Rien ne témoigne de la santé humaine de manière plus fiable que les indicateurs du système cardiorespiratoire. Comme vous pouvez le deviner d'après son nom, nous parlerons de la relation entre les systèmes circulatoire et respiratoire dans notre corps, leurs fonctions et leur objectif.
Quel rôle joue
Même une activité physique minimale est impossible sans un mécanisme de transport coordonné de l'oxygène vers le cœur et le cerveau. Si des maladies cardiovasculaires sont suspectées, le patient est référé pour des procédures de diagnostic, dont les résultats fourniront une image objective de l'état du système cardiorespiratoire. Des modifications spécifiques de celui-ci entraînent un dysfonctionnement de tout l'organisme. Selon certaines données, le nombre de personnes souffrant de maladies du cœur, des vaisseaux sanguins et des poumons en Russie est de près de 20 millions de personnes, dont plus d'un million sont des enfants de moins de 15 ans.
La prévalence des pathologies du système cardiovasculaire oblige la société moderne à étudier leur pathogenèse et leur étiologie, par conséquent, l'évaluationcapacité aérobie du corps est un must. Le système cardiorespiratoire est un complexe composé de deux systèmes différents mais en même temps interconnectés. Pour comprendre comment se déroulent les principaux processus de l'activité vitale du corps, considérons la structure et le principe de fonctionnement de chacun d'eux.
Système cardiovasculaire
Grâce à son fonctionnement constant et ininterrompu, la circulation sanguine dans tout le corps est assurée. Dans la structure du système cardiovasculaire, les principaux éléments sont le cœur - une sorte de pompe qui pompe le sang et les vaisseaux sanguins - des tubes creux à travers lesquels le sang est transporté. En plus du sang, le flux lymphatique est également important, qui est conditionnellement considéré comme faisant partie du système vasculaire.
La nutrition de chaque cellule en oxygène et le flux des processus métaboliques dépendent de l'état du système cardiorespiratoire. Interagissant avec les systèmes internes du corps, le cœur et les vaisseaux sanguins réagissent immédiatement à tout changement des conditions de l'environnement interne pour assurer une efficacité maximale de leur travail.
Même pendant le sommeil et le repos, le système cardiorespiratoire ne s'arrête pas de fonctionner, continuant à satisfaire les besoins des tissus en oxygène. Le cœur, les vaisseaux sanguins et les poumons ont des objectifs divers. Pourquoi avons-nous besoin d'un système cardiorespiratoire? Il remplit les fonctions suivantes:
- échange;
- excrétoire;
- homéostatique;
- transport;
- protecteur.
Cardiovasculairele système fournit de l'oxygène et des nutriments à chaque cellule du corps, en éliminant le dioxyde de carbone et les produits métaboliques finaux. Le sang circulant dans les artères, les veines et les capillaires délivre des hormones des glandes endocrines à leurs récepteurs terminaux, participe au maintien d'un régime de température stable et contrôle le pH du corps. C'est le système cardiovasculaire qui aide à prévenir la déshydratation et les maladies infectieuses.
Comment se déroule le processus cardiorespiratoire
De nombreux travaux de scientifiques sont consacrés à l'étude des méthodes d'étude de l'état du système cardiorespiratoire. Un travail indépendant est également effectué par des étudiants du profil pertinent des universités de médecine. Tous ces développements sont d'une grande importance. Grâce aux travaux de recherche, on a appris ce qu'est le système cardiorespiratoire et quels processus s'y déroulent.
Le cœur humain se compose de deux oreillettes, qui agissent comme des chambres réceptrices, et de deux ventricules qui pompent le sang. Le cœur en tant que pompe favorise une circulation sanguine continue à travers les gros et les petits vaisseaux, qui sont la structure du système circulatoire. Le sang circulant dans les capillaires transporte non seulement l'oxygène et les nutriments vers les organes et les tissus internes, mais recueille également les produits de leur métabolisme. Avec eux, elle retourne à son cœur. Un tel sang est appelé désoxygéné.
Le tissu liquide pénètre dans l'oreillette droite par les veines caves supérieure et inférieure. Le sang est envoyé de l'oreillette droite vers la droitele ventricule, où il est pompé à travers une valve ouverte dans les artères pulmonaires, et de là directement vers les poumons droit et gauche. Le côté droit du cœur est responsable de la partie pulmonaire de la circulation sanguine, il envoie donc le sang qui a traversé tout le corps vers les organes respiratoires pour sa réoxygénation ultérieure. Dès que les poumons sont remplis d'oxygène, le sang enrichi sort par les veines pulmonaires et retourne dans l'oreillette gauche. Le sang oxygéné entre ici, qui fournit de l'oxygène à tous les tissus et organes, s'écoulant de la valve mitrale gauche auriculo-ventriculaire ouverte dans le ventricule gauche et l'aorte, puis dans tous les tissus du corps.
