Besoins des organes pour fonctionner – 5ème – Cours – SVT – Sciences de la vie et de la Terre
- Au cours d’une activité musculaire, des modifications s’observent à l’échelle de l’organisme.
- les muscles, comme les autres organes, réalisent avec le sang des échanges qui varient selon l’activité.
- Les organes, richement irrigués prélèvent en permanence dans le sang des nutriments et du dioxygène et rejettent le dioxyde de carbone.
- Nutriments et dioxygène libèrent de l’énergie utilisable, entre autre, pour le fonctionnement des organes.
Lors d’un cours d’EPS, les élèves vont courir, sauter, s’entrainer… Ils vont se dépenser. Des modifications physiques vont apparaitre: transpiration, rougeur de la peau, soif importante.
I. Fabrication d’énergie
1. les modifications du corps après un effort
Observation document 01 :
Les photos ci-contre montrent un sportif après un effort physique important. On observe des volutes de fumée au-dessus de sa tête: il s’agit d’un dégagement de chaleur très visible au niveau de son crâne chauve.
Les autres photos montrent le pied du sportif avant l’effort (en haut) et après l’effort (en bas). On observe que la chaleur dégagée par le pied a fortement augmenté.
Conclusion :
Lors d’une importante activité physique, le corps humain dégage davantage de chaleur que lors du repos. L’activité physique est donc liée à une augmentation de la température du corps.
Observation document 02 :
J’observe sur ce graphique que le rythme cardiaque augmente lorsqu’on démarre une activité physique (environ 170 battements/minutes chez un élève).
Une fois l’activité physique terminée, lors de la phase de récupération, on observe que le rythme cardiaque revient à sa valeur de base (environ 70 battements/minutes chez un collégien) en 5-10 minutes.
Conclusion : lors d’une activité physique, le nombre de battements du cœur augmente fortement.
2. l’effort physique et sa relation avec le rythme cardiaque et le rythme respiratoire :
Observation document 03 :
La photo de droite montre le bras d’un athlète. On y voit clairement des vaisseaux sanguins qui parcourent le bras gauche. La photo de droite correspond à une angiographie: il s’agit de faire boire à la personne un liquide qui colore le sang en gris-blanc, ce qui permet d’observer facilement les vaisseaux lors d’une radio. Ces documents montrent que de nombreux vaisseaux sanguins sont présents au niveau des muscles.
3. l’effort physique et sa relation la circulation sanguine :
Observation document 04 :
Ce graphique montre que le débit sanguin dans les muscles au repos est très inférieur (2000 ml/minutes, soit 2L/minutes) au débit sanguin du même muscle lors d’une course.
Hypothèse: on peut supposer que les muscles (comme les autres organes) ont besoin de sang pour fonctionner.
Problème : De quoi ont besoin nos organes pour fabriquer l’énergie nécessaire pour fonctionner ?
Conclusion :
- On peut conclure ici que les muscles, comme n’importe quel organe, reçoivent davantage de sang (14L/minutes) lors d’une activité intense. Les muscles ont besoin de davantage de sang pour fonctionner lors d’une activité physique intense.
- Le muscle (comme n’importe quel organe) doit utiliser du dioxygène (O2) et des nutriments (comme le glucose) pour fonctionner. Ce fonctionnement crée un déchet: le dioxyde de carbone (CO2).
II. les échanges entre les organes et le sang
Eléments mesurés dans 100 mL de sang | Sang entrant dans le muscle | Sang sortant du muscle |
Dioxygène | 20 mL | 15 mL |
Dioxyde de carbone | 48 mL | 52mL |
Glucose (nutriment) | 90 mg | 87 mg |
Ce tableau détaille les mesures effectuées dans le sang (de capillaires: vaisseaux de petits diamètres présents dans tous les organes) qui entre et qui sort d’un muscle. On observe que la quantité de dioxygène (on passe de 20mL à 15mL) et de glucose (on passe de 90mg à 87mg) diminue dans le sang qui sort du muscle.
De plus on observe que la quantité de CO2 augmente dans le sang qui sort du muscle. On peut supposer que le muscle, lors de son fonctionnement rejette du CO2 directement dans le sang. N’oubliez pas que le CO2 est un poison pour les cellules qui constituent nos organes et qu’il ne doit jamais s’accumuler).
L’intérêt du dioxygène et du glucose pour les organes:
Lors d’une réaction chimique, les organes utilisent le glucose pour en libérer l’énergie qu’il contient. Cette libération ne peut avoir lieu qu’en présence de dioxygène. Cette réaction chimique crée aussi un déchet: le dioxyde de carbone (CO2). Bien entendu, il n’y a pas de flammes dans les organes, et le glucose ne brûle pas véritablement! Mais il existe un dégagement de chaleur (c’est pourquoi la température du corps augmente quand on court longtemps). Il faut savoir que 70% de l’énergie libérée par cette réaction chimique est perdue sous forme de chaleur (c’est pourquoi nous sommes des animaux “à sang chaud” = homéothermes) et seulement 30% sert à faire un travail musculaire.
A retenir :
Pour fonctionner, nos organes ont besoin d’énergie. Ils utilisent l’énergie contenue dans les nutriments (comme le glucose, mais aussi les lipides et les protéines). Mais pour libérer cette énergie, une réaction chimique est nécessaire: les nutriments réagissent avec le dioxygène ce qui libèrent l’énergie que les organes vont utiliser. Mais toute cette énergie n’est pas utilisée.
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