Cours 3: contrôle du débit cardiaque

Question 1

Qu’est-ce que le débit cardiaque (QC)?

Answer 1

Le débit cardiaque est le volume de sang pompé par le coeur en une minute, exprimé en litres par minutes (L/min).

Question 2

Quelle est la formule du débit cardiaque (QC)?

Answer 2

QC = VES × FC

• VES est le volume d’éjection systolique (mL/battement) et;
• FC est la fréquence cardiaque (battements/min)

Question 3

Comment le débit cardiaque est-il lié à la consommation d’oxygène (VO2)?

Answer 3

Selon l’équation de Fick:

VO2 = QC * Δ(a-v)O2

• Δ(a-v)O2 = la différence artério-veineuse en oxygène

Question 4

Qu’est-ce que l’équation de Fick?

Answer 4

Elle relie la consommation d’oxygène (VO2) au débit cardiaque (QC) et à la différence artério-veineuse en oxygène (Δ(a-v)O2).

Question 5

Comment mesure-t-on le débit cardiaque (QC) directement?

Answer 5

la mesuredirecte du QC se fait par l’applicaiton de l’équation de Fick en connaissant le VO2 et Δ(a-v)O2, ce qui nécessit une cathétérisation (méthode invasive).

Question 6

Quelles sont les méthodes non-invasives pour estimer le débit cardiaque (QC)?

Answer 6

• dilution de marqueur sanguin ou thermodilution
• La captation pulmonaire d’un gaz inerte
• L’échocardiographie
• L’impédance transthoracique

Question 7

Quelles sont les valeurs typiques du débit cardiaque au repos pour un jeune homme non-entrainé?

Answer 7

Environ 5L/min, avec un VES de 70 mL/battement et une FC de 70 bpm.

Question 8

Comment le débit cardiaque au repos varie-t-il en fonction de l’entraînement?

Answer 8

Chez un homme entraîné, le VES au repos est plus élevé (85-105 mL) et la FC au repos est plus basse (50-70 bpm), mais le débit cardiaque reste similaire (5-6 L/min)

Question 9

Comment l’âge et le sexe influencent-ils le débit cardiaque au repos?

Answer 9

Le débit cardiaque augmente durant la croissance, diminue graduellement avec l’âge et est généralement plus élevé chez les hommes que chez les femmes.

Question 10

Qu’est-ce que la réserve cardiaque?

Answer 10

La réserve cardiaque est l’écart entre le débit cardiaque maximal et le débit cardiaque au repos.

Question 11

Comment la réserve cardiaque varie-t-elle selon le niveau d’entrainement?

Answer 11

La réserve est plus grande chez les individus entraînés et encore plus grande chez les athlètes élites.

Question 12

Quelles sont les valeurs typiques du débit cardiaque à l’exercice maximal pour un jeune homme non-entrainé?

Answer 12

Environ 22L/min, avec un VES de 113mL/battement et une FC de 195 bpm.

Question 13

Comment le débit cardiaque est-il distribué lors de l’exercice intense par rapport au repos?

Answer 13

Le débit cardiaque est redirigé préférentiellement vers les muscles actifs, tandis qu’il diminue vers les reins et le foie et se maintient dans le cerveau

GRAPHIQUE

Question 14

Quels sont les trois principaux facteurs qui régulent le volume d’éjection systolique (VES)?

Answer 14

• La pré-charge
• La contractilité
• La post-charge

Question 15

Qu’est-ce que la pré-charge?

Answer 15

La pré-charge est le degré d’étirement du coeur avant la contraction, qui dépend du retour veineux et du volume télédiastolique.

Question 16

Qu’est-ce que la loi de Frank Starling?

Answer 16

Elle stipule qu’un étirement préalable des fibres musculaires augmente la force de contraction.

Question 17

Qu’est-ce que la contractilité cardiaque?

Answer 17

La contractilité est la capacité du myocarde à générer une force de contraction à un niveau donné d’étirement des fibres, indépendantes de la pré-charge.

Question 18

Comment le système nerveux autonome module-t-il la contractilité?

Answer 18

Sympathique : Il augmente la contractilité par la noradrénaline et l’adrénaline, tandis que le parasympatique a un effet marginale sur la contractilité des ventricules.

Question 19

Qu’est-ce que la post-charge?

Answer 19

La post-charge est la résistance dans le réseau artériel qui s’oppose à l’éjection du sang par les ventricules.

