ADAPTATION DE L’ORGANISME

A

L’ALTITUDE

Le point de départ de notre travail :

1. Nous avons montré en tronc commun que l’organisme modifiait son fonctionnement au moment d’un effort pour s’y adapter.

=> Nous nous sommes demandé si l’altitude allait provoquer des modifications du fonctionnement de l’organisme.

2. Un de nos professeurs allait participer à un séjour géologique en altitude, au Népal.

Jour Date Trajet Altitude de l'arrivée, dénivelé, distance1 23-oct Kahtmandou-Pokra bus2 24-oct Pokra-Beni-Tiplyan 1050 m, bus , jeep

2b 24-oct Tiplyan-Tapotani- 1250 m(200 m),8 km3 25-oct Topotani-Ghasa 2000 m (750 m) ,14 km4 26-oct Ghasa-Larjung 2500 m (550), 14 km5 27-oct Larjung-Jomsomom 2750 m (200 m) , 17 km6 28-oct Jomson-Muktinath 3660 m ( 910 m) ,16 km7 29-oct Libre(le Thorung) 5400 m ( 1740 m )8 30-oct Muktinath-Kagbeli-Jomsom 2750 m ,17 km9 31-oct Jomsom-Pokra-Khudi Avion , Bus

9b 31-oct Khudi-Bhulbhule 850 m , bus10 01-nov Bhulbhule-Jagat 1550 m (700 m ),17 km11 02-nov Jagat-Tal 1750 m ( 200 m ) , 6 km12 03-nov Tal-Ngadi 900 m ,17 km 13 04-nov Ngadi-Bhulbhule-Kahtmandou 1 h 30 de marche ,bus

La plupart des déplacements se sont fait à pied, il y a donc eu un effort physique important réalisé au cours de ce séjour.

Quels sont les problèmes que Quels sont les problèmes que nous nous sommes posés à partir nous nous sommes posés à partir

de cette situation?de cette situation?

La fréquence cardiaque augmente-t-elle au repos en fonction de l’altitude?

Premiers problèmes

Julien & Kévin

L’altitude modifie la fréquence cardiaque au repos en haute altitude et à la fin du séjour la fréquence cardiaque retourne à la normale.

HYPOTHESE :

La fréquence cardiaque a-t-elle un retour à la normale à la fin du séjour?

Deuxième problème

La récupération à l’effort est-elle modifiée en l’altitude ? Hypothèse :

Nous supposons que la récupération est modifiée à l’altitude.

Si la fréquence cardiaque 1 minute après l’effort n’est pas la même qu’au repos alors il y a une mauvaise récupération.

Julien & Kévin

Troisième problème

On a tout d’abord émis l’hypothèse que lorsque que l’altitude augmente, la capacité a faire un effort est de plus en plus faible.

La capacité à s’adapter à un effort est-elle influencée par l’altitude?

La solution que nous avons proposées pour apporter des réponses à ces problèmes : le « cahier de vacances »

Jour n°:

Le matin: Qualité du sommeil: 1 2 3 4 5

Tests physiologiques:Repos A l’effort 1minute après l’effort

Fréquence cardiaque

Saturation en O²

Le soir:

Tests physiologiquesRepos A l’effort 1minute après l’effort

Fréquence cardiaque

Saturation en O²

 

 

 

 

 

 

Test de Lake Louise :Céphalée Signes

digestifsFatigue Vertiges/

étourdissementsinsomnie

total

Votre appétit durant la journée 1 2 3

Questionnaire journalierVoici le questionnaire journalier que nous avons demandé de remplir par les sujets qui sont partis au Népal.

