Fiche de révision : Composition corporelle et muscle

📋 Plan du Cours

1. Compartiments de la composition corporelle
2. Mesures de la composition corporelle
3. Variations de la composition corporelle
4. Structure et innervation musculaires
5. Contraction et production de force
6. Types et recrutement des fibres
7. Dépense énergétique et filières ATP
8. Glycolyse anaérobie lactique
9. Oxydations aérobies
10. Contribution des filières énergétiques
11. Réserves de substrats énergétiques
12. Principes du système endocrinien
13. Thyroïde et glandes surrénales
14. Gonades et pancréas
15. Ventilation et mécanique respiratoire
16. Échanges et transport des gaz
17. Sang et fonctionnement cardiaque
18. Vaisseaux et pression artérielle

📖 1. Compartiments de la composition corporelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Composition corporelle : Analyse du corps humain en compartiments.
• Compartiments corporels : Composants de l’organisme ayant une valeur physiologique voisine, comme le compartiment graisseux ou la masse musculaire.

★ À maîtriser

• La mesure de la composition corporelle est indirecte chez l’Homme vivant.

📐 Formule - Dans le modèle à deux compartiments, $P = MG + MM$, où P est la masse corporelle, MG la masse grasse et MM la masse maigre.

Compléments

• Chez un homme normal, les proportions des différents éléments corporels sont remarquablement constantes malgré leurs densités et leurs natures différentes.

• Dans le modèle à deux compartiments, la masse grasse représente 23 % chez les femmes et 15 % chez les hommes.

• Dans le modèle à deux compartiments, la masse maigre est un ensemble complexe comprenant notamment l’eau, les protéines et la masse calcique.

• Même chez les sportifs, la masse grasse ne descend pas sous 5 % chez l’homme et 15 % chez la femme.

• Le modèle à trois compartiments distingue la masse cellulaire active, l’eau extracellulaire et la masse grasse; l’eau corporelle totale comprend les liquides interstitiels, le plasma et l’eau intracellulaire.

• La masse cellulaire active regroupe les cellules des différents organes et des muscles et constitue l’essentiel des protéines de l’organisme.

• Le modèle à quatre compartiments distingue :

  • la masse cellulaire active
  • l’eau extracellulaire
  • la masse minérale osseuse
  • la masse grasse

💡 Astuce mémo

La masse grasse s’oppose à la masse maigre, qui rassemble eau, protéines et minéraux.

📖 2. Mesures de la composition corporelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Rapport taille-hanche : Rapport du tour de taille, mesuré à la circonférence minimale du tronc, au tour de hanche, mesuré à la circonférence maximale.

★ À maîtriser

• Les analyses de cadavres ont établi les proportions moyennes suivantes dans le tissu maigre : 73 % d’eau, 20 % de protéines et 6,9 % de minéraux.

• Les méthodes indirectes comprennent : la quantification in vivo de constituants spécifiques, l’estimation in vivo des compartiments, la prédiction d’un compartiment par anthropométrie

📐 Formule - L’indice de Quetelet, ou IMC, se calcule par $IMC = \frac{poids\ (kg)}{taille^2\ (m^2)}$.

• Les valeurs normales de l’IMC sont comprises entre 18,5 et 24,9; le surpoids correspond à 25–29,9 et l’obésité à une valeur supérieure à 30, avec des limites modulables selon l’âge et le sexe.

• La méthode des plis cutanés estime la densité corporelle à partir de la somme de quatre plis mesurés par une pince calibrée, puis introduite dans des équations prédictives dépendant de l’âge et du sexe.

📐 Formule - La densité corporelle est le rapport de la masse au volume : $D = \frac{M}{V}$, en kg/L.

• L’impédancemétrie bioélectrique repose sur la conductivité électrique des tissus hydratés, le milieu intérieur étant un conducteur remarquable grâce à sa teneur en eau et en électrolytes.

• En impédancemétrie bioélectrique, une fréquence supérieure à 50 kHz mesure l’eau corporelle totale, tandis qu’une fréquence inférieure à 5 kHz mesure l’eau extracellulaire.

Compléments

• Les méthodes de mesure de la composition corporelle sont indirectes et varient par leur agressivité, leur précision et leur simplicité.

• L’anthropométrie mesure les longueurs et les sections du corps et utilise des indices ou des équations pour estimer notamment le poids idéal, la masse maigre et la masse grasse.