Question 20

Comment l’hypertension affecte-t-elle le débit cardiaque?

Answer 20

Une hyperthension sévère (forte post-charge) diminue le volume d’éjection systolique et donc le débit cardiaque.

Question 21

Quels sont les déterminants individuels de la fréquence cardiaque (FC) au repos?

Answer 21

• L’âge
• Le sexe
• Le niveau d’entrainement

Question 22

Comment la fréquence cardiaque maximale (FC max) est-elle affectée par l’âge?

Answer 22

Elle diminue avec l’âge.

Question 23

Comment le système nerveux autonome régule-t-il la fréquence cardiaque (FC)?

Answer 23

Le système nerveux sympatique accélère la FC par la noradrénaline, tandis que le système parasympatique ralentit la FC par l’acétylcholine.

Question 24

Quelles sont les susbtances chimiques qui influencent la fréquence cardiaque ?

Answer 24

Les catécholamines, les hormones thyroïdiennes, une hausse de Ca2+ extracellulaire augmentent la FC, tandis qu’une hausse de K+ extracellulaire la diminue.

Question 25

Comment la température corporelle affecte-t-elle la fréquence cardiaque?

Answer 25

Une hausse de la température corporelle augmente la fréquence cardiaque, et une baisse de température la diminue.

Question 26

Comment le débit cardiaque et la consommation d'oxygène sont-ils influencés par l'intensité de l'exercice?

Answer 26

Il existe une relation linéaire entre les 2

Question 27

Comment le **système nerveux sympathique** agit-il sur la fréquence cardiaque?

Answer 27

Le système nerveux sympathique, par la libération de **noradrénaline**, accélère la dépolarisation des cellules cardionectrices dans les nœuds SA et AV, augmentant ainsi la fréquence cardiaque. - Il agit également en stimulant la sécrétion d'adrénaline et noradrénaline par les glandes surrénale

Question 28

Comment le **système nerveux parasympathique** agit-il sur la fréquence cardiaque?

Answer 28

Le système nerveux parasympathique, via l'**acétylcholine**, ralentit la dépolarisation des cellules cardionectrices dans les nœuds SA et AV, diminuant ainsi la fréquence cardiaque. - Le nerf vague (NC X) est responsable de cette innervation.

Question 29

Quels sont les mécanismes cellulaires par lesquels les neurotransmetteurs du SNA modifient la FC?

Answer 29

Les neurotransmetteurs du SNA agissent en modifiant l'activité des **protéines de transport** dans les cellules cardionectrices. - L'adrénaline favorise l'ouverture des canaux à Na+ et Ca2+, accélérant la dépolarisation, - l'acétylcholine favorise l'ouverture des canaux à K+, ralentissant la dépolarisation

Question 30

Comment le **tonus sympathique et parasympathique** est-il régulé au repos et lors de l'exercice?

Answer 30

Au repos, il y a une faible stimulation sympathique et une stimulation parasympathique dominante, résultant en une FC d'environ 70 bpm. Lors d'une accélération de la FC (effort), il y a un retrait parasympathique et une activation sympathique. L'inverse se produit lors d'un ralentissement de la FC (récupération)

Question 31

Quelles sont les principales afférences qui influencent le centre cardiovasculaire pour la régulation de la FC?

Answer 31

Les afférences incluent la **commande centrale** du cortex, qui est un signal "feed-forward" proportionnel à la commande motrice, ainsi que le **réflexe vasopresseur d'exercice**, impliquant le **mécanoréflexe** (mécanorécepteurs dans les muscles) et le **métaboréflexe** (chémorécepteurs dans les muscles).

Question 32

Comment les **substances chimiques (agents chronotropes)** influencent-elles la fréquence cardiaque?

Answer 32

Les catécholamines, les hormones thyroïdiennes et une hausse de Ca2+ extracellulaire augmentent la FC, tandis qu'une hausse de K+ extracellulaire la diminue. Les médicaments comme la caféine, la nicotine et la cocaïne augmentent également la FC, tandis que les bêtabloquants la limitent.

Question 33

Comment la **préparation à l'effort et les émotions** influencent-elles la fréquence cardiaque?

Answer 33

La FC augmente en anticipation de l'effort, par exemple avant un sprint, et l'amplitude de cette augmentation est proportionnelle à l'intensité de l'effort anticipé. Les émotions, comme la peur ou l'excitation, peuvent également influencer la FC.