Remarques éventuelles:

AVANT LE SEJOUR :Nom : Prénom :

Dans quelle tranche d’âge vous trouvez-vous ? cocher la case correspondante 20-30ans 30-40ans 40-50ans 50-60ans 60-70ans 70ans et + Quel poids faites-vous ?Quel est votre sexe ? homme femmeQuelle est votre taille ?Êtes-vous fumeur oui non Régulier  oui non Quelle quantité de cigarettes par jour :Pratiquez vous un sport régulièrement : Pratiquez-vous un sport ? Si oui lequel ? Combien de fois par semaine ? Combien de temps ?A quelle intensité ?Avez-vous une bonne qualité de sommeil à altitude ? (vous l’évaluerez de 1 très mal à 5 très bien) ?Êtes-vous déjà monté(e) à de haute altitude auparavant ? Si oui , à quelle altitude et combien de fois ?Avez-vous un grand appétit, moyen appétit, petit appétit ?Quelle est votre consommation moyenne d’eau par jour ? Quel est votre fréquence cardiaque moyenne avant le départ ?

Renseignements avant le départ

Ceci est le questionnaire que les sujets ont remplit afin de nous permettre de mieux les connaître et de savoir leurs différentes habitudes.

 Photo

Un cardiofrequencemètre est une montre électrique qui indique la fréquence cardiaque.

Il s’utilise avec un émetteur qui se fixe sur la poitrine à l’aide d’une ceinture élastique qui envoie des informations (battements cardiaques) à un récepteur qui est la montre.

Cette montre mesure et affiche les fréquences cardiaques prisent à intervalles réguliers.

Fp et Kl

Définition :

Cette formule permet de tester son adaptation à l’effort.

Protocole :

Prendre son rythme cardiaque avant l’effort physique, puis faire 30 flexions (membres inférieures, fesses touchant les talons).Mesurer son rythme cardiaque après l’effort et 1min après.

Mode de calcul :

Il existe deux formules pour calculer son indice de Ruffier (Formule de Ruffier et formule de Ruffier-Dickson). Mais il est important d’utiliser toujours la même formule pour un suivi régulier. Nous choisissons de n’en utiliser qu’une seule dont voici la formule :

( Fc0 + Fc1 + Fc2 – 200) / 10 = indice de Ruffier

But :

L’indice de Ruffier évalue l'adaptation cardiovasculaire à l'effort :

-Indice <0 = Très bonne adaptation à l’effort -0< Indice <5 = Bonne adaptation à l’effort

-5<Indice<10 = Adaptation à l’effort moyenne

-10< Indice <15 = Adaptation à l’effort -15< Indice = Mauvais adaptation à l’effort – Bilan complémentaire nécessaire.

(Valentin et Kenichi, 2nde 5)

Exemple: test sur un volontaire :

Fc0 (fréquence cardiaque avant l’effort) : 60puls/min

Fc1 (fréquence cardiaque après l’effort) : 120puls/min

Fc2 (fréquence cardiaque 1min après l’effort) : 80puls/min

Calcul de l’indice de Ruffier  dans le cas de ce volontaire : ( 60 + 120 + 80 –200 ) / 10 = 6

Donc d’après les valeurs du test de Ruffier, 5<6<10,l’adaptation à l’effort du volontaire est moyenne.

Test de Lake Louise :

Un test pour évaluer le mal des montagnes.

a. Définition

C’ est un test qui permet une auto-évaluation du mal aigu des montagnes (MAM).

b. A quoi correspond le MAM

Le MAM est dû à une mauvaise acclimatation du corps à l’ altitude à cause du manque d’ oxygène. Il s’ agit d’ un ensemble de troubles qui surviennent 4 à 8 heures après l’arrivée en altitude et généralement au delà de 3500 mètres.

Ces troubles se caractérisent par des maux de tête ( 100 % des cas), une insomnie (2/3 des cas), une perte d’ appétit (1/3 des cas) et des nausées.

Le MAM s’ accompagne parfois d’ une augmentation du volume d’urine, d’ oedèmes aux mains, aux chevilles et au visage.

c. Comment évaluer l’importance du MAM

On considère 5 items : céphalées, signes digestifs, vertiges , nausées et insomnies.

Chaque item est coté de 0 à 3 , 0 signifie que le MAM est faible et 3 signifie que le MAM est important.

A la fin de la journée ,avec l’ajout de toutes les valeurs nous d’obtenir un score qui nous permet d’ évaluer votre MAM.