• Le rapport taille-hanche renseigne sur la répartition des graisses, notamment gynoïde, à prédominance fémorale, ou androïde, à prédominance abdominale.

• L’augmentation du rapport taille-hanche va de pair avec une hausse du risque cardiovasculaire ou de la fréquence du diabète.

• La méthode des plis cutanés repose sur l’hypothèse que l’épaisseur de la graisse sous-cutanée reflète la masse grasse totale de l’organisme.

• La mesure des plis cutanés doit être réalisée par un opérateur entraîné; le coefficient de variation interindividuel est inférieur à 5.

• La densité corporelle peut être mesurée par hydrodensitométrie ou par pléthysmographie.

📖 3. Variations de la composition corporelle

★ À maîtriser

• Le corps de référence de Brozek, établi à partir d’analyses de cadavres masculins, comprend 62,43 % d’eau, 16,44 % de protéines, 15,31 % de graisse et 5,82 % de minéraux. - BROZTEK

• L’analyse du poids seul ne suffit pas pour suivre la composition corporelle et le suivi nutritionnel.

Compléments

• La masse maigre de référence comprend 73,7 % d’eau, 19,4 % de protéines et 6,9 % de minéraux, et sa densité est de 1,0998.

• Chez la femme, la masse grasse est plus importante, tandis que chez le sportif, la masse maigre est plus importante.

• Chez l’homme adulte, le pourcentage de masse grasse augmente de 3,6 % par an à partir de 20 ans.

• Chez la femme adulte, le pourcentage de masse grasse augmente de 2,4 % par an à partir de 30 ans.

• Avec l’âge adulte, les pourcentages de masse maigre et d’eau corporelle ainsi que la masse osseuse (Ca) diminuent.

• La diminution de masse osseuse indiquée est de 3,8 g par an avant 50 ans et de 7,6 g par an après 50 ans.

• Au cours de la vie adulte, le poids varie peu par rapport à ses constituants, ce qui pose la question de mécanismes de régulation.

📖 4. Structure et innervation musculaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Sarcomère : Portion de myofibrille comprise entre deux stries Z et unité fonctionnelle fondamentale du muscle.
• Unité motrice : SHERINGTON - Constituée d’un motoneurone et des fibres musculaires qu’il innerve; dans le muscle squelettique, un motoneurone innerve plusieurs fibres musculaires.
• Plaque motrice : Jonction entre l’arborisation terminale d’un axone moteur et une fibre musculaire, où se transmettent les potentiels d’action.

★ À maîtriser

• Le muscle est le seul organe capable de générer un mouvement en produisant une force susceptible d’accélérer, de ralentir ou de déformer un mouvement ou un corps physique.

• L’épimysium enveloppe le muscle entier, le périmysium entoure les faisceaux et l’endomysium entoure chaque fibre musculaire.

• Les filaments fins sont composés d’actine et des protéines régulatrices troponine et tropomyosine, tandis que les filaments épais sont composés de myosine.

📌 Une unité motrice répond à la loi du tout ou rien : lorsqu’elle est excitée, elle produit d’emblée une contraction maximale.

• 🔄 La transmission à la plaque motrice suit cette séquence : le potentiel d’action atteint les terminaisons axonales, l’acétylcholine est libérée et diffuse dans la fente synaptique, l’acétylcholine se fixe aux récepteurs du sarcolemme, les canaux sodiques s’ouvrent et l’entrée de sodium dépolarise la membrane

Compléments

• Le muscle permet le déplacement, la préhension et le maintien des attitudes posturales.

• La masse musculaire représente 43 % du poids corporel chez l’homme et 34 % chez la femme.

• Le muscle squelettique comprend plusieurs centaines ou milliers de fibres musculaires, maintenues ensemble par du tissu conjonctif.

• La fibre musculaire est une cellule unique allongée et cylindrique, longue de quelques millimètres à environ 15 cm, de 10 à 200 µm de diamètre, et comportant plusieurs milliers de noyaux sous le sarcolemme.

• Les myofibrilles présentent une alternance de bandes claires I, avec une strie Z centrale, et de bandes sombres A, avec une strie H centrale.

• La troponine comprend les sous-unités Tn-C, Tn-I et Tn-T, et le site réactif de l’actine peut se combiner avec la tête de myosine.

• Au repos, la zone H ne présente pas de recouvrement entre les filaments épais et les filaments fins.

