adaptations endocriniennes lors de l’activité physique · l’activité physique ec. adaptations...
TRANSCRIPT
Adaptations endocriniennes lors de l’activité physique
EC. Adaptations physiologiques à l’exercice Magaly Tardieu
Année 2004-2005
Sécrétions hormonales impliquées dans le métabolisme énergétique
Métabolisme glucidiqueMétabolisme lipidique
Sous contrôle hormonal
• Glucose = carburant principal des muscles à l’effort.
Régulation du métabolisme des glucides
glycogénolyse
• Glycogène = forme de stockage musculaire et hépatique du glucose.
• Glycogène glucose.
• Glycogénolyse musculaire et hépatique stimulée par l’exercice.
• Devenir du glucose libérépar le foie: transport dans le plasma muscles actifs.
• [glucose]sg peut aussi par la NGG ( resynthèse de glucose à partir de produits non glucidiques: aa, lactate, AGL).
• Dépend de la qté libérée par le foie et de la qté utilisée par muscles.
Sang
glycogène
Foie glycémie
Glycogénogénèse
Muscle
glycogène
ATP
Glycogénolyse
Hyperinsulinémie
Arrêt de l’exercice et pendant la phase de récupération
Recaptage du glucose en excès pour reconstitution des stocks de glycogène musculaire
• Augmentation pendant toute la durée de l’exercice
(Sensibilité plus importante des cellules Alpha)
Exercice à charge constante
Cas particulier = ingestion de glucose
• Avant l’activité : 50 g
- taux de glucagon = pas augmentation (1ère 1/2h)
- significativement + bas pendant la durée de l’activité.
• Pendant activité : stagnation du taux de glucagon
Avant l’exercise
Hypersécrétion dans différents cas :
- concentration extrême du sportif (surtout NA qui augmente)
- Stress psychologique
Réponse rapide
Les catécholamines
Sécrétées suite à tous types de stress
Réponse dépendante de l’intensité de l’activité…
Les catécholamines
Réponse exponentielle
[A] & [NA] si I≥ 50% VO2max
Retour aux valeurs de base en ~30 min ou
plus selon activité
Réponse dépendante de la durée de l’activité…
[A] et [NA] en parallèle avec [glucagon] pour gglyse.Localement vasodilatation musculaire et vasoconstriction
des viscères.
Résumé des effets des catécholamines à l’exercice
Cortisol
Favorise la néoglucogénèse
Favorise le stockage du glycogène par le foie et le muscle
Diminue l’utilisation tissulaire du glucose : hyperglycémiante (épargne au profit du SN)
Favorise l’utilisation de AG comme substrat énergétique
Exercice à charge croissante
• Exo sous-max : peu de variation
• I>60% VO2max : augmentation avec l’intensité
Cor
tiso
l (n
g/m
l)
Exercice à charge constante
• Augmentation jusqu’à un niveau maximum (2 à 3 x les valeurs de repos)
• Rôle d'autant plus important que l'exercice est prolongé.
• Brusque retour à un niveau basal : signe d’épuisement du sujet
Co
rtis
ol (n
g/m
l)
Cortisol
Hormone de croissance (GH)
- Permet une croissance et un développement harmonieux de l’organisme
- Accroît la synthèse des protéines
- Diminue l’utilisation cellulaire du glucose : hyperglycémiante
Toute situation qui entraîne une carence énergétique augmente la sécrétion de GH
Sécrétion de GH augmente avec l’intensité de l’activité
Lors d’un exo à charge constante : [GH] augmente avec durée
Effet de l’activité physique sur la glycémie
Effort bref et intense
[A] et [Na]
libération + importante de glucose qu’il n’est
nécessaire.
Glucose disponible pour les cellules qui en ont besoin.
Mais le muscle utilise en 1er ses réserves Accumulation de glucose dans le sang.
Lors de la récup: Recaptage du glucose en excès pour reconstitution stocks ggène musculaire.
Rôle de l’insuline: facilite l’entrée du glucose dans la cellule.
