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Adaptations endocriniennes lors de l’activité physique EC. Adaptations physiologiques à l’exercice Magaly Tardieu Année 2004-2005

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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

Activité à charge constante (exercise aigu)

L’insuline

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

Sécrétions hormonales impliquées dans l’équilibre hydroélectrolytique

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

Actions de l’aldostérone

Contrôle de la sécrétion d’aldostérone

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

Hypothalamus

Neurohypophyse

Tubules rénaux

Neurones hypothalamiques

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

Rôle de l’hypothalamus

dans la

régulation de la température corporelle

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

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Dim

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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