• La titine, ou connectine, relie les filaments épais à la ligne Z, et chaque filament fin est entouré de trois filaments épais.

💡 Astuce mémo

Visualiser le muscle emboîté : épimysium, faisceaux sous périmysium, fibres sous endomysium.

📖 5. Contraction et production de force

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie des filaments glissants : Explication du raccourcissement du sarcomère par le déplacement relatif des filaments fins et épais.
• Secousse musculaire : Réponse d’un muscle à une impulsion électrique unique.
• Temps de demi-relaxation : Délai entre la stimulation et le retour à 50 % de la modification qu’elle a engendrée.

★ À maîtriser

• La contraction musculaire produit une force ou une tension permettant de maintenir ou de mobiliser les leviers osseux.

• La contraction débute par un ordre du cerveau, suivi de l’arrivée de l’influx nerveux à la plaque motrice, de la libération d’acétylcholine, de sa fixation aux récepteurs, de la dépolarisation et du potentiel d’action, puis de la propagation dans les tubules transverses et de la libération du calcium par le réticulum sarcoplasmique.

• 🔄 La formation du pont acto-myosine suit ces étapes : le calcium se lie à la troponine, la tropomyosine libère le site réactif de l’actine, la tête de myosine se lie à l’actine et forme un pont acto-myosine

📐 Formule - L’hydrolyse de l’ATP libère l’énergie nécessaire à la contraction : $ATP + H_2O \rightarrow ADP + P_i + E$.

• L’énergie issue de l’hydrolyse de l’ATP fait pivoter les ponts acto-myosine et glisser l’actine vers le centre du sarcomère; une nouvelle molécule d’ATP permet ensuite le détachement de la myosine, qui peut se fixer à un autre site d’actine, et le cycle se poursuit tant que le calcium reste suffisant.

• 🔄 Le relâchement suit cette séquence : l’influx nerveux cesse et l’acétylcholine n’est plus libérée, les potentiels d’action cessent, le calcium se détache de la troponine et est repompé par le réticulum, la tropomyosine bloque de nouveau l’interaction actine-myosine, l’ATPase de la myosine est inactivée et le muscle se relâche

📌 La sommation temporelle résulte de la variation de la fréquence des stimulations, tandis que la sommation spatiale résulte de la variation du nombre d’unités motrices stimulées.

📌 Un stimulus pendant la période réfractaire ne provoque aucune réponse, des stimuli pendant le relâchement produisent un tétanos imparfait à fusion incomplète, et des stimuli pendant la contraction produisent un tétanos parfait à fusion complète.

• Lors de la contraction musculaire, 20 à 25 % de l’énergie chimique est transformée en énergie mécanique et 75 à 80 % en chaleur.

Compléments

• La contraction musculaire déclenchée par le système nerveux central suit une chaîne électrique, chimique et mécanique, et s’accompagne d’une production de chaleur.

• Lors de la libération du calcium, sa concentration dans le sarcoplasme augmente d’un facteur 1 000.

• Pendant la contraction, la zone H disparaît et la bande I se rétrécit.

• Une secousse musculaire comprend trois phases :

  • latence
  • mise en tension
  • relâchement

💡 Astuce mémo

Signal nerveux → calcium → ponts actine-myosine → glissement.

📖 6. Types et recrutement des fibres

★ À maîtriser

📌 Les fibres de type I sont rouges, toniques, lentes et à métabolisme aérobie, tandis que les fibres de type II sont blanches, rapides et à métabolisme anaérobie.

• La répartition des fibres musculaires dépend davantage de l’héritage génétique que de la nature du programme d’entraînement.

• La répartition moyenne indiquée chez l’homme est de 53 % de fibres I, 33 % de fibres IIa et 14 % de fibres IIx.

📌 L’ordre de recrutement des fibres musculaires répond à la loi de Henneman et coll. (1965), quel que soit le mode de contraction musculaire utilisé.

Compléments

• En 1873, Ranvier distingue chez le lapin les muscles blancs, riches en myofibrilles et à réponse rapide, des muscles rouges, riches en sarcoplasme et à contraction et décontraction lentes.

• Les fibres de type II comprennent les catégories IIa et IIx, distinguées à la suite de l’étude de coupes musculaires à pH acide.