Question 34

En résumé, quels sont les trois principaux mécanismes de régulation de la FC?

Answer 34

Les trois principaux mécanismes de régulation de la FC sont : - le système nerveux autonome (SNA) via les neurotransmetteurs (noradrénaline et acétylcholine), - les substances chimiques (agents chronotropes) comme les catécholamines et les hormones, et - la température corporelle via les thermorécepteurs centraux et périphériques.

Question 35

Quels sont les deux mécanismes (2 pompes) qui augmentent le retour veineux pendant l'exercice?

Answer 35

- **Pompe musculaire**, où la contraction des muscles facilite la circulaiton sanguine vers le coeur - **Pompe respiratoire**, où l'augmentaiton de la fréquence et de l'amplitude respiratoire facilite le flux sanguin vers le coeur.

Question 36

Pourquoi le volum d'éjection systolique (VES) plafonne-t-il ou presque à 40-60% du VO2max?

Answer 36

En raison de la diminution du temps de remplissage et d'éjection avec l'augmentation de la fréquence cardiaque (FC). - Le volume télédiastolique (VTD) augmente, mais fini par plafonner, car le temps de diastole diminue. - Le volume télésystolique (VTS) diminue légèrement, car la contractilité augmente, mais le temps de systole diminue aussi.

Question 37

L'augmentation de la consommation d'oxygène (VO2) durant l'effort est-elle seulement expliquée par l'augmentation du débit cardiaque? (Pourqoi)

Answer 37

Non, elle est expliqué par l'augmentation du débit cardiaque (QC) et par l'augmentation de la différence artério-veineuse en oxygène.

Question 38

Qu'est-ce que la différence artério-veineuse en oxygène (Δ(a-v)O2)?

Answer 38

C'est la différence de concentration en oxygène entre le sang artériel (mesuré dans un artère du système) et le sang veineux (mesuré près de l'entrée dans l'oreillette droite). - Elle reflète l'extraction d'oxygène par l'ensemble des tissus.

Question 39

Qu'est-ce que l'équation de Fick mesure en lien avec l'effort physique?

Answer 39

L'équation de Fick (VO2 = QC * Δ(a-v)O2) mesure que la consommation d'oxygène est égale au débit cardiaque multiplié par la différence artério-veineuse en oxygène. Elle indique que l'extraction d'oxygène par les tissus est un déterminant important de la consommation d'oxygène pendant l'exercice.

Question 40

Comment la différence artério-veineuse en O2 change-t-elle avec l'effort et que démontre ce changement?

Answer 40

À l'effort, la différence artério-veineuse en O2 augmente, ce qui indique que l'utilisation d'oxygène par les tissus augmente plus que la livraison.

Question 41

Quelles sont les valeurs types de Δ(a-v)O2 au repos et à l'effort?

Answer 41

Au repose: Δ(a-v)O2 est d'environ 6mL/100mL, et à l'effort elle peut atteindre environ 16-18mL/dL.

Question 42

Comment peut-on exprimer la VO2max en fonction du VES, de la FC et de la différence artério-veineuse?

Answer 42

La VO2max peut être exprimée comme suit: **VO2 max = (VES max * FC max) * Δ(a-v)O2 max**

Question 43

Quelles sont les valeurs types de VES, FC et QC au repos pour différentes populations (homme et femme, entrainé non entrainé, etc,(

Answer 43

Les valeurs types de VES, FC et QC au repos varient selon le niveau d'entrainement et le sexe. En général, - un homme non-entrainé à un VES de 65-85 mL, une FC de 60-80 bpm, et un QC de 5-6 L/min - tandis qu'un athlète d'endurance à un VES de 100-120 mL, une FC de 40-60 bpm et un QC de 5-6 L/min.

Question 44

Comment l'entraînement affecte-t-il le débit cardiaque au repos et à l'exercice maximal?

Answer 44

L'entraînement ne change pas le débit cardiaque de repos, mais augmente le débit cardiaque maximal.

Question 45

Comment l'entraînement affecte-t-il le volume d'éjection systolique (VES) au repos et à l'exercice maximal?

Answer 45

L'entraînement augmente le volume d'éjection systolique (VES) au repos et à l'exercice maximal.