Le prélèvement de glucose par le muscle.
Mais à l’exo [insuline] malgré [glucose]pl et de son entrée dans le muscle.
Le muscle devient + sensible à l’insuline.
[insuline]pl pas nécessaire pour capter + de glucose car pour une même [insuline] action plus efficace.
1- L’exo la liaison de l’insuline à ses récepteurs musculaires.
2- L’activité musculaire le nombre de récepteurs.
Ce phénomène est important car le maintien des concentrations faibles d’insuline renforce l’action des 4 hormones
gglycogéniques qui facilitent la mobilisation du GGène.
Action de l’insuline sur le transport de glucose
Muscle squelettique et cardiaque, tissu adipeux, cerveau
Exercice
+
Effort prolongé de faible intensité
Durée de l’épreuve de pédalage
Vitesse de libération du glucose demande musculaire. La glycémie exo = glycémie repos ou légèrement >.
glycémie vers 120minutes quand [ggène] hépatique .
Maintien de la glycémie ctse par produits assimilés pendant l’exo (apport de glucose facilement assimilable).
Activité physique
Système nerveux sympathique
Cellules β
Insuline
Glycogénolyse
PancréasCellules α
Glucagon
Glycogénolyse
Muscle
Foie
Tissu adipeux
TG
AG
Glycémie
Adrénaline
Surrénales
AdrénalineNoradrénaline
-
+
+
+-
--
+
+
+
+
+
Mobilisation et oxydation des lipides (AGL) importantes dans AP
de longue durée car épuisement des réserves en glucides.
l’organisme oxyde AG pour maintenir la production d’E.
Régulation du métabolisme des graisses.
Le système endo l’oxydation des graisses (la lipolyse des TG)
des cellules adipeuses ou musculaires.
Lipolyse => libération des AGL et l’ [AGL] favorise leur pénétration
dans les cellules actives.
[cortisol] et max au bout de 30 à 45 min d’exo puis aux valeurs basales.
[AGL] pendant tte la durée de l’exo d’autres H interviennent pour activer la lipase.
[GH], [A et NA] tout au long de l’exo qui favorisent relargage et oxydation des AGL.
Ce sont essentiellement la GH et les catécholamines (A et NA).
TG
3 AGglycérol
Lipolyse
ADP
ATP
Sang
Cellules adipeuses
(adipocytes)
AG
TG
AG glycérol
Muscle
-oxydation
GH, A, NA, Cortisol
+ +
lipase+ +
lipase
Régulation du volume sanguin qui est lui-même fonction de la pression artérielle.
Ces hormones ont donc une action sur le volume plasmatique
Activité physique : maintien de l’équilibre hydroélectrolytique
est essentiel pour maintenir l’efficacité des fonctions
cardiovasculaires & thermiques
Osmole : nombre d'atomes ou de molécules osmotiquement actifs.
Osmolarité plasmatique : concentration moléculaire de toutes les
particules osmotiquement actives dans 1 litre de plasma.
Osmolalité plasmatique : nombre d'osmoles par litre de solvant, c'est-
à-dire par kg d'eau.
est proportionnelle au nombre total d'ions et de particules présentes
dans le sang et qui permettent d'exercer une pression qui va retenir
une quantité raisonnable d'eau.
En cas de déshydratation, l'osmolalité augmente ; inversement l'osmolalité diminue en cas d'hyperhydratation
Système endo + reins: rôle majeur dans le maintien de l’équilibre des liquides organiques et dans la correction des déséquilibres.
Activité physique
P° osmotique liée à l’accumulation des métabolites dans et autour des fibres musculaires => appel d’eau du plasma pour réguler cette.
de la PA liée à l’activité physique
Sortie d’eau du plasma
Sudation qui s’effectue aux dépends du volume plasmatique
Conséquence: Vol plasm => PA et donc de l’apport sanguin des muscles => perf.