• Les skieurs de fond et les marathoniens peuvent présenter 75 à 80 % de fibres I, tandis que les sprinteurs peuvent présenter 80 % de fibres II ou de surface occupée par ces fibres.

• Les muscles posturaux comme le soléaire comptent environ 80 % de fibres I, tandis que les muscles du mouvement comme le quadriceps ont une proportion plus élevée de fibres II.

📐 Formule - La loi d’Ohm est exprimée par $U = R \times I$, où U est la tension en volts, R la résistance et I l’intensité en ampères.

• La résistance est d’autant plus faible que la section du motoneurone est grande, et d’autant plus élevée que cette section est petite.

• Les petits motoneurones sont plus excitables que les gros motoneurones.

💡 Astuce mémo

Fibres I : lentes et aérobies ; fibres II : rapides et anaérobies.

📖 7. Dépense énergétique et filières ATP

★ À maîtriser

• La calorimétrie respiratoire, méthode de mesure de la dépense énergétique habituellement utilisée chez l’homme, mesure les échanges gazeux respiratoires.

• Au repos, une consommation d’oxygène de 3,5 mL·kg⁻¹·min⁻¹ correspond à 1 MET.

• La dépense énergétique d’un effort est caractérisée par son intensité et sa durée, qui varient en sens inverse.

📌 La capacité désigne la quantité totale d’énergie disponible ou nécessaire, tandis que la puissance désigne la quantité d’énergie utile par unité de temps.

• Le muscle utilise l’ATP comme forme d’énergie pour se contracter, et la scission de l’ATP au niveau des têtes de myosine fournit l’énergie à la formation des ponts d’union et au raccourcissement du sarcomère.

📌 Un effort bref et intense de quelques secondes renouvelle l’ATP par des réactions anaérobies, tandis qu’un effort modéré dépassant 2 à 3 minutes utilise des réactions aérobies.

• Le phosphagène comprend l’ATP, l’ADP, l’AMP et la créatine phosphate, également appelée phosphocréatine, et constitue la première source d’énergie disponible en cas de besoin urgent.

📐 Formule - La créatine phosphokinase permet la resynthèse $ADP + CrP \rightarrow ATP + Cr$, tandis que la myokinase permet $2ADP \rightarrow ATP + AMP$.

• La resynthèse du phosphagène a un délai de mise en jeu nul, intervient pendant 20 à 30 secondes et atteint son rendement maximal pendant 7 à 10 secondes.

Compléments

• En calorimétrie respiratoire, le sujet respire par un embout ou un masque muni de soupapes; l’air expiré est recueilli dans une enceinte, son volume et ses fractions en oxygène et en dioxyde de carbone sont mesurés, puis la consommation d’oxygène et l’élimination de dioxyde de carbone sont calculées.

📐 Formule - La consommation d’oxygène est calculée par $VO_2 = (V_I \times F_{I O_2}) - (V_E \times F_{E O_2})$, en L/min ou en mL/min/kg.

• La consommation d’un litre d’oxygène correspond à environ 5 kcal, soit 21 kJ.

📐 Formule - Pour l’exemple de course donné, l’énergie consommée en millilitres d’oxygène est calculée par $3{,}5 \times vitesse\ (km/h) \times poids\ (kg) \times temps\ (min)$.

• Pour une personne de 60 kg courant à 15 km/h pendant 30 min, la consommation calculée est de 94,5 L d’oxygène, soit environ 473 kcal ou 1 985 kJ.

• L’activité physique mobilise et fixe des segments corporels sous forme phasique, correspondant au mouvement, ou tonique, correspondant à la posture, et peut multiplier par 20 la dépense énergétique de repos.

• L’ATP est constitué de :

  • une base adénine
  • un sucre ribose
  • trois radicaux phosphoriques

📖 8. Glycolyse anaérobie lactique

★ À maîtriser

• La glycolyse anaérobie lactique reconstitue l’ATP sans oxygène quelques secondes après la filière phosphagène, dans le cytoplasme.

• L’enzyme phosphofructokinase (PFK) permet la dégradation de l’unité glycolytique et la synthèse de 3 ATP.

• En absence d’O₂, le NADH₂ transfère son hydrogène à l’acide pyruvique, qui est transformé en acide lactique par la lactate déshydrogénase (LDH), ce qui régénère le NAD.

• La glycolyse anaérobie dure de 30 secondes à 2-3 minutes, commence après un délai de 2-3 secondes et atteint son rendement maximal entre 30 et 50 secondes.