(Jérémy et Alisson , 2nde 5)

Les caractéristiques du groupe

pourcentage d'hommes et femmes

nbr hommes

nbr femmes On constate qu’il y a plus de femmes que d’hommes dans le groupe. Mais cela reste assez équilibré.

Mélanie et Marie groupe2 poste1

Le groupe est-il homogène? Cela joue-t-il un rôle sur l’adaptation à l’effort?

Conclusion: Le groupe étant mixte, c’est peut être un paramètre qu’il faudrait prendre en compte.Ce qui nous permettrait, si nous le souhaitions, de faire une étude de l’adaptation en fonction des sexes des individus.

Pour cela nous avons décidé de faire un camembert afin de mieux voir la

répartition des hommes et des femmes.

50 à 60 49% 40 à 50

19%

20 à 3013%

60 à 706%

30 à 4013%

FERRAND Florian

CLOUé Benjamin

2°5

La moitié du groupe a entre 50 et 60 ans; et la majorité a entre 40 et 70 ans. Nous obtenons des âges différents qui vont de 20 ans à 70 ans. Les catégories d’âges étant trop différentes, on

pourra se poser la question lors des résultats, si l’âge n’influe pas sur ceux-ci.

Problématique: Quel est la répartition des âges dans le groupe afin d’observer si l’âge est un phénomène à prendre en compte dans l’adaptation à l’altitude.

pourcentage de gens sportifs du groupe

27%

46%

27%

FAIBLE

NORMAL

SPORTIVE

Environ la moitié du groupe a une condition physique normale, environ 30% ne pratique pas du tout de sport et le reste (30%) pratique un sport de façon régulière et intensive.

Puisque les personnes du groupe n’ont pas de spécificité à ce niveau là, la condition physique du groupe est peut-être un facteur qui sera pris en compte lors de l’interprétation des résultats de l’expérimentation sur l’altitude.

La condition physique du groupe doit elle être prise en compte dans l’interprétation de nos résultats?

Butet Thibaut

Bensadoun Charles

Fumeurs Non fumeur Métieroui non prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui prof de SVTnon oui géologuenon oui géologuenon oui autrenon oui autrenon oui autrenon oui autrenon oui autre

Il n'y a qu'un seul fumeur, ce n'est donc pas la peine de calculer un pourcentage, On peut expliquer cela car comme presque toutes les personnes travaillent dans le domaine de la science (professeurs de SVT ou géologues), ils sont donc bien informés sur les risques du tabac et sur le fait d'avoir une bonne hygiène de vie.

Conclusion: Le tabac n’est pas un facteur à prendre en compte pour notre étude puisqu’il n’y a qu’un seul fumeur. Donc il n’interviendra pas sur nos résultats.

MARTIN Élodie

LAUWERIER Virginie

Groupe 2 poste 5

Alexandra et Marie-Noëlle

Nous avons relevé les fréquences cardiaques au repos le matin et le soir d’une personne , nous l’avons mis sous forme de graphique afin de comparer les résultats le matin et le soir .

Cela va nous permettre de voir si la personne s’est adapté ou non à l’altitude, selon les variations de sa fréquence cardiaque.

Graphique représentant la fréquence cardiaque au repos le matin et le soir:

Fréquence cardiaque au repos le matin et le soir

0102030405060708090

100110120

altitude (en m)

FC

au

re

po

s le

ma

tin

Fréquencecardiaque aurepos le matin

Fréquencecardiaque aurepos le soir

Saisie de données:

A chaque élévation de l’altitude, la fréquence cardiaque le soir et le matin augmente .

On remarque qu’entre le début et la fin du séjour, la diminution de la fréquence cardiaque n’est pas visible.

Interprétation:On constate bien qu’à chaque fois que l’altitude augmente la fréquence cardiaque augmente.

Cela ne nous permet pas de dire si l’organisme s’est adapté .

Afin de pouvoir observer, en altitude, une adaptation après un effort, on prend les valeurs de la fréquence cardiaque 1 minute après l’effort, pour une personne.