Effets sur les reins
Régulation hydrique et bilan sodique
2 hormones principalement:
Aldostérone & hormone antidiurétique (ADH)
Corticosurrénales Neurohypophyse
Le système rénine-angiotensine
Reins
Poumons
Foie
Stimulation du système rénine-angiotensine * avec l’intensité de l’activité
Contrôle par l’ACTH
Hypothalamus
Adénohypophyse
Corticosurrénale
ACTH
Aldostérone
Reins
Stress (activité physique)
CRF (corticolibérine)
Contrôle par le FAN (facteur atrial natriurétique)
Au repos, FNA : action diurétique
[FNA] plasmatique avec l’intensité et la durée de l ’exercice
! Action mineure au niveau rénal pendant exercice
Action de L’ADH
ADH: facilite la réabsorption d’eau au niveau des reins et donc la conservation du capital hydrique.
Elle vasoconstricte les vaisseaux (cutanés) et contribue à P° sanguine générale.
Elle est sécrétée en réponse à une [solutés] dans le sang
2- La sudation entraîne une diminutiondu volume plasmatique: hémoconcentrationet augmentation de l’osmolarité
3- de l’osmolarité sanguine stimule l’hypothalamus
4- L’hypothalamus stimule la post-hypophyse
5- La post-hypophyse sécrète l’ADH
6- Effet de l’ADH sur les reins : de la réabsorption de l’eau
7- Effet sur la volémie par action sur les sorties et correction de l’osmolarité
1- L’activité musculairedéclenche la sudation
Réponse de l’ADH si intensité exercice > 60% VO2max
Exercice sous max prolongé : progressive de ADH plasmatique
! Alcool inhibe la sécrétion d’ADH diurèse
La température est un élément déterminant de la physiologie:
- imposée par l’environnement
- une variable physiologique (milieu intérieur)
- un déchet métabolique de toutes nos cellules
La régulation de la température corporelle ou
thermorégulation nécessite:
- des capteurs spécifiques, sensibles aux variations de
températures ou thermorécepteurs
- des systèmes d’intégration
- des effecteurs producteurs ou dissipateurs de
chaleur
Elle doit être maintenue dans une fourchette étroite.
Contrôlée par l’hypothalamus.
La température a des effets sur tous les processus
biologiques:
- effet sur la vitesse de réactions enzymatiques
- effet sur la conformation des protéines
Cellules réglées pour fonctionner de manière optimale à 37 °C.
Il existe une homéostasie de la température
Equilibre des échanges pour maintenir une température constante
Température corporelle : équilibre entre la production et la perte de chaleur
PRODUCTION OU GAIN DE CHALEUR
PERTES DE CHALEUR
Températurecentrale
THERMOGENESE THERMOLYSE
- Convection (le courant d’air duvent éloigne l’air chaud du corps) :Renouvellement de l’air ou de l’eauen contact avec le corps
-Conduction (transfert dechaleur des mains aux haltères):Diffusion par contact physique
- Radiation (transfert de chaleur du soleil au corps) : Émission de chaleur sous forme de radiations électromagnétiques (IR moyen)
- Evaporation : (sudation ; respiration) passage de l’état
liquide à l’état gazeux
Les pertes de chaleur
Réactions chimiques :
C6H12O6 + 8 O2 CO2 + 6 H2O + DH
Métabolisme
• Fonctions vitales
• Activité
Cœur, foie, les muscles squelettiques et le tissu adipeux brun= noyau thermique
Source de production de chaleur par l’organisme
Les thermorécepteurs
- Les thermorécepteurs cutanés: terminaisons nerveuses libres
- Les thermorécepteurs centraux situés dans l’hypothalamus
30°C
43°C
Thermorécepteurs cutanés
Les mécanismes thermorégulateurs
Production de chaleur d’origine métabolique est
inversement proportionnelle à la température externe
Organes impliqués dans lathermogénèse:
Foie, Muscles, coeur
Hypothalamus = principal centre d’intégration de la thermorégulation: rôle de « thermostat »
Centre de la thermogenèse : partiepostérieure de l’hypothalamus
Centres thermorégulateurs
Rôle de l’hypohalamus
Variation de moins de 1°C du sang irriguant l’hypothalamus suffità provoquer une réaction de thermolyse ou de thermogénèseimportante.
