Monsieur,

Dans le cadre de ma terminale S, je suis amené à développer un sujet scientifique avec l’aide de deux camarades.
Le thème choisi vise à étudier les différences de métabolisme des cellules musculaires d’un haltérophile et d’un cycliste, et donc les différences de fonctionnement des fibres musculaires de type I et de type IIa et IIb.
Nous avons réalisé une expérience reproduisant les efforts d’un cycliste et d’un haltérophile ( à l’aide d’haltères et d’un vélo sur un home-trainer ), et nous avons constaté que l’effort de type cyclisme nécessite une fréquence cardiaque, une fréquence respiratoire, un volume courant et une consommation de dioxygène plus élevée qu’un effort de type haltérophilie ( nous avions un spiromètre, une enceinte métabolisme humain et une sonde à oxygène, à notre disposition ).
Les deux types d’exercices ayant la même puissance, ceci nous a amené à supposer qu’un cycliste et un haltérophile utilisent des cellules musculaires de métabolismes différents.
Notre dossier vise donc à étudier ces différences de métabolismes de cellules musculaires et à expliquer les différentes variations biologiques ( F.C, F.R, etc ) entre un cycliste et un haltérophile.

Si vous le voulez bien, nous aurions quelques questions à vous poser afin d’étayer notre travail.
Si vous pouviez nous consacrer quelques minutes pour répondre à ces questions, nous vous en serions reconnaissants :

- Du point de vue microscopique, comment l’organisme peut-il modifier les proportions des fibres musculaires de type I et de type II dans notre corps ?

- Lorsqu’un sportif développe à long terme, un travail en puissance, on constate une augmentation de la proportion des fibres de type II. Mais y a t-il une diminution des fibres de type I ou bien seulement une augmentation des fibres de type II ? Nous avons certaines difficultées a comprendre ce qui se passe réellement...

- A travers notre dossier nous avons essayé d’expliquer que l’augmentation de la fréquence cardiaque, de la fréquence respiratoire et du volume courant pour un effort donné, était dû à un besoin en dioxygène, pour les muscles, plus important. Mais comment notre corps gère-t-il ces augmentations ? Quelle est la place du centre nerveux dans ces variations ?

- Lorsque nos muscles ont un besoin supplémentaire en dioxygène, la fréquence cardiaque augmente, mais y a t-il également une augmentation du volume d’éjection systolique ? Si oui, cette augmentation peut-elle vraiment être importante ?

Dans l’attente d’une réponse de votre part et vous remerciant à l’avance,
veuillez agréer, monsieur, mes salutations distinguées.

Masson Florian.


REPONSE

http://www.u-bourgogne.fr/EXPERTISE-PERFORMANCE/Force.pdf

http://t.verson.free.fr/PHYSIOLOGIE/PHYSIOLOGIE_EXERCICE/PHYSIO-EXERC.htm

http://www.chups.jussieu.fr/polys/biochimie/OCbioch/POLY.TDM.html

/>Voici quelques points de repère à voir avant de continuer.
Du point de vue microscopique, comment l’organisme peut-il modifier les proportions des fibres musculaires de type I et de type II dans notre corps ?
Le % est génétiquement fixé pais des fibres intermédiaires sollicitées peuvent se transformer car les sollicitations développent les métabolismes et l’effort aérobie crée des hypertrophies mitochondriales dans les cellules qui deviennent alors plus lentes et aérobies que ce qu’elle n’étaient. C’est en quelque sorte la fonction qui crée l’organe.
Lorsqu’un sportif développe à long terme, un travail en puissance, on constate une augmentation de la proportion des fibres de type II. Mais y a t-il une diminution des fibres de type I ou bien seulement une augmentation des fibres de type II ? Nous avons certaines difficultés a comprendre ce qui se passe réellement...
Je ne pense pas, car il n’y a pas deux mais trois types de fibres. Ce<sont les fibres intermédiaires qui se transforment dans le sens voulu. Plutôt intermédiaire vers aérobie.
A travers notre dossier nous avons essayé d’expliquer que l’augmentation de la fréquence cardiaque, de la fréquence respiratoire et du volume courant pour un effort donné, était dû à un besoin en dioxygène, pour les muscles, plus important. Mais comment notre corps gère-t-il ces augmentations ? Quelle est la place du centre nerveux dans ces variations ?
Les centres nerveux répondent aux besoins en oxygène et à la production de C02, et à des influences hormonales, et à des influences de pH par l’acide lactique, aux augmentations de température et d’ammoniémie.
Les centres respiratoires sont influencés par les chémorecepteurs sensibles aux informations chimiques du sang. Ils sont dans la crosse de l’aorte et dans les sinus carotidiens (O2 CO2) et dans le bulbe (pH et CO2 du sang et du LCR)
Le volume d’éjection et le débit sanguin sont contrôlés par des récepteurs de l’oreillette droite et des grosses veines afférentes sensibles aux volumes et aux pressions.
La réaction est une hyperventilation et une augmentation du débit sanguin par augmentation de la fréquence cardiaque et du volume d’éjection systolique.
Il faut savoir que les centres cardio respiratoires supérieurs sont indirectement et directement stimulés.
En plus il y a des stimuli provenant des poumons, des muscles, des articulations, des tendons, de la peau. Avec en plus les conditions mentales de type émotion, fatigue, douleur…C’est donc tout un ensemble qui agit.
L’augmentation du volume d’éjection systolique est habituellement maximale rapidement, à des intensités d’exercice sous maximales (VO2 à 40 % de son max.) Chez le sédentaire il passe de 80 ml par battement à 110 à l’effort.
Chez le sportif entraîné de 110 à 160 et il peut atteindre jusqu’à 200 ml chez le bon sportif d’endurance masculin.
L’augmentation du volume d’éjection systolique est surtout due à la force de contraction qui vide plus complètement les ventricules, et non à une augmentation de la cavité et du remplissage qui semble t il ne varient que très peu.
Attention pour la respiration : l’hyperventilation doit aussi combler la dette d’oxygène après effort et vous devriez vous interroger sur la phase qui commence la récupération à la fin de l’exercice.

Question du samedi 5 juillet 2014



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