La courbe « 1 minute après l’effort » ne se superpose pas avec celle « au repos », elle ne récupère donc pas correctement. On peut dire que l’adaptation dans ce graphique est mauvaise. De plus, ce graphique n’est pas complet puisqu’il nous manque des données.

Alexandra et Marie-Noëlle

La fréquence cardiaque au soir en fonction de l'altitude

45

65

85

105

125

145

1250 2000 2550 2750 3660 2810 2750 850 1550 1750 900 1298

Altitudes en m

Fré

qu

en

ce c

ard

iaq

ue

en

b

atte

me

nts

/min

Au repos

A l'effort

1 min après effort

Conclusion: Les résultat sont différents les uns des autres donc, pour mieux comprendre il nous faudrait faire une moyenne.

fréquence cardiaque en fonction de l'altitude

0

20

40

60

80

100

120

140

160

altitude

fréq

uenc

e ca

rdia

que

Repos

A l'effort

1min après l'effort

Contrairement au premier graphique, ici on peut observer une bonne superposition entre la courbe « au repos » et la courbe « 1 minute après l’effort ». Donc nous pouvons en conclure que la personne récupère bien après un effort en haute altitude.

Alexandra et Marie-Noëlle

Pour nous permettre de répondre à notre problème posé, nous nous sommes rendus compte que les données individuelles ne suffisaient pas.

Nous avons donc mis en commun toutes les données en réalisant des moyennes que nous avons ensuite retransmis sous forme de graphique.

Certains graphiques ne nous permettent pas de répondre au problème parce qu’il nous manque certaines valeurs ou d’autres sont fausses mais aussi, les valeurs sont très différentes…

Un individu s’adaptera plus ou moins facilement en fonction de la morphologie, du sexe, de l’âge, de son activité sportive, s’il est habitué à l’altitude…

Marlène et Julie

Nous avons comparé la moyenne des fréquences cardiaques de tous les individus du groupe du matin et du soir (au repos,à l’effort et une minute après l’effort), de façon à observer s’il y a eu une adaptation.

Adaptation?

FC le soir en altitude selon l'activité

0

20

40

60

80

100

120

140

850

m

2000

m

2750

m

2810

m85

0 m

1750

m

1298

m

altitude en mètres

mo

yen

ne

de

s F

C d

u

gro

up

e

FC au repos

FC en activité

FC après 1 minute

FC le matin selon l'altitude et l'activité

0

20

40

60

80

100

120

140

altitude en mètres

mo

yen

ne

de

s F

C d

u g

rou

pe

au repos

à l'effort

1mn après l'effort

Cas général:

•En regardant les courbes de la FC au repos et de la FC 1min après l’effort, on observe que les FC au début du séjour sont plus élevées qu’à la fin du séjour.Il y a donc eu un effet.

• De plus la courbe une min après l’effort rejoint celle du repos au long du séjour , il y a donc une meilleure récupération au fil de séjour.

Comparaison:en comparant les courbes une min après l’effort et au repos sur les graphiques du matin et du soir, on observe qu’il y a eu une meilleure récupération le matin que le soir.

test de Ruffier

0

2

4

6

8

10

12

14

16

altitude (en m)

éch

ell

e d

e R

uff

ier

personne 1

personne 2

Mauvaise adaptation

Moyenne adaptation

Bonne adaptation

• Ce graphique représente le résultat du test de Ruffier de deux personnes différentes.

• On remarque que les deux courbes sont différentes cela prouve que la capacité d’adaptation à l’effort varie selon

l’hygiène de vie, l’organisme de chaque individus.

• On voit que l’une des deux personnes s’adapte mieux donc on peut supposer qu’elle est sportive mais pour vérifier cela

on a recours au questionnaire du départ du séjour.

• On pense que l’on devrait faire une mise en commun car les personnes s’adapte différemment .Cette mise en

commun devrait se faire sous forme de histogramme.