Question 46

Comment l'entrainement affecte-t-il la fréquence cardiaque (FC) au repos et à l'exercice maximal?

Answer 46

L'entrainement diminue légèrement la fréquence cardiaque (FC) au repose, tandis que la FC maximale semble peu modifié avec l'entrainement

Question 47

Comment l'entrainement modifie-t-il la relation entre le débit cardiaque et la consommation d'oxygène?

Answer 47

Le débit cardiaque est similaire pour une même consommation d'oxygène absolue, peu importe le statut d'entrainement, mais les athlètes ont un QC légèrement inférieur aux intensité faibles, dû à une meilleure extraction de l'O2

Question 48

Comment l'entrainement modifie-t-il le VES pour une même consommation d'oxygène?

Answer 48

L'entrainement augmente le VES maximal et le VES sous-maximal pour une même consommation d'oxygène.

Question 49

Comment l'entrainement modifie-t-il la FC pour une même consommation d'oxygène?

Answer 49

L'entraînement diminue la FC pour une même consommation absolue d'oxygène, car le VES est plus élevé

Question 50

Quels sont les mécanismes physiologiques qui expliquent l'augmentation du VES avec l'entrainement?

Answer 50

Expliqué par une augmentation du volume plasmatique et du volume ventriculaire et de la masse musculaire cardiaque.

Question 51

Quelles adaptations cardiovasculaires se produisent avec l'entrainement?

Answer 51

Les adaptations cardiovasculaires incluent: - une augmentation du volume plasmique - du volume sanguin, - de la compliance ventriculaire, - des dimensions internes ventriculaires, - du retour veineux, - de la contractilité cardiaque, - du VTD, - de la fraction d'éjection - du VESmax - DCmax ainsi qu'une amélioration de la distribution du débit sanguin

Question 52

Comment l'entraînement modifie-t-il l'extraction d'oxygène par les muscles?

Answer 52

**L'entraînement n'augmente pas le contenu en oxygène du sang artériel,** mais il semble y avoir une légère augmentation de la différence artério-veineuse en oxygène, qui s'explique par une **plus grande extraction de l'oxygène disponible.**

Question 53

Quelles sont les **adaptations musculaires** qui contribuent à l'**amélioration de la capacité aérobie**?

Answer 53

Les adaptations musculaires incluent: Une augmentation : - des enzymes aérobies, - du potentiel oxydatif des fibres rapides, - du glycogène - et du nombre de capillaires.

Question 54

Comment les éléments de la formule VO2 max change-t-elle avec l'entraînement?

Answer 54

Avec l'entraînement, **tous les éléments de la formule** VO2 max = (VES max * FC max) * Δ(a-v)O2 max **augmentent**.

Question 55

Comment le désentraînement affecte-t-il le débit cardiaque maximal?

Answer 55

Le désentraînement **diminue le débit cardiaque maximal (QCmax)**, principalement en raison d'une **diminution du volume d'éjection systolique maximal (VESmax)**.

Question 56

Comment le désentraînement affecte-t-il la VO2 max?

Answer 56

Le désentraînement diminue la VO2 max en raison de la diminution du VES et de la différence artério-veineuse en oxygène

Question 57

Comment se traduit la réversibilité des adaptations cardiovasculaires ?

Answer 57

Les adaptations cardiovasculaires gagnées rapidement avec l'entraînement se perdent aussi rapidement avec le désentraînement.

Question 58

Quels sont les facteurs qui contribuent à la diminution de la VO2max avec l'âge?

Answer 58

La diminution de la VO2 max avec l'âge est liée à une diminution du débit cardiaque maximal causée par une diminution de la fréquence cardiaque maximale et une diminution du volume d'éjection systolique maximal.

Question 59

Comment la loi de Frank-Starling influence le volume d'éjection systolique?

Answer 59

La loi de Frank-Starling indique qu'un étirement préalable des fibres musculaires cardiaques augmente la force de contraction, ce qui permet d'augmenter le volume d'éjection systolique.

Question 60

Qu'est-ce qui détermine la précharge du cœur?

Answer 60

La précharge du cœur est déterminée par le volume télédiastolique, qui dépend lui-même du retour veineux.

Question 61

Quels sont les facteurs qui influencent la contractilité du cœur?

Answer 61

La contractilité du cœur est influencée par les agents inotropes (positifs et négatifs) et par le système nerveux autonome (principalement le système sympathique).