Neurones activés par une élévation de la température
Neurones activés par une baisse de la température
Centre de la thermolyse : partieantérieure de l’hypothalamus, dansl’aire pré-optique
Hypothalamus
Peau
Thermorécepteurs périphériques
Thermorécepteurs centraux
(situés plus profond et sensibles à T°C sang)
Influx nerveux afférents
Thermorécepteurs centraux
Réponses humorales
et
viscéromotrices
Comportement(Aire hypothalamique latérale)
Pertubation(froid, chaud)
Variation de la températureCorporelle (±1°C)
ThermorécepteursPériphériques et centraux
Élévation ou baisse de la température corporelle
RégulationRetour à la
températurede 37°C
Centres régulateursThermolyse (noyaux préoptiques)
Thermogénèse (noyaux hypothalamiques post)Hypothalamus
Hypophysesorties Influx nerveux
TSH
Influx nerveux
VasoconstrictionOu
Vasodilation
Libérations Des
catécholamines
Musclesfrissons
Libérations des Hormones thyroïdiennes
Peau Médullosurrénales Muscles Thyroïde
Effecteurs
Les réponses thermorégulatrices
Réponse au froid
-Le frisson musculaire Système nerveux extrapyramidal
Contractions désynchronisées des MS
Augmente le métabolisme d’un facteur 5
-Thermogénèse chimique:
Augmentation du métabolisme par réaction au froid
Graisse brune du nourrisson
-Vasoconstriction adrénergique cutanée
localisée/limite les échanges avec le noyau thermique
- Horripilation adrénergique: chair de poule
Érection des poils pour emprisonner l’air (couche isolante ou tampon)
- Adaptations comportementales
-Vêtements, posture, habitat
-Activité post-prandiale: activités métaboliques élevées
(stockage et transformations chimiques des aliments)
- Activité musculaire: Envie de bouger (Augmente 20 fois le
métabolisme de base)
Réponse humorale
Médullosurrénale activée par le système N sympathiqueSécrétion de Catécholamines
Axe hypothalamo-hypophysaire: activation de la thyroïdeSécrétion de T3 T4 : cible toutes les cellules
Réponse nerveuse
Système extrapyramidal (frisson thermique)
Système nerveux sympathique
Vasoconstriction adrénergiques cutanée
Horripilation adrénergique: chair de poule
Érection des poils pour emprisonner l’air
(couche isolante ou tampon)
Aug
men
tati
on d
u m
éta
bol
ism
eT
her
mog
énès
e ch
imiq
ue
Dim
inut
ion
des
pe
rtes
et
prod
ucti
on d
e ch
aleur
par
co
ntra
crio
n m
uscu
lair
e
Hypothalamus
TRH
Thyroïde
Hypophyse
TSH
Thyroxine
inh
ibit
ion
besoins énergétiques
froid
stimulation
Régulation de la
sécrétion de thyroxine
Les réponses thermorégulatrices
Réponse au chaud
-Transpiration (jusqu’à 10-12 L/jour)
Activation des glandes sudoripares par augmentation de
l’activité orthosympathique (cholinergique)
-Thermogénèse chimique:
Diminution du métabolisme
-Vasodilatation cutanée
Elimination de la chaleur (conduction et radiation)
-Adaptations comportementales
Vêtements, posture, habitat
Les réponses thermorégulatrices
Réponse au chaud
-Transpiration (jusqu’à 10-12 L/jour)
Activation des glandes sudoripares par augmentation de
l’activité orthosympathique (cholinergique)
-Thermogénèse chimique:
Diminution du métabolisme
-Vasodilatation cutanée
Elimination de la chaleur (conduction et radiation)
-Adaptations comportementales
Vêtements, posture, habitat