• L’accumulation de lactate-H⁺ diminue le pH musculaire et sanguin, inhibe la PFK, réduit la production d’ATP et peut conduire à l’arrêt de l’exercice ou à une baisse d’intensité.

Compléments

📐 Formule - La dégradation du glycogène est représentée par $\text{Glycogène} + \text{ADP} + \text{Pi} \rightarrow \text{ATP} + \text{acide lactique} + \text{glucose}$.

• Les facteurs limitant la puissance de la glycolyse anaérobie sont l’activité de la glycogène-phosphorylase (GP), de l’hexokinase (HK) et de la PFK, ainsi que la quantité et la qualité des fibres rapides IIa et IIx.

• La capacité de la filière dépend de l’activité de la LDH, de la puissance des mécanismes aérobies et de la concentration des ions H⁺ ainsi que de l’efficacité des substances tampons.

💡 Astuce mémo

Glycogène → pyruvate → lactate

📖 9. Oxydations aérobies

🔑 Notions clés & Définitions

• VO₂ max : consommation maximale d’oxygène, atteinte lorsque l’apport d’O₂ aux mitochondries des fibres musculaires permet un apport énergétique aérobie maximal

★ À maîtriser

• En présence d’O₂, les mitochondries oxydent des nutriments avec l’ADP et le Pi pour produire de l’ATP, du CO₂ et de l’eau.

• Les substrats de la filière aérobie sont :

  • le glucose
  • le glycogène
  • les acides gras libres
  • les protéines dans certaines conditions

• Le rendement indiqué est de 38 ATP par molécule de glucose, 39 ATP par molécule de glycogène et 463 ATP par acides gras.

• La filière aérobie commence après un délai de 1 min 30 à 3 min, intervient pendant plusieurs heures et atteint son rendement maximal après 5 à 7 min.

Compléments

• Le CO₂ est éliminé par expiration, l’eau par expiration et sudation, et la chaleur par évaporation liée à la sudation.

• La puissance aérobie dépend du système cardiorespiratoire, du transport périphérique de l’O₂, de la vascularisation musculaire, du prélèvement tissulaire d’O₂ et des enzymes mitochondriales de glycolyse et de lipolyse.

• La capacité aérobie dépend de la disponibilité des glucides et des lipides ainsi que de la thermorégulation, qui permet d’éliminer la chaleur représentant 75-80 % de l’énergie.

📖 10. Contribution des filières énergétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• EPOC : L’EPOC (Excess Post Exercise Oxygen Consumption) est la consommation d’oxygène excédentaire après l’exercice, dont la surface est supérieure à celle du déficit d’O₂.

★ À maîtriser

• Les trois filières énergétiques fonctionnent dès le début de l’exercice, mais leur contribution respective dépend notamment de la durée de l’exercice musculaire.

• Les trois phases de l’EPOC sont :

  • la phase rapide, de quelques secondes
  • la phase lente, de 2-3 heures
  • la phase ultra-lente, de 12 à 24 heures selon l’intensité et la durée de l’exercice

Compléments

• Selon MARGARIA (1964 et 1969), le système ATP-CrP fournit l’énergie nécessaire pendant les 10 premières secondes de l’exercice.

• La phase rapide de l’EPOC reconstitue les réserves d’O₂ de l’hémoglobine et de la myoglobine ainsi que le phosphagène, et accompagne l’arrêt de la stimulation des récepteurs articulaires et musculaires.

• Pendant la phase lente de l’EPOC, l’oxygène excédentaire sert à oxyder 10-15 % du lactate produit et à fournir l’énergie nécessaire à la transformation de 85-90 % du lactate en glycogène dans le foie.

• Pendant la phase ultra-lente, la VO₂ reste supérieure à la VO₂ de repos, la température corporelle augmente et certaines hormones, dont les catécholamines et les hormones thyroïdiennes, restent élevées pendant 12 à 24 heures.

💡 Astuce mémo

Anaérobie : rapide et limitée ; aérobie : durable et abondante

📖 11. Réserves de substrats énergétiques

★ À maîtriser

• La glycémie est maintenue autour de 0,8 à 1 g/L par la mise en réserve et la libération du glucose.

• Le glycogène est stocké dans le foie et les muscles, et le glucose utilisé à l’exercice provient des fibres musculaires actives.

