• L’organisme possède de nombreux systèmes différents, l’aidant à maintenir son fonctionnement normal.

Lors de l’activité physique, les principaux systèmes sollicités sont :

• Le système cardiovasculaire
• Le système respiratoire
• Le système ostéo-articulaire
• Le système musculo-squelettique
• Le système nerveux (neuromusculaire)
• Le système endocrino-immunitaire

Tout mouvement, quel que soit son mode, sa durée, son intensité, nécessite une dépense énergétique supérieure aux valeurs de repos.

Une grande partie de cette énergie sera fournie par l’utilisation de l’oxygène.

Les systèmes cardiovasculaires et respiratoires doivent travailler ensemble pour fournir cet oxygène.

Notion d’activité physique :

• Définition : Tout mouvement corporel produit par les muscles squelettiques entrainant une dépense énergétique supérieure à celle du métabolisme de repos.
• L’activité physique ne s’assimile pas uniquement à un sport.

Activités physiques de la vie quotidienne =

• Déplacements
• Activités domestiques
• Activités professionnelles ou scolaires

Exercice physique =

• Activité planifiée, structurée, et répétitive visant à améliorer ou maintenir une/des composantes(s) de la condition physique.
• Sortir, faire une marche

Activité sportive = sport

• Participants adhérant à un ensemble commun de règles et d’objectifs bien définis.
• C’est ce qui distingue le sport de l’exercice physique, ou de l’activité physique.

L’activité physique est un comportement caractérisé par différents paramètres mesurables :

• Fréquence, durée, intensité et type de pratique.
• Leur combinaison permet de connaitre un niveau d’activité physique donné dans une population.

Il existe des disparités dans les pratiques selon le sexe, la catégorie socio-professionnelle, le lieu d’habitation...

A.Le sport de haut niveau :

Le sport de haut niveau ne concerne qu’une élite et pose des problèmes spécifiques :

• Quantité d’exercices, efforts établis
• Il n’a pas pour but la santé
• Recherche de performance
• Il faut un équilibre entre recherche de la meilleure performance et maintien du meilleur niveau de santé pour ces sportifs.

Bénéfices d’une pratique régulière d’activité physique modérée :

• Bénéfices observés sur la fonction cardio-respiratoire.
• Mais possibles effets délétères du sport dans certaines conditions sur le cœur, les poumons et les voies aériennes.

5 niveaux d’intensité pour une activité physique :

• Sédentarité = Manque d‘activité physique
• Intensité faible = Rend la personne active /Pas d’essoufflement ni de transpiration
• Intensité modérée = Léger essoufflement, un peu de transpiration / Conversation restant possible
• Intensité élevée = Essoufflement important, transpiration abondante /Conversation difficile
• Intensité très élevée = Essoufflement très important, transpiration très abondante / Conversation impossible/ Cas de la pratique du sport à haut niveau / Pas l’objectif recherché pour chacun d’entre nous

Recommandations de l’OMS pour les adultes entre 18 et 64 ans :

• Pratique d’au moins 2h30 (150 min) d’activité physique d’endurance, d’intensité modérée répartie sur 3 à 5 jours dans la semaine.
• Apparition des effets bénéfiques de l’activité physique : progressivement avec une pratique régulière.
• Disparition des effets bénéfiques de l’activité physique : progressivement sur 2 mois en cas d’arrêt de toute activité physique.
• Importance de la pratique régulière d’une activité physique tout au long de la vie, afin de garder ses bénéfices sur la santé, la condition physique et l’autonomie.
• Intérêt de l’exercice physique dans le cadre de certaines pathologies aux enjeux de santé publique, et en cas de la réhabilitation de patients atteints de pathologies chroniques cardiaque ou respiratoires.

2.Système cardio-respiratoire:

Le système respiratoire :

Fonctions

• Apport de l’O2 dans le corps.
• Le système cardiovasculaire le transporte jusqu’aux organes ou l’O2 est utilisé pour produire de l’énergie.
• Évacuation du CO2 en dehors du corps
• Le système cardio-respiratoire assure directement le métabolisme, en fournissant de l’O2 et des nutriments aux cellules du corps.
• Production métabolique d’ATP à partir de l’O2 et des molécules alimentaires.
• Production métabolique soutenant directement le système neuromusculaire en fournissant l’énergie nécessaire à la contraction des muscles.

