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CARDIOVASCULAR AND RESPIRATORY ANATOMY

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Le cœur et les poumons au travail
Chapitre 6
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1
Fitness cardiovasculaire

Courir est considéré comme le programme le plus
populaire de fitness cardiovasculaire.
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2
Objectifs
1. Permettre une compréhension des organes et des composants du corps
humain qui constituent les systèmes cardiovasculaire et respiratoire.
2. Comprendre les caractéristiques des systèmes cardiovasculaire et
respiratoire ainsi que leurs fonctions pour maintenir une santé physique
et des performances optimales.
3. Prendre connaissance des outils utilisés pour évaluer et décrire les
composantes des systèmes cardiovasculaire et respiratoire.
4. Comprendre les effets de l’entraînement sur les systèmes
cardiovasculaire et respiratoire.
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3
Les principaux rôles du système
cardiovasculaire
1. _____________________________________________
_______________________________________________
2. _____________________________________________
_______________________________________________
3. _____________________________________________
_______________________________________________
4. _____________________________________________
_______________________________________________
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4
Le cœur
Structure :

Composé de muscles striés assurant la circulation du sang dans le corps
humain

Composé de 4 cavités :
– _______________________(gauche et droit)  pompent le sang dans tout
l’organisme
– _______________________(gauche et droite)  reçoivent le sang des organes
périphériques et le pompent vers les ventricules

________________________ pompe le sang vers le reste de l’organisme
(est plus large et possède des parois musculaires plus fortes que le
ventricule droit)

________________________ pompe le sang vers les poumons
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5
Le cœur
Trajet du flux sanguin :

L’oreillette droite reçoit le sang désoxygéné des ________
________________________________

Le sang va de ________________ au ________________
et est pompé jusqu’aux poumons.

___________________ reçoit le sang oxygéné des
poumons et le pompe jusqu’au _____________________.

Le sang est maintenant riche en oxygène et est transporté
vers le reste de l’organisme via _________________.
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6
Le cœur
Trajet du flux sanguin :
Veine cave inférieure
Veine cave supérieure
OREILLETTE DROITE
Valve tricuspide
VENTRICULE DROIT
Veines
Valve de tronc pulmonaire
Artère pulmonaire
Capillaires
Poumons
Veine pulmonaire
Artères
OREILLETTE GAUCHE
Désoxygéné
Oxygéné
Valve bicuspide
VENTRICULE GAUCHE
Valve aortique
Aorte
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7
Fonction :
Le cœur

Le cœur se contracte à un rythme constant, qui peut accélérer ou diminuer en
fonction des besoins en sang (et en oxygène) de l’organisme.

Le battement cardiaque est régulé par une impulsion électrique automatique
générée par le nœud sinusal.

Le nœud sinusal est _______________________________________________
__________________________________________________________________

Le nœud sinusal génère des charges électriques que l’on appelle __________
_______________. Le potentiel d’action assure ________________________
____________________________________. Ce potentiel d’action traverse les
deux oreillettes et les deux ventricules via le nœud a-v et les fibres de
Purkinje.

L’oreillette se contracte avant les ventricules, ce qui permet le passage rapide
du sang de l’oreillette au ventricule.
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8
Le cycle cardiaque finement ajusté
(a)_________________________________
________________________________
________________________________
________________________________
(c)__________________________________
_________________________________
_________________________________
__________________________
(b)_____________________________________
____________________________________
____________________________________
____________________________________
(d)__________________________________
_________________________________
_________________________________
________________________________
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9
Le cœur
Pression sanguine :


C’est une importante mesure de la fonction cardiaque.
Il y a deux composantes pour la mesure de la pression
sanguine :
1. ___________________- Utilisée pour décrire la pression dans le
cœur quand les ventricules sont relâchés et remplis de sang.
Indicateur de la pression sanguine périphérique (la pression du
sang à l’extérieur du cœur).
2. ___________________- Pression à l’intérieur des ventricules
lorsqu’ils se contractent afin de faire circuler le sang dans
l’organisme.
PVI : La pression normale dans l’oreillette pendant la diastole est
d’environ 80 mmHg et d’environ 120 mmHg pendant la systole.
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10
Mesurer la pression sanguine