• Un triglycéride est constitué de trois acides gras et d’une molécule de glycérol.

• Le quotient respiratoire VCO₂/VO₂ permet d’estimer les substrats utilisés : une valeur ≤ 0,8 indique surtout les lipides et une valeur ≥ 1,2 surtout les glucides.

Compléments

• Les réserves de glycogène musculaire indiquées sont de 30 à 45 g/kg de muscle chez le sportif, 15 g/kg chez le sédentaire et 0 g/kg après l’effort; la réserve hépatique est d’environ 100 g.

• Le foie peut fabriquer du glucose par néoglucogenèse à partir du glycérol, de l’acide pyruvique, de l’acide lactique, de l’alanine et des acides aminés ramifiés.

• Un kilogramme de tissu adipeux contient 860 g de triglycérides, composés à 88 % d’acides gras et à 12 % de glycérol.

• Les acides gras libres pénètrent dans les fibres musculaires et y sont utilisés par bêta-oxydation, tandis que le glycérol est dirigé vers le foie pour la néoglucogenèse.

• L’organisme ne possède pas de stock d’acides aminés, mais un pool cytoplasmique sert à constituer les protéines; la valine, la leucine et l’isoleucine peuvent être utilisées à l’effort.

• Les besoins en protéines indiqués sont de 0,7 à 0,8 g/kg/j, ou de 1,1 g/kg/j pour les sports d’endurance, et 5 % de l’énergie totale provient du métabolisme des protéines.

📖 12. Principes du système endocrinien

🔑 Notions clés & Définitions

• Hormone : substance chimique produite par une glande endocrine, déversée dans le sang et transportée vers des tissus cibles où elle agit

★ À maîtriser

📌 Le système endocrinien transmet l’information par des hormones véhiculées dans le plasma et produit une réponse tardive et durable, tandis que le système nerveux conduit l’information par un réseau et produit une réponse immédiate et brève.

• Une hormone transportée librement ou liée à une protéine n’agit sur le tissu cible que sous sa forme libre.

📌 Les hormones peptidiques et dérivées d’acides aminés agissent par l’intermédiaire d’un récepteur membranaire et d’un second messager, tandis que les stéroïdes pénètrent dans la cellule et leur complexe récepteur agit dans le noyau sur la synthèse protéique.

📌 La rétroaction négative modifie une perturbation dans le sens inverse, tandis que la rétroaction positive l’amplifie.

Compléments

• Les hormones sont sécrétées par des cellules vivantes en micro-quantités, libérées par exocytose sans détruire les cellules productrices et agissent sur des cellules cibles porteuses de récepteurs spécifiques.

• Les trois groupes d’hormones sont :

  • les protéines ou polypeptides
  • les stéroïdes dérivés du cholestérol
  • les dérivés d’acides aminés

• Après quelques minutes à quelques heures de circulation, les hormones sont dégradées par le foie puis éliminées par la bile et l’urine.

💡 Astuce mémo

Nerveux : immédiat et bref ; endocrinien : tardif et durable

📖 13. Thyroïde et glandes surrénales

★ À maîtriser

• L’hypothalamus appartient au système nerveux central et certains de ses groupes cellulaires sécrètent des hormones destinées à l’hypophyse.

📌 La neurohypophyse est reliée à l’hypothalamus par la tige pituitaire, tandis que l’adénohypophyse lui est reliée par le système porte hypothalamo-hypophysaire.

• Les hormones hypophysaires de stimulation et leurs stimulines sont :

  • la TSH, stimulée par la TRH
  • l’ACTH, stimulée par la CRH
  • la FSH, stimulée par la GnRH
  • la LH, stimulée par la GnRH

• La thyroïde sécrète les hormones T3 et T4, synthétisées à partir de l’iode, qui stimulent la consommation d’O₂, la production de chaleur, la croissance et le développement du système nerveux.

• L’aldostérone favorise la rétention de sodium et d’eau, la fuite de potassium et l’élimination des ions H⁺, régulant ainsi la balance hydroélectrolytique.

• Le cortisol, glucocorticoïde dont la sécrétion est contrôlée par l’ACTH, favorise le stockage du glycogène, le catabolisme protéique et la néoglucogenèse hépatique, mobilise les lipides et exerce une action anti-inflammatoire.

