L'effort physique : cours de SVT en 5e

Tu cours pour attraper le bus, tu montes les escaliers deux à deux, tu joues au football à la récréation : dans tous ces cas, ton corps fournit un effort physique, c'est-à-dire une force produite par tes muscles ². Tu le remarques tout de suite : tu respires plus fort, ton cœur bat vite, tu as chaud. Ce cours explique pourquoi ces changements se produisent et comment ils s'enchaînent.

Tu as déjà étudié trois notions qui vont nous servir : le fonctionnement des muscles, la respiration et le rôle du cœur dans la circulation. L'effort physique est le moment où ces trois notions travaillent ensemble. Ce chapitre les relie.

Un effort peut être court et intense (un sprint de quelques secondes) ou long et modéré (une promenade d'une heure). Dans les deux cas, le principe est le même : plus les muscles travaillent, plus les autres organes doivent s'adapter. L'ampleur de l'adaptation dépend de l'intensité de l'effort et de sa durée.

Au repos, tes muscles dépensent peu. Pendant un effort, ils se contractent sans cesse pour produire la force de l'effort ² : c'est un travail, et tout travail demande de l'énergie. Cette énergie ne vient pas de nulle part. Elle est libérée à partir de nutriments (comme le glucose) que les muscles reçoivent du sang, en présence de dioxygène.

Tu peux donc raisonner ainsi : un muscle qui travaille plus consomme plus de dioxygène et plus de nutriments. Comme il n'en stocke que peu, il doit en recevoir sans cesse par le sang.

Le fonctionnement d'un muscle produit aussi des déchets, notamment du dioxyde de carbone. Si ces déchets restaient sur place, le muscle fonctionnerait mal. Le sang les emporte, et le dioxyde de carbone est rejeté à l'extérieur par la respiration.

Le dioxygène entre dans le corps par les poumons. Là, il passe de l'air vers le sang. Dans le sens inverse, le dioxyde de carbone passe du sang vers l'air, puis il est expiré. Plus les muscles ont besoin de dioxygène, plus les poumons doivent en faire entrer.

Tu peux l'observer sur toi-même : pendant un effort, ta respiration change de deux façons.

• Elle devient plus rapide : tu fais plus de mouvements respiratoires par minute.
• Elle devient plus ample : tu inspires et tu expires un plus grand volume d'air à chaque mouvement.

Ces deux changements augmentent la quantité d'air qui passe dans les poumons en une minute. Le sang peut ainsi se charger de plus de dioxygène et se débarrasser de plus de dioxyde de carbone.

Faire entrer plus de dioxygène dans le sang ne sert à rien s'il n'arrive pas jusqu'aux muscles. C'est le rôle de la circulation. Le cœur est une pompe musculaire : à chaque battement, il envoie du sang dans les vaisseaux. Ce sang transporte le dioxygène et les nutriments vers les muscles, et il rapporte les déchets.

Pendant l'effort, deux changements permettent d'augmenter la quantité de sang envoyée aux muscles :

• le cœur bat plus vite : la fréquence cardiaque augmente ;
• le cœur envoie plus de sang à chaque battement.

Si tu poses deux doigts sur ton poignet après avoir couru, tu sens le pouls plus rapide : tu mesures ainsi la fréquence cardiaque.

Dans le corps, le sang n'est pas réparti de la même façon au repos et à l'effort. Quand tu cours, les muscles des jambes reçoivent une plus grande part du sang qu'au repos. Les besoins sont plus grands à cet endroit, donc l'apport y est plus grand.

Tu peux maintenant relier toutes les idées. Un effort physique déclenche une chaîne de réactions :

1. Les muscles travaillent : leur besoin en dioxygène et en nutriments augmente, et ils produisent plus de déchets.
2. La respiration s'accélère et s'amplifie : plus de dioxygène entre dans le sang, plus de dioxyde de carbone en sort.
3. Le cœur bat plus vite : le sang circule plus vite dans les vaisseaux et livre davantage de matières aux muscles.
4. Les déchets sont emportés par le sang ; le dioxyde de carbone est rejeté par les poumons.

Chaque maillon dépend des autres. Si les poumons laissaient passer peu de dioxygène, le sang en transporterait peu, même avec un cœur rapide. Si le cœur était trop lent, le sang chargé de dioxygène arriverait en trop petite quantité aux muscles. C'est pourquoi on parle d'un fonctionnement coordonné.

Quand l'effort s'arrête, les muscles retrouvent un besoin plus faible. La respiration et le rythme cardiaque ralentissent peu à peu : ils ne reviennent pas à leur valeur de repos en une seconde. Cette phase s'appelle la récupération. Plus tu es entraîné, plus elle est rapide, en général.

Pendant la récupération, le corps continue d'évacuer les déchets produits pendant l'effort et de refaire ses réserves. C'est pour cela qu'il est utile de boire et de se reposer après un effort prolongé.