Médecin prenant la pression sanguine d’un patient
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11
Le cœur
Volume systolique :
 Quantité de sang pompée par le ventricule gauche
à chaque battement cardiaque.
 Mesuré en millilitres.
 ________________________________________
________________________________________
________________________________________
Débit cardiaque :
 Quantité de sang pompée chaque minute par le
cœur dans l’aorte.
 ________________________________________
________________________________________
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12
Mesurer la fréquence cardiaque

On prend sa fréquence cardiaque en posant ses
doigts sur le cou ou le poignet.
(a) Sentir les pulsations à
l’artère carotide.
(b) Sentir les pulsations à
l’artère radiale.
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13
Le cœur
Le rythme cardiaque :

_________________________________________________________
_________________________________________________________

La contraction rythmique des parois du cœur est communément
appelée le battement cardiaque.

La fréquence cardiaque normale d’un adulte au repos peut varier de
_________________________________________________________

_________________________________________________________
Lors d’un exercice intense, la fréquence cardiaque peut augmenter
jusqu’à 200 bpm.
Fréquence cardiaque maximale = 220 – âge (années)
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14
Le circuit du cœur et du système
cardiovasculaire
Illustration de
l’intégralité du
système
cardiovasculaire :
cœur, poumons,
circulation
systémique.
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15
Le cœur
La circulation systémique :

Le système ___________________________comprend les
vaisseaux qui amènent le sang du cœur aux muscles et aux
organes (poumons, cerveau, estomac, intestins), et ceux qui
ramènent le sang vers le cœur.

Tous les vaisseaux de l’organisme sont formés de cellules de
muscles lisses génératrices de la _________________________
___________________________________________________

Les propriétés contractiles des muscles lisses permettent aux
vaisseaux sanguins de la circulation systémique de réguler et de
modifier la circulation du sang dans tout l’organisme.
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16
Le cœur
La circulation systémique :



Les vaisseaux transportant le sang à partir
du cœur sont appelés ________________.
Les artères se ramifient en petits vaisseaux
appelés _____________________.
Les artérioles se divisent en vaisseaux de
plus en plus petits appelés _____________.
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17
Le cœur
La circulation systémique, artères

Capillaires :
– __________________________________________________
__________________________________________________
– __________________________________________________
__________________________________________________
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18
Le cœur
La circulation systémique, veines

Lorsque le sang est acheminé vers le cœur, les capillaires
se rejoignent pour former des vaisseaux plus larges
nommés _____________________.

Les veinules se rassemblent à leur tour pour former des
vaisseaux plus larges nommés __________________.
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19
Le cœur
La circulation systémique, veines (suite)


Contrairement aux artères, les veines possèdent
des ___________________________________
________________________________________
________________________________________
________________________________________
________________________________________
Le sang peut être poussé dans la veine par les
muscles lisses entourant celle-ci, par la contraction
de certains muscles squelettiques ou, dans une
moindre mesure, par le pompage du cœur.
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20
La pompe du muscle squelettique
 Le sang allant vers le cœur
ouvre les valves.
 Le sang partant du cœur
ferme les valves.
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21
Le cœur
Les globules rouges



Aussi appelés ____________________.
La fonction principale des globules rouges est le transport
de l’oxygène des poumons jusqu’aux tissus de l’organisme
et du dioxyde de carbone vers les poumons. Ils sont
capables d’assurer cette fonction grâce à une substance
nommée hémoglobine.
Dans le sang, on trouve également les globules blancs et
un fluide clair appelé plasma. Le volume occupé par les
globules rouges par rapport à la quantité de sang total se
nomme hématocrite (environ 45%).
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22
Les globules rouges

Le globule rouge ou
érythrocyte
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23
Le cœur
Hémoglobine






______________________________________________.
Chaque molécule peut créer un lien avec _____________________
__________________afin de les transporter.
La quantité d’oxygène pouvant être transportée par le sang dépend de
la pression partielle d’oxygène (PO2).
La différence entre la quantité d’oxygène présente dans le sang
lorsqu’il quitte les poumons et lors de l’acheminement du sang vers les
poumons se nomme la différence artério-veineuse d’oxygène
(différence a-v O2), mesurée en ml d’oxygène par dl de sang (ml
O2/l).
Si la différence a-v O2 augmente, alors l’organisme utilise plus
d’oxygène.
Une différence a-v O2 typique est d’environ _________O2/l, tandis
qu’à l’exercice la différence a-v O2 peut augmenter jusqu’à
__________O2/l.
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24
Le cœur
Hémoglobine




