Les tissus fonctionnels nécessitent plusieurs fois plus d'oxygène et de nutriments que le même tissu au repos, et le cœur, ainsi que les vaisseaux sanguins, s'adaptent activement aux besoins émergents. Pendant les périodes d’activité musculaire intense, le cœur peut pomper 7 à 8 fois plus de sang que la normale, augmentant ainsi le nombre de battements par minute et le volume de sang pompé à chaque battement. Habituellement, le cœur pompe environ 75 ml de sang à chaque battement, mais cette valeur peut atteindre 200 ml.
Les stimuli suivants peuvent provoquer une augmentation du volume systolique :
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Augmentation de la teneur en dioxyde de carbone dans le sang. Au cours du travail physique, la formation d'énergie sous une forme pratique à utiliser par les organismes (liaisons phosphates macroergiques) augmente ; Une plus grande quantité de dioxyde de carbone se forme dans les tissus et son entrée accrue dans le sang incite le cœur à augmenter le volume systolique.
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Étirement du muscle cardiaque. Pendant le travail, la pression dans les veines est plus élevée et davantage de sang a le temps de pénétrer dans les cavités du cœur avant qu'elles ne se contractent, ce qui entraîne un étirement de leurs parois musculaires. La force de contraction musculaire augmente dans certaines limites sous l'influence de la force de traction agissant sur le muscle au début de sa contraction ; par conséquent, plus le volume de sang dans le cœur au début de la systole est grand, plus il émettra de sang à chaque contraction. Pendant l’activité physique, il est également possible que les battements cardiaques augmentent jusqu’à 170-200 par minute.
Plusieurs facteurs peuvent jouer un rôle ici :
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Fièvre. Lors du travail musculaire, la chaleur est suffisamment générée pour augmenter la température corporelle de plusieurs degrés. Cela affecte le nœud sinusal (de la même manière qu’une fièvre) et le cœur bat plus vite.
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Les hormones. Le rythme cardiaque s'accélère sous l'influence à la fois de l'adrénaline, qui dans des circonstances critiques est produite par les glandes surrénales en quantités accrues, et de la thyroxine, sécrétée par la glande thyroïde et qui accélère le métabolisme dans tout le corps.
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Nerfs. La régulation nerveuse de la fréquence cardiaque est assurée par le « centre de fréquence cardiaque » situé dans la moelle allongée. De ce centre, deux groupes de nerfs moteurs vont au cœur ; l'un d'eux, passant par le tronc du nerf sympathique, accélère la fréquence cardiaque, et l'autre, passant par le nerf vague, la ralentit. Les deux groupes de fibres nerveuses se terminent dans le nœud sinusal et réduisent ou augmentent la fréquence des impulsions qui s'y produisent.
Ce système de régulation complexe ajuste rapidement la fréquence cardiaque aux besoins métaboliques du corps et évite en même temps une réaction excessive, car la fréquence cardiaque accélérée stimule les récepteurs d'étirement de l'aorte, ce qui ralentit la fréquence cardiaque.