Influence :

• Les systèmes neuro-endocrino-immunitaire ont une influence importante sur le fonctionnement des systèmes musculaire, respiratoire, et cardiovasculaire.

Système pulmonaire divisé en 2 zones :

• Zone conductrice =Transporte l’air vers les poumons.
• Zone respiratoire= Lieu des échanges gazeux.

Système respiratoire de base :

• Action des muscles = dénominateur commun de tous les sports, exercices, activités physiques.
• Pour que les muscles puissent agir, il faut leur fournir de l’énergie.
• Une grande partie d’énergie est fournie par la respiration qui apporte l’O2 au corps et élimine le CO2.

Ventilation =

• Alternance entre inspiration de l’air ambiant vers les poumons, et expiration des gaz en dehors du corps.

Respiration=

• Respiration externe : échange des gaz (O2 vs CO2) entre les poumons et le sang.
• Respiration interne : échange des gaz (O2 vs CO2) entre le sang et les cellules.
• Respiration cellulaire : production d’énergie en utilisant l’O2 au niveau des cellules.

Changement dans la respiration :

Ventilation pulmonaire = Augmente pour améliorer la ventilation alvéolaire.

Respiration externe = S’ajuste pour maintenir la relation entre la ventilation et l’assimilation de l’O2.

Respiration interne = Répond par une augmentation de l’extraction de l’O2 par les muscles.

Déterminants du mouvement d’air dans les poumons :

2 facteurs :

• le gradient de pression (?P) et la résistance (R) liés par la relation : V = ?P/R

Débit de ventilation V =

• Il s’agit d’un volume par minute.
• Débit exprimé en L/min.

Gradient de pression ?P =

• Différence entre la pression atmosphérique et la pression alvéolaire (pression dans la cavité pulmonaire)

Résistance R =

• Somme des forces qui s’opposent au flux des gaz.
• Environ 20% de la résistance est causée par le frottement des tissus lorsque les poumons bougent.
• Pendant l’inspiration et l’expiration.

Environ 80% de la résistance est due à 2 types de frictions :

• La friction entre les molécules de gaz et les parois des voies respiratoires (résistance des voies respiratoires).
• La friction interne entre les molécules de gaz elles-mêmes (viscosité).

Mécanisme respiratoire de base :

• Les cycles ventilatoire (inspiration et expiration) s’effectuent selon des gradients de pressions.
• Pression atmosphérique par rapport à la pression alvéolaire.

Loi de Boyle : la pression d’un gaz est inversement proportionnelle à son volume dans des conditions de température constante :

• Une basse pression est associée à un grand volume
• Une haute pression est associée à un petit volume

Situation A =

• État d’équilibre avant l’inspiration.
• État de capacité résiduelle fonctionnelle.
• Musculature respiratoire détendue.
• Pression atmosphérique = Pression alvéolaire
• Aucun mouvement d’air ne se produit.

Situation B =

• Début de l’inspiration.
• Contraction des intercostaux externes et du diaphragme.
• Augmentation du contenant de la cage thoracique par augmentation des volumes.
• Les côtes s’écartent et s’élèvent, le diaphragme s’abaisse.
• Augmentation du volume de la cage thoracique sans modification de pression, c’est-à-dire la quantité d’air dans les poumons.
• Par la loi de Boyle on a progressivement : Pression alvéolaire < Pression atmosphérique

Situation C =

• Fin de l’inspiration
• La pénétration d’air dans la cavité pulmonaire a engendré une augmentation de la pression dans cette cavité : Pression alvéolaire > Pression atmosphérique.
• Les muscles inspirateurs se relâchent.
• La cavité thoracique retourne à son état d’équilibre : l’air est naturellement expulsé vers l’extérieur du corps, sans effort musculaire.
• Retour à la situation A.