Les nouveaux globules rouges ou réticulocytes sont produits
dans ______________________.
L’érythropoïetine (EPO), une hormone en circulation, est le
principal stimulateur de la formation de nouveaux globules
rouges.
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
Les nouveaux globules rouges contiennent plus d’hémoglobine
que les vieux globules rouges et peuvent ainsi transporter une
plus grande quantité d’oxygène.
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25
Production d’EPO
 La
haute altitude
(faible
concentration en
oxygène) influe
sur la production
de l’EPO qui
génère à son tour
une plus grande
quantité de
globules rouges.
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26
Le transport du dioxyde de carbone


Le CO2 est un ________________________produit par
l’organisme.
Le CO2 est acheminé de la cellule vers le sang par lequel
il est transporté vers les poumons via l’un des trois
mécanismes suivant :
1. _____________________________________________________
_____________________________________________________
2. _____________________________________________________
3. Le CO2 se combine à la molécule d’eau (mécanisme premier) pour
former des molécules de bicarbonate qui sont ensuite transportées
dans tout l’organisme. La réaction suivante illustre les mécanismes
décrits ci-dessus :
CO2 + H2O
H2CO3
Anhydrase
carbonique
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H+ + HCO327
La consommation d’oxygène
Quantité d’oxygène utilisée par l’organisme via le
métabolisme aérobie.
 Mesurée en volume d’oxygène consommé (VO2)
pendant une période de temps définie,
habituellement une minute.
 La consommation d’oxygène augmente en
fonction de la quantité d’énergie requise pour
satisfaire les demandes énergétiques de l’activité
physique.
 (VO2max) : ______________________________
__________________________________________
________________________________________

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28
Test de la consommation d’oxygène maximale

Test de la puissance maximale aérobie (VO2max).
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29
La consommation d’oxygène



Une modification de l’hématocrite (_________________
___________________________) peut aussi modifier la
consommation d’oxygène en augmentant ou en diminuant
la quantité d’oxygène distribuée aux tissus effectuant le
travail.
La capacité des tissus à extraire l’oxygène (___________
________________) affecte directement la consommation
d’oxygène.
L’augmentation de la différence a-v O2 est attribuée soit à
une ___________________________________________
______________________, soit à l’efficacité des enzymes
dans les tissus activés.
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30
La consommation d’oxygène

________________________________________(
nombre de capillaires dans le tissu) peut également altérer
la capacité du système circulatoire à placer les globules
rouges à proximité des tissus utilisant de l’oxygène.

Ce phénomène permet d’augmenter la capacité des tissus à
extraire l’oxygène requis, la distance de diffusion étant
alors réduite.

________________________________________
________________________________________
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31
Résumé de l’anatomie
cardiovasculaire

La composante centrale a trait principalement à l’efficacité du cœur.
Les facteurs périphériques comprennent :
1. _______________________________________________ ; et
2. __________________________________________________

L’entraînement physique peut augmenter la consommation maximale
d’oxygène du corps humain. Ces mécanismes physiologiques seront
présentés dans la prochaine section.
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32
Anatomie Respiratoire
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33
Les rôles principaux du système respiratoire sont de :
1. _________________________________________; et
2. ____________________________________________
____________________________________________
Le système respiratoire comprend :
1. _____________________________;
2. _____________________________________________
________________________________ ; et
3. _____________________________________________
_____________________________________________
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34

La respiration humaine s’effectue selon plusieurs
mécanismes :
1. La ______________________ (respirer) ;
2. L’_____________________(survient entre l’air
et le sang dans les poumons et entre le sang et les
tissus dans l’organisme) ;
3. L’_________________________par les tissus
pour la respiration cellulaire.
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35
Les poumons

Situés dans la cage thoracique (la poitrine).

Les poumons sont asymétriques. ____________________
________________________________ en raison de la
place importante occupée par le cœur du coté gauche.

Le passage de l’air dans le système respiratoire est divisé
en deux aires fonctionnelles :
1. _________________________
2. _________________________
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36
La zone de conduction

Structure anatomique par laquelle l’air circule
avant d’atteindre la zone respiratoire.