Ventilation naturelle - qu'est-ce que c'est ?
Le processus d'entrée et de sortie de l'air dans les poumons s'appelle la respiration. La ventilation anatomique est assurée par deux étapes - l'inspiration et l'expiration. L'air pénètre dans les poumons par le nez; la bouche est utilisée lorsque le besoin d'air dépasse la quantité qui peut être aspirée dans les poumons par le nez. De plus, il est plus correct et plus utile de respirer par le nez, car l'air qui traverse la conque nasale est réchauffé et débarrassé de la poussière, des allergènes, des virus et des bactéries qui sont retenus par l'épithélium ciliaire et la muqueuse du nasopharynx. La respiration buccale ne fournit pas le même filtrage approfondi du mélange d'air entrant dans le corps, ce qui augmente la probabilité de développer des infections respiratoires.
Le plus petit élément du système cardiorespiratoire humain est l'alvéole pulmonaire, la partie des poumons où se produisent les échanges gazeux. Les alvéoles sont nombreusesunités respiratoires. Du nez et de la bouche, l'air se dirige vers eux par le pharynx, le larynx, la trachée, les bronches et les bronchioles.
Les poumons ne sont pas attachés aux côtes. Les organes respiratoires semblent être suspendus en raison de la cavité pleurale enveloppant les poumons. Ils contiennent une fine couche de liquide pleural nécessaire pour éliminer les frottements lors des mouvements respiratoires. De plus, les cavités pleurales sont reliées non seulement aux poumons, mais également à la surface interne de la poitrine.
Que se passe-t-il lorsque vous faites de l'exercice
La demande en oxygène des muscles augmente soudainement avec une augmentation de l'activité, dans le contexte de laquelle une grande consommation de nutriments est nécessaire. De plus, il y a une accélération des processus métaboliques, ce qui entraîne une augmentation de la quantité de produits de désintégration. Une activité physique prolongée provoque une augmentation de la température corporelle, du niveau de concentration en ions hydrogène dans les tissus mous et le sang, et une diminution de l'acidité de l'environnement interne.
La régulation de la respiration joue un rôle énorme dans l'augmentation de l'activité physique. Le plus souvent, les changements dans le niveau d'activité musculaire affectent négativement l'état du système cardiorespiratoire. L'un des phénomènes courants est l'essoufflement, qui est ressenti par les personnes qui n'ont pas un entraînement physique adéquat. Des charges accrues entraînent une forte augmentation de la concentration de dioxyde de carbone artériel et du niveau d'ions H+ dans le sang. Le signal de ces changements est envoyé au centre respiratoire, ce qui entraîne une augmentation de la fréquence et de la profondeur de la ventilation.
Tous spécifiésdes changements spécifiques dans le système cardiorespiratoire aident à atteindre l'objectif principal de répondre aux besoins physiques accrus et d'assurer une efficacité maximale de son fonctionnement.
Travail pulmonaire intensif
Pour assurer une bonne ventilation pulmonaire et le transport des gaz, le corps dépense beaucoup d'énergie. Sa partie prédominante est utilisée par les muscles respiratoires dans le processus de ventilation pulmonaire. Si une personne est inactive, au repos, seulement 2% de l'énergie totale dépensée est utilisée par les muscles respiratoires. Si la fréquence des inspirations et des expirations augmente, la consommation d'énergie augmente également. Lors d'un travail physique intense, le système respiratoire peut utiliser plus de 15 % de l'énergie. L'oxygène est requis par tous ses éléments: septum diaphragmatique, muscles intercostaux et abdominaux.
Le processus de ventilation naturelle des poumons est effectué à un coût énergétique élevé, mais même une activité physique extrême n'entraîne pas d'entrée et de sortie arbitraires d'air. C'est la ventilation arbitraire maximale. Il existe une opinion selon laquelle c'est la ventilation pulmonaire qui est le facteur limitant lors d'une activité physique épuisante chez les athlètes. Le système cardiorespiratoire, selon les experts, fonctionne à pleine puissance, ce qui conduit finalement à un gaspillage des réserves de glycogène et à une fatigue des muscles respiratoires. Ces changements sont observés lors de longues séances d'entraînement, de courses de plusieurs kilomètres, etc.
