un gradient de pression entre les alveoles et l’atmosphere.

La ventilation correspond à l’ensemble des phenomenes autorisant les échanges gazeux lors de la respiration pulmonaire (élimination de gazcarbonique et absorption d’oxygène contenu dans l’air).

On distingue la respiration pulmonaire alveolaire pulmonaires et la ventilation artificielle correspondant à la respiration artificielle et enfin la ventilation maxima qui correspond au volume d’air maximal pouvant être ventilé (respiré) volontairement par un individu pendant une minute (habituellement de l’ordre de 120 litres).

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Transport des gaz par le sang :

Le CO2 est transporté dans le sang sous 3 formes : CO2 dissous, bicarbonates (HCO-3) et combiné aux protéines pour former des composé carbaminés. Comme le CO2 est 20 fois plus soluble que l’O2, cette forme joue un rôle significatif dans le transport du CO2. Elle represente 5% du CO2 transporté dans le sang veineux et 10% du CO2 éliminé par les poumons (c’est à dire la difference arterio-veineuse).

H2CO3 se forme à partir de CO2 et H2O, lentement dans le plasma et rapidement dans les globules rouges grâce à la presence d’anhydrase carbonique (AC). HCO-3 se dissocie ensuite en HCO-3 et H+ : HCO-3 sort du globule rouge en echange de Cl- alors que H+ reste dans le globule rouge où il se lie à l’hemoglobine d’autant plus facilement qu’elle est désoxygénée (effet Haldane).

Circulation sanguine

La circulation sanguine apporte à toutes les cellules de l’organisme la chaleur, l’oxygène et les nutriments dont elles ont besoin. Elle permet également d’éliminer les déchets qu’elles produisent. Les artères partent de la pompe centrale, le coeur, alors que les veines y reviennent. Le coeur alimente ainsi une petite circulation entre lui et les poumons, et une grande circulation entre lui et le reste du corps.

source : http://tsspesvt.over-blog.com/article-19171609.html

Le coeur, pompe du corps

Les battements du coeur : Le coeur se contracte (systole) en permanence pour chasser le sang de ses ventricules vers les artères de la petite et de la grande circulation. Puis le muscle cardiaque se détend et le coeur se remplit (diastole). Chaque contraction cardiaque est perceptible au niveau du pouls.

D’après  http://tsspesvt.over-blog.com/article-19171609.html

Le débit cardiaque : Deux facteurs permettent de faire varier le débit cardiaque : la fréquence des battements ou pulsations et le volume de sang éjecté à chaque contraction du coeur.

- au repos, le coeur propulse chaque minute 5 à 6 litres de sang dans l’aorte, un flux qui se répartit ensuite entre les differentes artères.

- à l’effort, ce débit peut atteindre 20 l/min chez l’adulte peu entrainé et jusqu’à 35 l/min chez le sportif de haut niveau.

On peut observer qu’à l’effort, le débit sanguin du cerveau est preservé alors que les reins et les organes abdominaux perdent une partie de leur irrigation au bénéfice des muscles.

La régulation du débit : La fréquence des battements cardiaques est controlée par le système nerveux végétatif, renseigné par de nombreux capteurs répartis dans les artères et les différents organes. Une baisse du niveau sanguin d’oxygène, une augmentation du taux de gaz carbonique (liés ou non à l’effort) ou une émotion accélèrent le rythme cardiaque et orientent le flux sanguin vers les organes prioritaires. Seul le cerveau reçoit un débit sanguin constant : la moindre baisse provoque un malaise ou une perte de conscience.

Les nutriments

La nutrition a un rôle primordial dans la production d’énergie. En temps normal, l’organisme a 55% de glucides, 25% de lipides et 15% de protides pour fonctionner. Les cellules prélèvent et consomment de façon continue ces nutriments. Or les nutriments sont prélevés à la suite de la digestion, de manière discontinue. L’organisme doit donc en faire des réserves.

Ces réserves sont localisées dans les cellules musculaires sous formes de glycogène (forme de réserve du glucose) dans le foie et de triglycérides (forme de réserve des acides gras) dans les tissus adipeux. Elles sont importantes puisqu’elles permettent de satisfaire les besoins des cellules de l’organisme pendant un temps assez long, c’est pourquoi il n’est pas nécessaire de se nourrir en permanence. Les cellules consomment de façon continue du dioxygène, prélevé de manière continue au niveau des alvéoles pulmonaires. Dans le sang, le dioxygène est dissous dans le plasma et fixé à l’hémoglobine alors que dans les muscles, le dioxygène se fixe sur une molécule spécifique des cellules musculaires : la myoglobine. Les réserves en dioxygène ne peuvent satisfaire les besoins des cellules que pendant un temps très bref.  

 Lors d’un effort, les glucides fournissent 70% d’energie ce qui correspond à 400g de glucides. 1/4 sont stockés dans le foie et 3/4 dans les muscles, ces réserves de glycogène sont relavtivement faible. La degration glucidique donne 4kcal/g, elle fournit l’énergie utile pour des contraction musculaire. 400g de glucides correspondent à 1600kcal. Une énergie est suffisante pour une course à pied de 30km.