4 types d’activités physiques identifiés selon les effets sur l’organisme :

• Endurance : sollicite l’appareil cardio-respiratoire

Activités facilement intégrées dans la vie quotidienne lors des déplacements actifs, activités organisées, d’intérieur ou d’extérieur.

• Renforcement musculaire : sollicite le système musculo-squelettique
• Équilibre
• Souplesse

Recommandations pratiques :

Durée =

• Au moins 30 min d’activité physique par jour réalisée 5 jours dans la semaine

Intensité =

• L’intensité à laquelle doit être réalisée cette activité est dite modérée à élevée.

3 critère en particulier : respiration / excrétion sudorale / pénibilité

Intensité modérée : conversation possible, transpiration modérée

• Échelle de pénibilité de l’OMS : 5-6/10
• 55-70% de la fréquence cardiaque (FC) maximale

Intensité élevée : conversation difficile, transpiration abondante

• n Échelle de pénibilité de l’OMS : 7-8/10
• 70-90% de la FC maximale

La marche :

• Doit être pratiquée à 7000-11 000 pas par jour avec toujours une même intensité (modérée à élevée)
• Équivalent à environ 100 pas/min

Quels systèmes subissent des changements adaptatifs en réponse à l’exercice ?

Systèmes musculo- squelettique et cardiovasculaire =

• Engagés pendant l’exercice musculaire
• Subissent des changements adaptatifs en réponse à l’exercice d’endurance pratiqué régulièrement.

Les poumons =

Ne s’adaptent pas à l’exercice

• L’entraînement à l’exercice d’endurance n’a pas d’effets mesurables sur la structure du poumon et sur les changements des fonctions liés à l’hématose pendant l’exercice.
• Absence de différences significatives retrouvée sur des poumons de personnes entrainées ou sédentaires.
• Pas d’adaptation car la capacité structurelle du poumon est surdimensionnée

Système pulmonaire :

• non limitatif des performances lors d’un exercice intense.
• Mais de nouvelles études ont remis en question cette idée chez les athlètes d’endurance d’élite.
• Réalisation d’une performance de haute intensité : système pulmonaire pouvant être limitatif par la présence d’une hypoxémie induite par l’exercice.
• C’est le cas de 40-50% des athlètes d’endurance : la pression partielle en O2 artérielle se réduit et affecte le transport d’O2 aux muscles qui sont alors en demande pour pouvoir travailler à haute intensité.

L’inactivité :

L’inactivité, surtout avec l’âge à des effets particulièrement délétères :

• Diminution des capacités respiratoires.
• Diminution des capacités d’endurance.
• Favorise l’apparition de l’essoufflement à l’effort jusqu’à conduire à un essoufflement de repos.

Exemple de la Bronchopneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) :

• Définition = Limitation des débits bronchiques Réversibilité -Pas complètement réversible malgré l’exercice

Évolution:

• Maladie broncho-pulmonaire initiale.
• Entraine progressivement des atteintes systémiques avec une dyspnée (sensation de gêne à l’effort).
• Va entrainer l’inactivité du sujet, son déconditionnement à l’effort puis une atteinte progressive du système musculaire allant elle-même en retour encore aggraver les capacités aérobies, aggraver la dyspnée

Cause :

• Maladie inflammatoire liée au tabac, ayant comme effet de paralyser les cils de l’épithélium bronchique.
• Encombrement, bronchite chronique.
• Particules nocives du tabac induisent une perte d’élasticité des fibres du poumon et entrainent son altération avec un emphysème.

Rôle de l’activité physique :

• Traitement de ces différentes atteintes (pulmonaire, musculaire...)
• Intégré dans le traitement de cette pathologie
• Reconnue comme seule thérapeutique de niveau A en termes de grade selon « l’evidence-based medicine »

Bénéfices du traitement :

• Sur la dyspnée
• Sur la sensation de fatigue
• Sur la tolérance à l’exercice
• Va conditionner la fonctionnalité du patient et sa qualité de vie, car il sera plus apte à sortir de chez lui pour pratiquer des activités de loisirs, avoir une vie sociale.