Scientifiques qui ont mené des expériencesavec des rats, sont arrivés à la conclusion que des rongeurs insuffisamment « entraînés » lors d'une activité physique intense diminuaient le taux de glycogène dans les muscles respiratoires. Et malgré le fait que dans les muscles des membres postérieurs, il est resté pratiquement inchangé, l'animal de test a développé un syndrome cardiorespiratoire, qui se caractérise par une tachycardie, un essoufflement sévère et, dans les cas graves, un œdème pulmonaire.
Le volume d'air inhalé pendant l'activité physique peut augmenter plusieurs fois, et la résistance des voies respiratoires reste la même que celle caractéristique de l'état de repos en raison de l'expansion de la fissure laryngée et des bronches. Le sang entrant dans le système cardiovasculaire ne perd pas le degré de saturation en oxygène, même avec un effort maximal. Ainsi, le système cardiorespiratoire est capable de répondre aux besoins de respiration intensive lors d'une activité physique de courte comme de longue durée.
Sachez qu'une consommation excessive d'oxygène peut entraîner certains problèmes. Des voies respiratoires anormalement étroites ou une perméabilité altérée peuvent entraîner des modifications spécifiques du système cardiorespiratoire. L'asthme, par exemple, provoque une constriction des bronchioles et un gonflement de la muqueuse, ce qui augmente finalement la force de résistance de la ventilation et provoque un essoufflement. L'indicateur caractérisant la performance maximale du système cardiorespiratoire est l'état satisfaisant des organes respiratoires. Bien que la relation entre l'exercice et l'obstruction des voies respiratoiresvoies a été établie il y a longtemps, les médecins ne peuvent toujours pas déterminer le mécanisme exact du développement d'une crise d'asthme dans un contexte d'activité accrue.
Pouls sur le bras: combien de battements sont considérés comme normaux ?
La fréquence cardiaque est l'indicateur le plus simple et en même temps informatif pris en compte lors de la surveillance cardiorespiratoire. Tout le monde sait mesurer la fréquence cardiaque - vous devez sentir les balles dans la zone du poignet ou de l'artère carotide et compter le nombre de battements par minute. Ces zones reflètent la quantité de travail effectué par le cœur pour répondre aux exigences accrues du corps.
La différence de performance entre une personne au repos et une personne pendant une charge cardiorespiratoire est flagrante. En moyenne, la fréquence cardiaque est d'environ 60 à 80 battements par minute. Fait intéressant, chez les athlètes, le système cardiorespiratoire au repos montre des résultats plus modestes. Leur pouls peut être de 28 à 40 battements, ce qui est considéré comme la norme et s'explique par le haut niveau d'entraînement et l'endurance physique développée au fil des années d'entraînement. Chez les personnes qui sont beaucoup moins susceptibles de subir un stress cardiorespiratoire intense, la fréquence cardiaque peut atteindre 90 à 100 battements par minute.
Avec l'âge, le pouls diminue. Facteurs externes (par exemple, température élevée, manque d'oxygène, augmentationpression atmosphérique, etc). Dans le contexte d'une augmentation de l'intensité du travail, le pouls devient plus rapide. Si le niveau d'activité physique est sous contrôle (il peut être mesuré à l'aide de divers appareils), une formule spéciale peut être utilisée pour calculer la quantité approximative d'oxygène consommée.
Déterminer l'intensité du travail en termes de consommation d'oxygène est non seulement précis, mais aussi le plus approprié lors de l'examen de différentes personnes, ou de la même personne, mais dans des circonstances différentes. La fréquence cardiaque maximale augmente proportionnellement à l'augmentation de l'intensité du travail physique jusqu'au surmenage. D'ailleurs, à mesure que cet état est atteint, la fréquence cardiaque se stabilise progressivement.
La fréquence cardiaque maximale peut être déterminée en tenant compte de l'âge, car elle diminue à mesure qu'une personne vieillit. La fréquence cardiaque chute au rythme de 1 battement par an à partir de 10-15 ans. Dans le même temps, il convient de garder à l'esprit que les indicateurs individuels peuvent différer considérablement des valeurs moyennes.