Tandis que les lipides donnent 30% d’énergie pour la pratique d’un effort physique. Ces réserves peuvent atteindre 100 000kcal d’ailleurs elles sont sous cutanée et leur quantité sont fonction du poid ( 15% chez les hommes et 25% chez les femmes). La dégradation lipidique forme 9kcal/g, elle est aussi à l’origine de la transpiration et protège contre le froid. Par exemple, un homme de 70kg produit 90 000kcal, utilisable pour une course à pied de 1000km.

 Les protides ne fournissent pas d’énergie mais participent au métabolisme lipidique et glucidique.

                          

Les vitamines et minéraux en petite quantité sont utiles car ils ne fabriquent pas d’énergie mais favorisent le transport d’énergie et sont nécessaires à la synthèse des tissus.

Source des images : www.photo-libre.fr et Sonia Marchis

Les réactions face à l’effort

Pendant ou après un effort physique, le corps peut réagir de façon négative : la fatigue est la réaction basique après l’effort, mais les réactions peuvent être plus grave et moins courantes. Le sportif peut avoir une crise d’hypoglycémie, il peut aussi souffrir d’hyperventilation, ou de syncope vagal. Mais la réaction à surveiller principalement est le surentrainement ! 

a/ La transpiration. Comme nous avons vu plus haut, l’organisme utilise les nutriments en les transformant en energie dont il a besoin, ainsi qu’en chaleur. Cette chaleur s’accumule et fait augmenter la température corporelle. Pour ne pas dépasser sa limite normale qui est de 37.2° C, le corps doit procéder à un processus de thermorégulation qui est la transpiration. Le système consiste à évaporer de la vapeur d’eau venant des glandes sudoripares, par l’intermédiaire des pores de la peau situés à la surface de l’épiderme.

b/ L’hypoglycémie chez le sportif survient surtout en 2 circonstances  Tout d’abord au début de l’exercice, par l’ingestion de sucres juste avant, le corps étant à jeun depuis plusieurs heures.
La glycémie augmente rapidement et l’organisme en réaction, sécrète de l’insuline qui fait chuter le taux de sucre, parfois de façon trop  importante. C’est l’hypoglycémie réactionnelle. L’hypoglycémie peut également survenir en fin d’exercice lorsque les réserves en glycogène (muscles et foie) sont épuisées et que le muscle utilise le glucose du sang  Ce type d’hypoglycémie survient lorsque les réserves en glycogène n’ont pas suffisamment été fournies dans l’alimentation des jours et des heures qui précèdent, ou que les apports glucidiques ont été insuffisants pendant l’épreuve. 

c/ La syncope vagale est un évanouissement, une perte de connaissance brutale, rapide et complète. Ce phénomène est le résultat d’un déficit soudain d’oxygène.

d/ L’hyperventilation : Dans le cas d’une hyperventilation, la respiration s’accélère et devient saccadée. Elle s’accompagne de vertiges, d’agitation, de tremblements, d’engourdissements, etc. On peut aussi constater des troubles de la vision (vision double par exemple), une sensation de flottement du corps, de perte de conscience ainsi que des tremblements. Elle se déclenche lors d’efforts intenses ou de stress (du à la compétition dans le cas du sport). 

e/ Le surentrainement :

La performance est l’objectif principal chez le sportif compétiteur. Ainsi un athlète est capable d’accepter de s’entraîner plusieurs heures par semaine pendant des mois pour atteindre la victoire. Cependant dans certains cas et malgré tous ces efforts, les objectifs sportifs ne suivent pas et une baisse inexpliquée des performances apparaît. Dans ce cas, le manque de résultats est attribué à tort à une mauvaise préparation physique, ce qui provoque chez le sportif une augmentation de la charge de travail au dépend de la récupération. Ce type de réaction ne fait qu’aggraver l’échec sportif et entraîne l’athlète vers un état de lassitude et de fatigue extrême.  On parle alors de « syndrome de surentraînement« . Mais quelles en sont les consequences, et quand suspecter le surentrainement ?

Les conséquences du surentrainement sont :

- Fatigue persistante
- Perte d’efficacité du geste technique
- Diminution des performances sportives
- Fragilisation de l’organisme (augmentation de la sensibilité aux infections)
- Troubles du comportement

On peut suspecter le surentrainement lorsqu’on a une sensation de fatigue persistante : fatigue générale, physique ou intellectuelle, lorsqu’on constate une diminution des performances sans diminution de l’entrainement ou des troubles psychologiques (baisse de la libido, dépression, troubles du sommeil…).

Il n’existe aucun traitement  de ce syndrome autre que le repos sur plusieurs mois. Le meilleur moyen de l’éviter est la prévention :

- Diversité des séances d’entrainement
- Augmenter progressivement les charges d’entrainement
- Hygiène de vie correcte