L'adaptation du système cardiovasculaire à l'effort

Lorsqu'une personne commence un exercice, son système cardiovasculaire s'adapte à court terme (l'effort se traduit par des réactions immédiates) et à long terme (des modifications durables apparaissent progressivement).

L'adaptation du cœur pendant le sport

Chez le sportif, le cœur s'adapte à l'effort et, sur le long terme, à la pratique du sport choisi.

L’adaptation à court terme du cœur pendant l'effort

Avant même le début de l’exercice physique, la fréquence cardiaque peut augmenter légèrement. Cette accélération anticipée est due à la tension nerveuse du sportif. Après le début de l’exercice, la fréquence cardiaque augmente rapidement puis se stabilise au niveau requis par l’exercice. Cette accélération du cœur est provoquée par une stimulation nerveuse et par des hormones comme l’adrénaline, sécrétée par des glandes situées au-dessus des reins (les surrénales).

L’augmentation de la fréquence cardiaque augmente le débit sanguin vers les muscles et, ainsi, permet un approvisionnement suffisant en oxygène et en nutriments. Ce phénomène s’accompagne d’une augmentation de la puissance de chaque contraction cardiaque. Le débit cardiaque peut ainsi être multiplié par un facteur allant de quatre à six, passant de 5 à 22 litres par minute chez une personne peu entraînée.

À la fin de l'exercice, la fréquence cardiaque diminue en deux temps : rapidement (en quelques secondes ou minutes) puis plus lentement (en une ou deux heures) pour revenir à la valeur de repos.

L’adaptation à long terme du cœur avec le sport

Cette adaptation concerne essentiellement les sportifs de bon niveau. Avec la pratique régulière, le muscle cardiaque se développe (la taille du cœur augmente), ses contractions sont plus puissantes et il utilise l’énergie plus efficacement. Ces adaptations ont deux conséquences.

Au repos, la fréquence cardiaque diminue : elle est de 50 à 60 battements par minute, voire même en dessous de 40 battements par minute pour quelques cyclistes ou marathoniens de très haut niveau.

À l'effort, le débit sanguin maximal augmente beaucoup plus que chez une personne de moins bon niveau, permettant des performances très supérieures. À fréquences cardiaques maximales proches, le cœur d'un sportif de haut niveau va pomper beaucoup plus de sang : jusqu'à 36 litres par minute contre 22 litres par minute pour une personne peu entraînée. Ce débit élevé permet un travail musculaire plus intense.

L'adaptation des vaisseaux sanguins pendant le sport

Comme le cœur, les vaisseaux sanguins s'adaptent pour améliorer les performances sportives.

L’adaptation à court terme des vaisseaux sanguins pendant le sport

Dès l’échauffement, les besoins accrus des muscles en oxygène et en nutriments provoquent une dilatation des artérioles et des capillaires qui les irriguent. Pour assurer la redistribution du sang vers les muscles, les vaisseaux des organes au repos (intestin, reins, etc.) se contractent et le débit sanguin dans ces organes peut diminuer de moitié ou plus.

Après quelques minutes, des adaptations se produisent : la peau, qui régule la température du corps par la sudation, voit ses artérioles se dilater. Les artérioles des muscles qui ne participent pas, ou peu, à l’effort se contractent. Tout concourt à optimiser l’oxygénation des parties du corps qui en ont le plus besoin. Le débit sanguin dans le muscle cardiaque est multiplié par quatre, celui des muscles des bras et des jambes par 32.

Le sang a également la capacité de s’adapter à l’effort. Au repos, l’hémoglobine (le pigment rouge du sang) libère seulement un tiers de l’oxygène qu’elle transporte. Lors de l’effort, cette libération d’oxygène est fortement augmentée.

Grâce à l’adaptation du cœur, des vaisseaux et du sang, la quantité d’oxygène disponible pour les muscles pendant l’effort peut atteindre 60 fois sa valeur au repos.

L’adaptation à long terme des vaisseaux sanguins pendant le sport

Avec une activité physique régulière, les muscles s’enrichissent en capillaire s, à la fois parce que les muscles se développent mais aussi parce que de nombreux capillaires jusque-là inutilisés sont mobilisés pour améliorer les capacités d’irrigation sanguine. Les artérioles peuvent également se développer et se ramifier. Le développement du réseau sanguin s’observe également dans les poumons, le cœur et la peau.

Ces nouveaux vaisseaux augmentent le volume total de l’appareil circulatoire. En conséquence, le corps doit compenser ce plus grand volume par une augmentation du volume du sang qui les remplit. Chez le sportif de haut niveau, le volume sanguin peut augmenter d’un à deux litres !

Les bénéfices du sport sur l’appareil cardiovasculaire

Les bénéfices du sport sur le cœur et les vaisseaux ne sont pas réservés aux athlètes. Chez les personnes qui ont une activité physique régulière (au moins 30 minutes par jour, avec une intensité soutenue), le muscle du cœur est plus efficace. L’activité physique régulière favorise également la diminution de la pression artérielle et prévient l’apparition de dépôts de graisses dans les vaisseaux sanguins. Elle permet ainsi de diminuer les risques de mortalité liée aux maladies cardiovasculaires. Ces effets bénéfiques durent tant que l’activité physique est maintenue mais ne persistent pas après son arrêt.

Chez les personnes souffrant d’une maladie coronarienne ou ayant déjà été victimes d’un infarctus du myocarde, l’activité physique, sous contrôle médical strict, fait partie de la convalescence. Une activité d’endurance menée d’une manière douce permet au cœur de se remettre plus rapidement et de compenser en partie la perte d’efficacité due à l’accident cardiaque.