Compléments

• Les hormones hypothalamiques citées sont :

  • la CRH ou corticolibérine
  • la GHRH
  • la TRH ou thyroï-stimuline
  • la GnRH ou gonadostimuline
  • la PIH
  • la GHIH

• La neurohypophyse sécrète l’ADH ou vasopressine, qui favorise la résorption de l’eau, et l’ocytocine, qui provoque l’éjection du lait et la contraction utérine lors de l’accouchement.

• L’adénohypophyse sécrète la GH ou STH, qui intervient dans la croissance et le métabolisme, et la prolactine ou LTH, qui intervient dans la sécrétion du lait.

• La calcitonine diminue la concentration plasmatique de calcium en réduisant l’activité des ostéoclastes et joue un rôle fondamental dans la croissance de l’enfant.

• La parathyroïde sécrète la parathormone (PTH), une hormone hypercalcémiante dont les fonctions sont indiquées comme identiques à celles de la calcitonine.

• Les sécrétions des corticosurrénales sont des stéroïdes dérivés du cholestérol.

• Les médullosurrénales sécrètent des catécholamines dérivées de la phénylalanine : environ 80 % d’adrénaline et 20 % de noradrénaline.

📖 14. Gonades et pancréas

★ À maîtriser

• Les ovaires produisent cycliquement des ovules et sécrètent des hormones sexuelles, principalement l’œstradiol, ainsi que la progestérone.

• Le cycle ovarien comprend une phase folliculaire du jour 1 au jour 14, puis une phase lutéale du jour 15 au jour 28.

• Au 14e jour, le pic d’œstradiol déclenche un pic de FSH et surtout de LH, qui provoque l’ovulation.

• Les testicules produisent continuellement des spermatozoïdes et sécrètent principalement la testostérone.

• Le pancréas possède une fonction exocrine digestive assurée par les acini et une fonction endocrine assurée par les îlots de Langerhans, qui sécrètent l’insuline et le glucagon.

📌 L’insuline est l’unique hormone hypoglycémiante de l’organisme et favorise le stockage du glycogène, des protéines et des triglycérides, tandis que le glucagon est hyperglycémiant et favorise la libération de glucose, d’acides aminés et d’acides gras libres.

Compléments

📌 En l’absence de fécondation, l’œstradiol et la progestérone diminuent et les règles apparaissent à la fin du cycle.

• Chez l’homme, la FSH stimule la spermatogenèse tandis que la LH active la sécrétion endocrine testiculaire.

💡 Astuce mémo

Insuline fait entrer et stocker le glucose ; glucagon le libère.

📖 15. Ventilation et mécanique respiratoire

★ À maîtriser

• La glycémie indiquée comme référence est comprise entre 0,8 et 1 g/L.

• Les hormones hyperglycémiantes concernées sont :

  • GH
  • thyroxine
  • cortisol
  • catécholamines

• L’ADH favorise la résorption de l’eau sans résorption du potassium, tandis que l’aldostérone favorise la résorption de l’eau et du sodium avec fuite de potassium.

📌 La ventilation pulmonaire fait entrer et sortir l’air des poumons, la respiration externe échange les gaz entre alvéoles et sang pulmonaire, et la respiration interne échange les gaz entre sang systémique et cellules.

• La zone respiratoire comprend : les bronchioles respiratoires, les conduits alvéolaires, les sacs alvéolaires, les alvéoles, principal lieu des échanges gazeux

• L’inspiration est active : la contraction du diaphragme et des muscles inspiratoires augmente le volume thoracique et pulmonaire, abaissant la pression alvéolaire sous la pression atmosphérique et faisant entrer l’air.

• L’expiration au repos est passive : le relâchement des muscles inspiratoires et le retour élastique du système respiratoire élèvent la pression pulmonaire au-dessus de la pression atmosphérique et expulsent l’air.

Compléments

• Les lipases sont stimulées par le cortisol, la GH et les catécholamines, notamment l’adrénaline et la noradrénaline.

• Les hormones intervenant dans la croissance osseuse sont :

  • GH
  • thyroxine
  • hormones sexuelles
  • parathormone
  • calcitonine
  • insuline

• La zone de conduction comprend :

  • le nez
  • le pharynx
  • le larynx
  • la trachée
  • les bronches

• La membrane alvéolo-capillaire a une épaisseur d’environ 0,5 µm, ce qui permet une diffusion rapide des gaz.