L’air pénètre par le nez et/ou la bouche, où il est
filtré et humidifié. Il est ____________________
______________________ dans la trachée.
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37
La zone de conduction

La trachée se divise en ____________________
droite et gauche qui pénètrent dans les poumons
et continuent à se diviser en tubes de plus en plus
petits appelés _____________________ et,
finalement, en ___________________________.

Le système à l’intérieur des poumons prend la
forme d’un arbre inversé appelé communément
« l’arbre respiratoire ».
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38
La zone respiratoire

Région où s’effectuent les échanges gazeux.

Les unités fonctionnelles des poumons prennent la
forme de petits sacs appelés _________________.

Les alvéoles sont regroupées en paquets, telles des
grappes de raisin, avec une ouverture commune
sur le conduit alvéolaire appelée _____________.
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39
La structure du système respiratoire
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40
Les alvéoles
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41
Ventilation et échange gazeux
Sortie du
dioxyde de
carbone
Entrée
de l’oxygène
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42
La ventilation
 La ventilation comprend deux phases :
l’________________ et l’_________________.
 Les échanges gazeux entre le sang et les autres
tissus ainsi que l’utilisation de l’oxygène par les
tissus sont communément appelés ____________
____________________________.
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43
La ventilation

Comprend le mouvement de l’air vers l’intérieur
(______________) et vers l’extérieur (______________)
des poumons.

Une modification de la taille de la cavité thoracique, et
ainsi des poumons, nous permet d’inspirer et d’expirer
l’air.

Les poumons sont normalement légers, doux et spongieux,
ce qui permet leur expansion dans la cavité thoracique.
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44
La ventilation

Les muscles entourant la cage thoracique qui permettent
son changement de taille sont :
 ___________________________;
 ______________________________(expiration) ; et
 _______________________________(inspiration).
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45
La ventilation




Durant l’inspiration, la cage thoracique prend de
l’expansion sous l’effet de la contraction
musculaire, ce qui entraîne une diminution de la
pression de l’air à l’intérieur des poumons.
________________________________________
________________________________________
Durant l’expiration, la taille de la cage thoracique
diminue via la relaxation des muscles.
________________________________________
________________________________________
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46
Les échanges gazeux dans les
poumons

Les échanges gazeux entre l’air et le sang, dans
les poumons, ont lieu dans les alvéoles.

______________________________________
______________________________________

L’air atmosphérique qui est acheminé jusqu’à
chaque alvéole est riche en oxygène.
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47
Les échanges gazeux dans les
poumons

Le sang contenu dans les capillaires pulmonaires contient
une certaine quantité de dioxyde de carbone. La différence
de concentration entre le ____ et l’____ permet d’obtenir les
conditions idéales pour la __________________________.

La ___________________ est le mouvement des molécules
(gaz) d’une concentration élevée à une concentration faible.

L’_______________ est ainsi diffusé de la membrane
alvéolaire vers les capillaires pulmonaires désoxygénés.
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48
Les échanges gazeux dans les
poumons

Le _____________________ se diffuse dans la
direction opposée: du sang pulmonaire riche en
dioxyde de carbone vers l’alvéole.

Le sang oxygéné suit la circulation pulmonaire
pour atteindre le cœur (ventricule droit) et être
distribué via la circulation systémique.

Le dioxyde de carbone est exhalé.
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49
Les échanges gazeux dans les
alvéoles
L’échange gazeux dans les alvéoles
Alvéoles
Afflux
sanguin
Capillaire
Globule
rouge
Oxygène
pris par
le sang
Dioxyde de
carbone libéré
du sang
Éjection du
sang
Vaisseau
sanguin
L’oxygène de
l’alvéole entre
dans le sang
Le dioxyde de
carbone pénètre
dans l’alvéole
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Alvéole
50
Les effets de l’exercice sur les systèmes
cardiovasculaire et respiratoire

Le système cardiovasculaire permet
d’assurer un approvisionnement en sang
suffisant aux muscles contractés, au
cerveau et au cœur.