Circulation pendant l'exercice
Le système cardiorespiratoire est une structure complexe dans laquelle l'un des rôles principaux appartient à la circulation sanguine. Lorsqu'une personne commence à faire de l'exercice ou à travailler, son flux sanguin se répartit différemment. Sous l'influence du système nerveux sympathique, le sang quitte les vaisseaux où sa présence n'est pas nécessaire pour le moment et se dirige vers les muscles activement impliqués dans le travail. Chez une personne au repos, le débit cardiaquele sang dans les muscles n'est que de 15 à 20%, et en faisant du sport, il peut atteindre 85%. L'apport sanguin aux tissus musculaires augmente en raison d'une diminution de l'apport sanguin aux organes abdominaux.
En cas de changement de température, la quantité prédominante de sang est dirigée vers la peau. Ceci est également pris en charge par le système nerveux sympathique. Le but de la redistribution est de remplacer la chaleur qui se dégage dans le milieu extérieur en la renvoyant de la profondeur du corps vers la périphérie. Dans le même temps, l'augmentation du flux sanguin cutané réduit automatiquement l'intensité de l'apport sanguin aux tissus musculaires. Sans surprise, les performances du système cardiorespiratoire chez les personnes pratiquant des sports par temps chaud ne montrent pas de bons résultats.
Les muscles squelettiques impliqués dans le travail éprouvent un besoin aigu de plus d'oxygène, qui est satisfait par une circulation sanguine accélérée due à la stimulation vasculaire sympathique dans les zones où le flux sanguin est temporairement limité. Par exemple, les vaisseaux menant aux organes du système digestif peuvent se rétrécir, après quoi le flux sanguin est redirigé vers les muscles, qui ont besoin de plus de sang. Les vaisseaux des muscles se dilatent, ce qui entraîne un afflux de sang. Au cours de l'activité physique, le taux de réactions métaboliques se produisant dans les tissus musculaires augmente, ce qui entraîne l'accumulation de produits de désintégration métabolique. Un métabolisme actif provoque une augmentation de l'acidité et de la température dans les muscles.
Fonctionnalitémyocarde
Le nom médical du muscle cardiaque est le myocarde. L'épaisseur des parois du "moteur" humain principal dépend du type de charge qui tombe régulièrement sur ses chambres, dont le ventricule gauche est le plus puissant. En se contractant, il pompe le sang et l'envoie dans tout le système circulatoire. Si une personne n'est pas active, mais simplement assise ou debout, son myocarde se contractera vigoureusement. Cela vous permet de faire face à l'effet de la gravité, qui conduit à l'accumulation de sang dans les membres inférieurs.
Si le ventricule gauche est hypertrophié, c'est-à-dire que l'épaisseur de sa paroi musculaire est augmentée par rapport aux autres cavités cardiaques, cela signifie que le cœur devait constamment travailler dans des conditions d'exigences accrues. Lors de la pratique de sports ou d'autres charges intenses, accompagnées d'une respiration accrue, l'activité myocardique devient aussi active que possible. À mesure que la demande de sang du muscle augmente, les besoins du ventricule gauche augmentent également, de sorte qu'au fil du temps, sa taille augmente de la même manière que le muscle squelettique.
La coordination des contractions cardiaques dépend du signal pour effectuer la contraction. Le système conducteur du cœur est responsable de la mise en œuvre de cette fonction. Le myocarde a une capacité unique: il est capable de produire un signal électrique, permettant au muscle de se contracter rythmiquement sans stimulation neurale ou hormonale. La fréquence cardiaque congénitale est d'environ 70 à 80 battements.
Troubles cardiaques
Pour des modifications spécifiques,survenant dans le système cardiorespiratoire comprennent les déviations qui se produisent dans l'activité cardiaque normale. Le trouble le plus courant est une modification de la fréquence cardiaque. Le danger de tels troubles n'est pas le même. Il existe deux types d'arythmie: la bradycardie et la tachycardie. Dans le premier cas, nous parlons d'un ralentissement de la fréquence cardiaque, dans le second - d'une augmentation de cet indicateur.
Avec la bradycardie, le pouls est généralement inférieur à 60 battements par minute, et avec la tachycardie, il peut dépasser 100 à 120 battements. Dans le contexte de ces troubles, le rythme sinusal change également. Le myocarde peut fonctionner de manière satisfaisante, seul son rythme s'écarte de la norme, ce qui affecte la circulation sanguine. Les symptômes de l'arythmie sont des étourdissements, des nausées, une faiblesse et une sensation de fatigue, de faiblesse, d'anxiété, des tremblements des membres, des évanouissements.