💡 Astuce mémo

Inspiration active ; expiration au repos passive.

📖 16. Échanges et transport des gaz

★ À maîtriser

📌 Selon la loi de Dalton, chaque gaz d’un mélange exerce sa propre pression partielle et la pression totale est la somme des pressions partielles.

📌 Selon la loi de Henry, la quantité de gaz dissoute dans un liquide est proportionnelle à la pression du gaz et à son coefficient de solubilité.

📐 Formule - La loi de Fick exprime la vitesse de transfert d’un gaz par $V_{gaz}=\frac{A}{T}\times D\times(P_1-P_2)$, où A est la surface d’échange, T l’épaisseur du tissu et D le coefficient de diffusion.

• Environ 2 % de l’oxygène sanguin est dissous dans le plasma et 98 % est transporté lié de façon réversible à l’hémoglobine.

• Le dioxyde de carbone sanguin est transporté à 6 % dissous dans le plasma, à environ 24 % lié à l’hémoglobine et à 70 % sous forme d’ions bicarbonate.

Compléments

• À pression atmosphérique de 760 mmHg, l’air contient 78,6 % d’azote, 20,9 % d’oxygène, 0,04 % de dioxyde de carbone, 0,06 % d’autres gaz et 0,4 % de vapeur d’eau.

• Un gaz diffuse plus rapidement lorsque la surface d’échange, le coefficient de diffusion et la différence de pression sont élevés, et lorsque l’épaisseur du tissu est faible.

• Un gramme d’hémoglobine peut fixer 1,34 mL d’oxygène, et la saturation de l’hémoglobine en oxygène est d’environ 98 % au repos.

• Dans les globules rouges, le CO₂ réagit avec l’eau pour former de l’acide carbonique, qui se dissocie en ions H⁺ et HCO₃⁻ ; les bicarbonates diffusent ensuite dans le plasma.

💡 Astuce mémo

Dalton décrit les pressions, Henry la dissolution, Fick la diffusion.

📖 17. Sang et fonctionnement cardiaque

★ À maîtriser

• Le sang transporte les gaz respiratoires, les nutriments, la chaleur, les déchets et les hormones, contribue à la régulation du pH et de la température, et participe à la coagulation et à la défense immunitaire.

📌 La systole est la phase de contraction cardiaque et la diastole la phase de relâchement.

• Le volume télédiastolique est de 130 mL, le volume télésystolique de 60 mL et le volume systolique éjecté à chaque contraction est de 70 mL.

📐 Formule - Le débit cardiaque est le produit du volume systolique par la fréquence cardiaque : $QC=VS\times FC$.

Compléments

• Le sang représente environ 8 % du poids corporel, a une température d’environ 38 °C et un pH compris entre 7,35 et 7,45.

• Le volume sanguin est de 5 à 6 L chez l’homme et de 4 à 5 L chez la femme.

• Au repos, la fréquence cardiaque est d’environ 75 battements par minute et la durée d’un cycle cardiaque est de 0,8 seconde.

• Chez l’homme adulte au repos, un volume systolique de 70 mL et une fréquence cardiaque de 75 battements par minute donnent un débit cardiaque de 5,25 L/min.

📖 18. Vaisseaux et pression artérielle

★ À maîtriser

• Les artérioles régulent l’écoulement du sang des artères vers les capillaires et transforment un débit intermittent en débit continu.

• Les capillaires ont une paroi très fine composée d’une seule couche de cellules et d’une membrane basale ; ils permettent les échanges entre le sang et les tissus.

• Les valvules veineuses empêchent le reflux du sang et favorisent son retour vers le cœur.

• La pression artérielle dépend activement de la force de propulsion du cœur et passivement des résistances périphériques, notamment du calibre des vaisseaux, du volume sanguin et de la viscosité du sang.

Compléments

• Les facteurs du retour veineux sont :

  • la force propulsive du cœur
  • la vasomotricité veineuse
  • la pompe musculaire
  • les valvules anti-reflux

• Les valeurs normales indiquées de pression artérielle sont de 70 à 80 mmHg pour la minimale, de 120 à 130 mmHg pour la maximale et d’environ 50 mmHg pour la pression différentielle.

• Le débit veineux règle la pression auriculaire et la distension télédiastolique, qui influencent le volume d’éjection systolique puis le débit cardiaque.

📊 Tableaux de synthèse

Modèles de compartimentation corporelle