FC moyenne au repos le soir et le matin

FC moyenne du matin et soir au repos

60

65

70

75

80

85

90

Altitude

FC soir

matin

Nous pouvons observer que la fréquence cardiaque enregistrée du soir est supérieure à celle du matin. Au début du séjour,l’écart entre ces deux courbes est important alors qu’a la fin du séjour, cet écart est diminué. Il y a eu adaptation.

Quels sont les écarts entre les FC enregistrées le matin et le soir, quelles informations nous apportent-elles ?

Est-ce une adaptation à l’altitude? S’agit-il plutôt d’une adaptation à l’effort? Ou est-ce un mélange des deux?

Maxime Veyssiere et Christopher Planchard G2

Comment arriver à répondre à cette question?

Il aurait fallu recommencer l’expérience en ne faisant varier qu’un seul paramètre à la fois : ce qui techniquement et financièrement est impossible.

Alors nous nous sommes adressés à un scientifique qui avait pu réaliser ce type d’expérience : le Professeur Richalet.

Principe :Ne faire varier qu’un seul facteur : la pression en oxygène en utilisant une chambre hypobare. On peut ainsi recréer les conditions correspondant à l’ascension de l’Everest.

Objectifs : Étudier les modifications du fonctionnement de l’organisme qu’ils soient :

•physiologiques (ex : évolution de la FC),

•pathologiques (ex: symptômes du mal aigu des montagnes MAM)

Historique:En 1946, 1985, 1989, il y avait déjà eu d’autres opérations Everest, avec des protocoles légèrement différents.

Comex Nous

Nombre de participant

8 22

Sexe Que des hommes mixte

Age Âge moyen de 26 ans

Âge variable dans le groupe

Entraînement Personnes surentraînés

Entraînement variable selon les personnes

Fumeur 3/8 1/22

Butet Thibaut

Bensadoun Charles

Comex Nous

Durée de l’expérience

1 mois 14 jours

Altitude maximum 8848m 3700mConditions 1 seul paramètre

pouvant varié, les autres sont contrôlés

Nombreux paramètres pouvant varié :-Temps

-Nourriture, etc…

Lieu d’expérimentation

La chambre hypobare

Montée naturelle en altitude

Suivie médicale -assistance médicale en cas de besoin

Masque à O2

-1 médecin dans le groupe

-1 caisson de dépressurisation

Butet Thibaut

Bensadoun Charles

Comex Nous

Appareils de mesure

Appareils variés Cardiofréquence mètre

Paramètres mesurés

F.C

MAM

Autres paramètres

F.C

MAM

Butet Thibaut

Bensadoun Charles

Les sujets étaient étudiés dans la chambre hypobare qui se situe dans les entrepots COMEX S.A. à Marseille.

Composition de la chambre :

La chambre hypobare est composée de 3 chambres : d’une chambre d’étude sphérique, d’une salle commune qui sert de dortoir et de salle à manger et d’une salle de bain. Ces pièces sont reliées entre elles par des sas.

Fréquence cardiaque des sujets du professeur Richalet

0

20

40

60

80

100

120

140

0

50

00

50

00

55

00

60

00

60

00

65

00

70

00

70

00

70

00

50

00

57

50

70

00

80

00

65

00

88

48 0 0

Altitudes

Fré

qu

en

ce

s c

ard

iaq

ue

Sujet 1

Sujet 2

Sujet 3

Sujet 4

Sujet 5

Sujet 6

Sujet 7

Sujet 8

On observe en général sur tous les sujets une augmentation de la FC lorsque l’altitude augmente et une baisse de la FC lorsque l’altitude diminue.

Conclusion : Tous les sujets ont a peu près eu les mêmes variations de leurs fréquence cardiaque au cour du séjour. De façon général la FC augmente et diminue en fonction de l’altitude.

Fp et Kl

moyenne des sujets

20

40

60

80

100

120

050

0060

0065

0070

0050

0070

0065

00 0

Altitude en mètre

F.C

en

ba

tt/m

in

moyenne des sujets

La moyenne de la fréquence cardiaque des sujets varie en fonction de l’altitude.