Un autre type d'arythmie, qui n'est pas moins courant, est la fibrillation auriculaire et le flutter. Avec de telles déviations, les patients ressentent des contractions myocardiques supplémentaires qui se produisent en raison d'impulsions qui se produisent à l'extérieur du nœud sino-auriculaire. Le flutter auriculaire, dans lequel ils se contractent à une fréquence de 200 à 400 battements par minute, est un type dangereux d'arythmie, dans lequel le cœur ne peut pratiquement pas faire face à sa fonction principale et pompe à peine le sang.
La tachycardie paroxystique ventriculaire est un trouble tout aussi grave nécessitant des soins médicaux urgents. Cette violation constitue une menace sérieuse pour la vie du patient. Avec tachycardie paroxystique ventriculaire, trois ou plus prématuréscontractions ventriculaires, ce qui peut entraîner un scintillement. Contrairement au flutter, le scintillement ne permet pas au myocarde de contrôler le processus de contraction du tissu ventriculaire. Le cœur perd sa capacité à pomper le sang. La fibrillation ventriculaire est souvent mortelle chez les patients souffrant d'insuffisance cardiaque chronique et d'autres maladies.
Les formes sévères d'arythmie sont une indication directe de l'utilisation d'un défibrillateur, qui peut restituer un rythme sinusal satisfaisant. Les mesures de traitement d'urgence contribuent au rétablissement de la respiration et au maintien de la vie. Lors de la pratique de sports nécessitant une endurance cardiorespiratoire élevée, une personne peut se retrouver avec une fréquence cardiaque basse. Dans ce cas, nous ne parlons pas de bradycardie. La tachycardie n'est pas considérée comme une augmentation de la fréquence cardiaque lors d'un travail musculaire actif. La bradycardie et la tachycardie surviennent généralement chez les personnes au repos.
Caractéristiques du système cardiorespiratoire chez les enfants et les adolescents
Certains experts distinguent la période dite pubertaire du développement cardiaque, car c'est pendant la puberté que des changements prononcés sont observés dans l'activité cardiovasculaire. Comparé au niveau de développement du système cardiorespiratoire chez les enfants de 7 à 10 ans, l'appareil cardiovasculaire chez les adolescents devient plus fonctionnel et résilient.
Dans le même temps, le processus même de formation du cœur et des vaisseaux sanguins diffère chez les représentants des différents sexes. Les fillesla masse myocardique augmente plus rapidement, mais moins uniformément. À son tour, la taille du cœur et de l'aorte chez les garçons est plus grande que chez les filles. Pendant la puberté, de profonds changements se produisent dans la structure du muscle cardiaque, le diamètre de la fibre et du noyau augmente. Le myocarde se développe rapidement et les vaisseaux sont plus lents, ce qui réduit la lumière des artères par rapport à la taille du cœur. Ce changement peut entraîner des troubles circulatoires et une augmentation de la pression pendant l'exercice.
La fréquence cardiaque est un indicateur labile qui évolue sous l'influence de facteurs internes et externes (augmentation de la température de l'air, expression des émotions, entraînement sportif, etc.). Dans le même temps, le pouls pendant le travail physique peut atteindre 160 à 180 battements par minute, ce qui entraîne une augmentation du volume de sang expulsé. Le système cardiorespiratoire de l'enfant est affecté par le stress mental, qui se traduit par une augmentation de la fréquence cardiaque, une augmentation temporaire de la pression artérielle et des modifications défavorables de l'hémodynamique.
Un critère tout aussi important pour le fonctionnement du système respiratoire est la capacité vitale des poumons - le volume d'air qu'une personne expire après une respiration profonde. Une forte augmentation du taux global de croissance et de développement de l'ensemble de l'appareil respiratoire, y compris les voies nasales, le larynx, la trachée et la surface générale des poumons, se produit pendant la puberté. Chez les adolescents, le volume pulmonaire est multiplié par 10 par rapport aux poumons d'un nouveau-né et par 20 chez les adultes.
La croissance la plus intensive des poumons est observée dans la période de 12 à 16 ans, et chez les jeunes hommesla capacité vitale des poumons est supérieure à celle des filles. En général, les adolescents ont de meilleures mesures cardiorespiratoires, y compris la ventilation naturelle, l'apport d'oxygène et les performances du système circulatoire, que les écoliers plus jeunes.
Cet article aborde tous les éléments du système cardiorespiratoire humain, ses caractéristiques, y compris l'adaptation à l'activité physique et l'augmentation de l'endurance. Lors de la planification de la pratique d'un sport, il est nécessaire de prendre en compte toutes les nuances du travail de votre corps et de répartir correctement la charge. L'état du système cardiorespiratoire est un indicateur important de la santé.
