Spirométrie, Ventilation et Effort

Icône de l'outil pédagogique Activité

Les mouvements ventilatoires et le rythme ventilatoire (http://pst.chez-alice.fr/2c2.htm)


Un cycle ventilatoire comprend une inspiration (active) et une expiration (passive). Le volume courant est le volume d'air renouvelé dans les poumons à chaque cycle ventilatoire. Lors d'exercices physiques un volume supplémentaire peut être mobilisé (venant du volume résiduel et de l'espace mort).

 


Remarque:
on m'a fait justement remarquer qu'il était judicieux de séparer les termes de ventilatoires et de respiratoires pour désigner les phénomènes organiques et cellulaires.

Volumes d'air échangés lors d'une respiration normale, d'une inspiration forcée et d'une expiration forcée
réserve inspiratoire
(3 L)
capacité vitale
(5 L)
volume

pulmonaire

total

(6 L)

volume courant
(0,5 L)
= volume renouvelé (0,35 L)
+ espace mort
contenu aux niveau des voies aériennes et dans les alvéoles (0,15 L)
réserve expiratoire
(1,5 L)
volume résiduel
(1 L)

 


Les volumes pulmonaires de la colonne de gauche sont estimés AU REPOS. Il est essentiel de noter qu'au cours d'un exercice physique l'espace mort diminue pour atteindre moins de 1/20ème du volume courant et devient donc négligeable. AU REPOS, à chaque inspiration, 0,35 L (volume renouvelé) d'air "frais" se mélangent aux 1,65 L (1,5 L de réserve expiratoire + 0,15 L de l'espace mort) et donc il n'y a un renouvellement que du cinquième de l'air pulmonaire. Lors d'un exercice le renouvellement atteint près de 0,5 L sur 1,5 L soit 1/3.

 

 


Le rythme ventilatoire, ou plutôt la fréquence ventilatoire, nombre de cycles ventilatoires par unité de temps, augmente bien sûr avec l'activité physique. (Rythme est un mot très général pour caractériser des phénomènes périodiques ou même des mouvements temporels très divers).

Le paramètre le plus utilisé pour comparer la ventilation chez différents organismes est le volume de ventilation qui est égal au produit de la fréquence ventilatoire avec le volume courant.

Le débit ventilatoire (DV ou ventilation (noté V° voir ci-contre-->), exprimé en L.min-1 ou L/min) est égal au volume courant (VC) multiplié par le fréquence ventilatoire (FV) : 

DV (L.min-1) = V° (L.min-1) = FV (min-1) x VC (L)

 


Icône de l'outil pédagogique VENTILATION PULMONAIRE ET ACTIVITE PHYSIQUE

Le logiciel utilisé est "Atelier scientifique", module « ventilation ».


Dans chaque binôme, un élève expérimente et un élève gère l’ordinateur.
schéma du dispositif montrant le principe de l’expérience. (à compléter) (C)
L’élève qui expérimente NE DOIT RESPIRER QUE PAR LA BOUCHE DURANT LA TOTALITE DU TEMPS DE LA MESURE
(se boucher le nez si nécessaire). Gardez votre embout buccal durant toute la séance de TP.

Nous ferons deux mesures de la ventilation pulmonaire (spirographie): une mesure au repos (assis) puis une seconde mesure en
activité musculaire (flexions). Nous terminerons par une mesure spirométrique. Nous comparerons des élèves asthmatiques ou ayant une rhinite à des élèves non malades.

Spirographie :
Paramétrage du logiciel et manipulation :
Connectez vous au réseau et lancez L’atelier scientifique, module « La ventilation».
Décochez « Explorations fonctionnelles » puis « Suite ».
Vérifiez que vous êtes sur l’onglet « Spirographie » à gauche. Paramétrez le temps de le mesure à 30 secondes.
La première mesure s’effectue au repos, assis. Cliquez sur « Démarrer », pour commencer la mesure et suivez les instructions du
logiciel.
Faites valider votre courbe par le professeur.
Cliquez sur « Démarrer » une nouvelle fois (ne faites surtout pas Nouveau cela efface votre courbe !!!) puis choisir « Nouvelle
manipulation » mais en faisant des flexions pendant les 60 secondes.


Faites valider votre courbe par le professeur.
Nous allons superposer nos deux résultats :
Cliquez sur le menu « Affichage » puis « 6 Affichage ».
Cochez vos deux courbes afin de les superposer sur votre graphique. Cliquez avec le bouton droit de la souris sur « Volume(t)en l » de
votre première mesure puis « couleur » et choisissez BLEU. Cliquez avec le bouton droit de la souris sur « Volume(t)en l » de votre
seconde mesure puis « couleur » et choisissez ROUGE.

Note : il est possible de supprimer des courbes non valables dans ce menu,mais faites très attention : une courbe supprimée n’est pas récupérable.

Mettez un titre à votre courbe en cliquant le menu « Affichage » puis « 1 Annotation d’une courbe » et entrez un titre correct.
L’imprimante étant en noir et blanc, annotez chacune des deux courbes (REPOS et EFFORT).
Dans le commentaire indiquez les membres du groupe.
Placez votre curseur sur la courbe, bouton droit, représentation automatique.
Appelez le professeur pour vérification puis imprimez la courbe en paysage (fichier … aperçu avant impression … imprimer …
propriétés … paysage).
Enregistrez votre courbe sous le nom « spirographie » dans le dossier SVT de « Mes devoirs » (qui se trouve sur le lecteur P:\Mes
espaces).


Spirométrie :
Cliquez sur l’onglet « Spirométrie ». Cliquez sur « Démarrer » et suivez les indications.
Appelez le professeur pour vérification puis imprimez la courbe (fichier … aperçu avant impression … imprimer).
Enregistrez votre courbe sous le nom « spirometrie » dans le dossier SVT de « Mes devoirs » (qui se trouve sur le lecteur P:/Mes
espaces).

Exploitation des résultats :
1 Définir : Cycle respiratoire, Fréquence respiratoire, Amplitude ventilatoire, Débit ventilatoire

2-Calculez la fréquence respiratoire au repos et en activité. (Ra)
3-Calculez l’amplitude ventilatoire au repos et en activité. (Ra)
4-Calculez le débit ventilatoire au repos et en activité. (Ra)
5-Quel lien pouvez-vous établir entre la ventilation pulmonaire et l’effort musculaire ? (Ra)

6-Quelle est l'incidence de la rhinite ou de l'asthme sur le débit ventilatoire et l'adaptation de l'organisme à l'effort