___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
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51
Les effets de l’entraînement aérobie sur les
systèmes cardiovasculaire et respiratoire
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
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52
Les effets de l’exercice sur les systèmes
cardiovasculaire et respiratoire (suite)
Fréquence cardiaque
________________________________
est un des effets bénéfiques pouvant
résulter de l’entraînement en endurance.
1. ________________________________
permettent qu’une plus grande quantité
de sang soit pompée chaque fois que le
cœur bat.
2._________________________________
_________________ (muscle cardiaque)
augmente la contractibilité (taux de
contraction).

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53
Les effets de l’exercice sur les systèmes
cardiovasculaire et respiratoire (suite)
Approvisionnement capillaire
 ___________________________est un autre profit
pouvant résulter de l’entraînement en endurance.

L’augmentation de la capillarisation permet :
1. _________________________________________
___________________________________________;
2. _________________________________________
_________________________________________; et
3. _________________________________________
____________________________________________
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54
Les effets de l’exercice sur les systèmes
cardiovasculaire et respiratoire (suite)
Approvisionnement capillaire (suite)
 __________________________de l’organisme peut
aussi être améliorée grâce à l’entraînement en
endurance.
 L’entraînement en endurance ____________________
__________________________ vers les capillaires situés à
proximité des fibres musculaires.

Une augmentation de la capillarisation survient aussi
dans le muscle cardiaque, réduisant le risque de
maladie cardiaque et de crise cardiaque.
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55
Les effets de l’exercice sur les systèmes
cardiovasculaire et respiratoire (suite)
Volume sanguin

L’augmentation du volume sanguin
total va de pair avec le nombre et le
volume total de globules rouges.

Cela se produit grâce à la stimulation
de l’érythropoïèse (______________
___________________) dans la
moelle osseuse.
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56
Les effets de l’exercice sur les systèmes
cardiovasculaire et respiratoire (suite)
Ventilation



Augmente avec l’exercice afin de répondre aux
exigences élevées en échanges gazeux.
La ventilation peut passer de __________ au repos
à ___________ durant un exercice d’intensité
maximale, et à plus de ___________ durant une
respiration volontaire maximale.
La pratique continue d’activités influe sur
l’efficacité des échanges gazeux dans les poumons.
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57
Les effets de l’exercice sur les systèmes
cardiovasculaire et respiratoire (suite)
Extraction d’oxygène

Semblable à la ventilation du fait que
l’augmentation de la quantité d’air permet plus
d’échanges gazeux.

De plus, durant l’exercice, la température
corporelle augmente. Cette augmentation favorise
l’extraction de l’oxygène, phénomène connu sous
le nom d’effet Bohr.
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58
Les effets de l’exercice sur les systèmes
cardiovasculaire et respiratoire (suite)
Résumé


L’entraînement en endurance favorise
plusieurs modifications positives du
système cardiovasculaire.
Il est crucial que les professionnels de la
santé comprennent ces modifications
afin de partager ces connaissances avec
le commun de la population permettant
ainsi à chacun de bénéficier d’une
bonne santé et d’une meilleure qualité
de vie.
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59
Image synthèse
60
Anatomie et physiologie
cardiovasculaire
Questions à débattre
1. Décrivez le processus et toutes les étapes liées au cheminement d’une
molécule d’oxygène, des poumons jusqu’à la cellule musculaire.
2. Décrivez le processus et toutes les étapes liées au cheminement d’une
molécule de dioxyde de carbone, de la cellule musculaire jusqu’aux
poumons.
3. Nommez et définissez les unités utilisées pour la pression sanguine, la
fréquence cardiaque, la puissance cardiaque, le volume systolique et la
différence artério-veineuse d’oxygène.
4. Quelles sont les améliorations apportées à l’efficacité des systèmes
cardiovasculaire et respiratoire à la suite de l’entraînement ?
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61
Anatomie et physiologie
cardiovasculaire
Questions à débattre (suite)
5.
Décrivez les deux composantes de la pression sanguine. Que
mesurent-elles ?
6. Qu’est-ce que l’hémoglobine ? Où la trouve-t-on ? Quelle est
sa fonction ?
7. Que sont les érythrocytes et les réticulocytes ? Où sont-ils
fabriqués ?
8. Qu’est-ce que l’hématocrite ?
9. Décrivez le processus de transport du dioxyde de carbone
dans le sang.
10. Qu’est-ce que la VO2max ? Quels facteurs influencent cette
mesure ? Comment est-elle affectée par l’entraînement ?
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