Nous observons que la moyenne des fréquences cardiaques augmente quand l’altitude augmente et redescend quand l’altitude baisse. La conclusion est qu’il y a une modification de l’organisme en fonction de l’altitude.

TEST de LAKE LOUISE

On peut remarquer que de 0 à 5500m d’altitude les sujets présentent très peu de signes de mauvaise adaptation à l’altitude. De 5500 à 7000m les sujets présentent pratiquement tous peu de signes de mauvaise adaptation à l’altitude. A 7000m et plus on constate que quelques sujets présentent beaucoup de signes de mauvaise adaptation à l’altitude. Lorsque qu’il redescendent à altitude 0 ils représentent tous très peu de signes de mauvaise adaptation à l’altitude. Seulement ce graphique n’est pas forcément la meilleure solution pour exposer nos résultats, un tableau serait plus approprié afin de montrer les sujets présentant très peu, peu ou beaucoup de signes de mauvaise adaptation à l’altitude selon l’altitude.

Valeur du test de Lake Louise pour les 9 sujets du projet EVEREST 3

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0

50

00

50

00

55

00

60

00

60

00

65

00

70

00

70

00

70

00

50

00

57

50

70

00

80

00

65

00

88

48 0 0

Altitudes (en m)

Va

leu

r d

u t

es

t d

e L

ak

e L

ou

ise

S1

S2

S3

S4

S5

S7

S8

S9beaucoup

peu

très peu

Peut–on observer que les sujets développent un mal aigu des montagnes lorsque l’altitude varie?

Altitude en m entre 0<x<5 entre 5<x< 10 > ou égal100 8 0 0

5000 8 0 05000 8 0 05000 8 0 05000 8 0 05000 8 0 05500 8 0 05500 5 3 06000 5 3 06000 3 5 06000 6 2 06000 5 3 06500 6 1 16500 1 6 17000 3 5 07000 1 5 27000 0 7 17000 2 4 27000 2 3 35000 7 1 05000 8 0 05000 8 0 05750 8 0 06500 8 0 07000 6 2 08000 5 2 18000 1 6 08000 1 4 26500 6 1 08848 3 4 08848 5 0 0

0 7 0 00 8 0 00 8 0 00 8 0 0

Nous pouvons constater qu’à 5.000 m tout ce passe bien, l’ensemble des sujets se situe entre 0 et 5 du test de Lake Louis. Alors que lors de la montée vers 6.000 m, certains sujets présentent des symptômes du au mal des montagnes, la majorité des sujets passent de 5 à 10 sur l’échelle de Lake Louise. Enfin nous pouvons constater un nouveau pallier lors de la monté vers 7.000 m, la majorité des sujets présentent des difficultés à s’adapter à l’altitude. Lors de la descente vers une altitude de 5.000 m, tous les individus repassent dans un bon état physique du à la descente ( tous les sujet se situent entre 0 et 5 du test ).

Lors de la remonté vers le 8.000 m, le sujets s’adaptent mieux à l’altitude. Comme les individus ont étaient déjà soumis à cette altitude donc ils s’adaptent mieux ( il y a plus de personne qui se sentent mieux par rapport à la première montée )

Lake Louise et ses conséquences

Veyssiere Maxime et Christopher Planchard

D’après tous les résultats obtenus, nous avons pu observer un changement dans le fonctionnement de l’organisme, au niveau cardiaque. Cela correspond bien à une adaptation de l’organisme suite à un changement de milieu. Cela permet de compenser le manque de dioxygéne qui accompagne l’augmentation d’altitude.

Le test de Lake Louise a permis de montrer que certaines personnes présentaient des symptômes du MAM (mal aigu des montagnes) au delà d’une certaine altitude. Preuve d’une mauvaise adaptation de leur organisme.

Remerciements:

• Le Professeur Richalet

• Monsieur Cirio

• tous les participants à l’expédition

• les professeurs de maths et d’anglais

• assistants d’éducation

• aux personnes présentes dans la salle

Gely Marie

Raimbault Mélanie