1. LE SANG ET LA CIRCULATION

1.1 Légendes :

1 = artère pulmonaire (tronc artériel pulmonaire)
2 = oreillette droite
3 = veine cave inférieure
4 = ventricule droit
5 = poumon gauche
6 = capillaires pulmonaires
7 = veine pulmonaire
8 = artère aorte
9 = oreillette gauche
10 = ventricule gauche
11 = capillaires systémiques
12 = muscle

1.2 Autres noms de globules rouges : hématies ou érythrocytes

1.3 Molécule des globules rouges

1.3.1
Nom : Hémoglobine
Fonction principale : transport du dioxygène , et d'une partie du dioxyde de carbone.

1.3.2 Schéma légendé :
4 sous-unités , chacune constituée par
une globine = partie protéique
un hème logé dans une « poche » de la globine = groupement prosthétique
un ion ferreux (Fe++) fixé sur l'hème
les 4 sous-unités sont reliées entre elles par un pont disulfure

1.4 Hématocrite

1.4.1 Hématocrite = volume de globules rouges pour 100 mL de sang total

1.4.2 a = plasma, b = leucocytes + thrombocytes, c = globules rouges

1.4.3 Janvier 2004 : 42% - Juin 2004 : 47%
Le stage en altitude a comme conséquence une augmentation du nombre de globules rouges, donc de l'hémoglobine ce qui permet une amélioration de l'apport de dioxygène aux myocytes , donc une amélioration des performances sportives du coureur.

2. L'ADAPTATION CARDIAQUE À L'EFFORT PHYSIQUE

2.1.Fréquence cardiaque

2.1.1 Calcul des fréquences cardiaques :
La fréquence cardiaque est le nombre de battements par minute (bmp)

- Sujet sédentaire : 1 cycle dure 1 seconde , donc en 1 minute (60 secondes) il y a 60 cycles. La fréquence cardiaque du sujet sédentaire est égale à 60 bmp 

- Athlète : 1 cycle « mesure » 4,5 cm. Or 1 seconde « mesure » 3 cm.
Donc 1 cycle dure 4,5/3 = 1,5 secondes
Par conséquent la fréquence cardiaque de l'athlète est égale à 60/1,5 = 40 bpm

2.1.2 L'effet de l'entraînement sur l'activité cardiaque est une baisse de la fréquence cardiaque , donc le coeur se fatigue moins vite.

2.2.Régulation

- L'isoprénaline augmente la fréquence cardiaque de 60 bmp à 75 bmp. On sait que cette molécule stimule le système nerveux sympathique ; donc les voies sympathiques ont un effet cardio-accélérateur.

- La muscarine provoque une baisse de la fréquence cardiaque , de 60 bpm à 55 bpm. On sait que cette molécule reproduit les effets de l'excitation du nerf X (parasympathique) ; donc les voies parasympathiques ont un effet cardio-modérateur

Remarque : l'effet cardiomodérateur est nettement inférieur à l'effet cardioaccélérateur, donc l'action du système nerveux parasympathique domine celle du système sympathique.

3. LA RESPIRATION ET LES ÉCHANGES GAZEUX

3.1.Analyse de la courbe :

La courbe a une forme sigmoïde (de S) ; elle est croissante : la fixation de O2 sur l'hémoglobine augmente lorsque la PO2 augmente mais pas de manière proportionnelle

On peut la séparer en 2 régions :
- La zone de PO2 élevée correspond aux conditions rencontrées au niveau des alvéoles pulmonaires (14 kPa)
La saturation de l'hémoglobine en O2 atteint presque 100% ; l'hémoglobine a une grande affinité pour O2
- La zone de PO2 faible correspond aux conditions rencontrées au niveau des tissus (4,5 kPa)
L'affinité de l'hémoglobine pour O2 diminue et les variations de la saturation sont importantes même pour de faibles variations de la PO2

3.2.Pourcentage de saturation de l'hémoglobine en O2.

- au niveau pulmonaire (PO2 = 14 kPa) : environ 98%
- au niveau tissulaire (PO2 = 5 kPa au repos) : 70%

Lors du passage du sang au niveau des tissus, le % de saturation diminue d'environ 30%. Cela signifie que l'oxyhémoglobine libère le dioxygène transporté ; le dioxygène diffuse alors du sang vers le milieu intracellulaire.

3.3.Influence de l'altitude

La PO2 alvéolaire diminue en fonction de l'altitude.
Donc le % de saturation de l'hémoglobine en O2 (ou l'affinité de l'hémoglobine pour le dioxygène) diminue , c'est-à-dire que la quantité de dioxygène transportée est moindre.
A 1000 mètres, PO2 = 11,7 kPa, donc saturation = 97%
A 2000 mètres, PO2 = 9,7 kPa donc saturation = 95%
à 3000 mètres, PO2 = 7,4 kPa, donc saturation = 88%
Par conséquent, l'apport de dioxygène aux cellules diminue , et les performances sportives de l'athlète diminuent en altitude.

Remarque : Dans la question 1.4, nous avons constaté que l'hématocrite de l'athlète a augmenté pendant son entraînement en altitude. L'augmentation du volume de globules rouges est parallèle à l'augmentation du taux d'hémoglobine, ce qui compense la diminution du % de saturation de cette hémoglobine en dioxygène.