Rapport de TP: électrocardiographie et réflexe, variation des paramètres physiologiques.

Electrocardiographie et reflexe, variation des paramètres physiologiques

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BAUDOIN Cheyenne

SCOTTO DI PERTA Loris

L1 science de la vie 4b

Université Aix-Marseille, Pôle Luminy

               Des élèves de L1 SV, du pôle Luminy, ont tenté de mesurer et de faire varier leurs paramètres physiologiques afin de comprendre le fonctionnement de leur organisme.  Pour cela ils ont évalué leur fréquence cardiaque à l’aide de plusieurs instruments de mesure en faisant varier leur activité physique. Ils ont ensuite calculé leur indice de RUFFIER pour étudier leur récupération sportive. Puis on analyser leur capacité pulmonaire, au repos et après un effort. Ils ont calculé leur réserve inspiratoire et expiratoire. Par la suite, ils ont réalisé un électrocardiogramme, et ont ainsi pu observer leur complexe PQRST. Pour finir ils se sont focalisés sur l’étude des réflexes myotatiques (achilléen et rotulien), et sur les contractions musculaires volontaires (vue et son).  A l’aide des valeurs mesurées ils ont établi des courbes et des histogrammes pour comparer au mieux les résultats et ont donc pu déterminer les facteurs intervenant dans les variations des paramètres physiologiques. Dans ce petit échantillon, les élèves en ont déduit que les femmes ont une fréquence cardiaque plus élevé que les hommes, surement dû à leur taille et aux hormones. De plus, les sportifs possèdent une fréquence cardiaque plus basse et une capacité pulmonaire plus grande qu’une personne sédentaire. En revanche, il est difficile de généraliser une mesure de la fréquence cardiaque car celle-ci varie pour chacun selon plusieurs facteurs, de plus, leur échantillon est trop faible.

D’autre part, les réflexes myotatiques se font de manière involontaire tandis que lorsque les élèves demandent à leurs muscles de se contracter, le temps mis à celui-ci pour le faire est plus grand que le réflexe car l’information doit arriver jusqu’au cerveau et revenir.

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         Fréquence cardiaque, tension artérielle, volumes respiratoires, électrocardiogramme et réflexe sont des paramètres physiologiques nécessaires pour comprendre le fonctionnement de notre organisme.

Par exemple, un sportif aura une fréquence cardiaque et une capacité pulmonaire plus performante qu’un fumeur qui ne pratique aucune activité sportive.

Plusieurs questions viennent alors à nos esprits, telles que :

De quelle manière les mesure-t-on ? Pourquoi les mesure-t-on ? A quoi correspondent les valeurs mesurées ? Comment les faire varier ?

Pour répondre à ces problématiques, des élèves en première année de Licence Science de la Vie ont réalisé des travaux pratiques qui avaient pour objectif d’étudier les paramètres physiologiques, ainsi que leurs variations en fonction de l’activité exercée et du sexe de l’individu.

Il faut savoir au préalable que parmi tous les participants, il y en avait qui étaient sportifs, certains étaient fumeurs, et d’autres étaient asthmatiques.

• Matériel et méthode :

          Dans un premier temps, ils ont mesuré leur fréquence cardiaque au repos avec une position de référence assise. Pour cela, ils ont exercé une légère pression avec deux doigts au niveau du cou ou du poignet pour déterminer leur pouls. Après avoir réalisé cette opération trois fois, ils ont fait une moyenne de leurs valeurs. Puis, ils ont effectué la même expérience à l’aide d’un stéthoscope et ont analysé la cause du son perçu. Par la suite, ils ont déterminé plus précisément leur fréquence cardiaque et leur tension artérielle grâce à un tensiomètre qui mesure la pression systolique, et diastolique.

La première manipulation s’est faite en position assise, la seconde, en étant debout et la dernière de manière allongé. Pour terminer la première phase, les élèves ont évalué leurs volumes respiratoires en utilisant un spiromètre. La première mesure s’est faite en inspirant et en expirant normalement, sans forcer.  La seconde, en inspirant naturellement et en expirant fortement.

Et la dernière en inhalant profondément et en expirant fortement. Pour finir, il a fallu calculer le volume de la réserve inspiratoire et expiratoire.

Dans un second temps, ils ont évalué les mêmes paramètres, après un effort, avec le tensiomètre et le spiromètre. A la suite de 45 secondes d’effort physique, ils ont mesuré à nouveau la fréquence cardiaque et leur capacité vitale. Toute les mesures ont été relevés toute les 90 secondes jusqu’à revenir à la valeur contrôle.  Pour terminer, ils ont calculé l’indice de RUFFIER :

                  I=(F0+F1+F2-200) /10

         Lors de la dernière séance du TP, ils ont commencé par effectuer un électrocardiogramme(ECG). Pour cela, les électrodes ont été disposé en triangle d’Einthoven. Ensuite, à l’aide du logiciel « Généraliste », ils ont obtenu leur ECG en étant debout pour la position contrôle et ont pu analyser leur complexe PQRST (Cf. résultats). Puis, ils ont comparé leur courant d’action au repos et après un effort physique.

A partir de ces derniers, ils ont pu soutirer leur fréquence cardiaque et ont finalement calculer à nouveau leur indice de RUFFIER de manière plus précise. Pour finir, la dernière manipulation consistait à enregistrer le signal électrique du réflexe achilléen et rotulien, de les comparer entre eux, d’évaluer le délai entre le choc et l’apparition du réflexe et de mesurer la vitesse des influx nerveux. Pour étudier le réflexe achilléen, ils ont placé des électrodes le long du mollet et avec un petit marteau, ils ont tout d’abord taper légèrement sur le tendon ; pour étirer le muscle de manière involontaire. Puis ils ont à nouveau mesuré le délai entre le choc et l’apparition d’une contraction volontaire du muscle au moment où le sujet entend la percussion du marteau sur la table et lorsque le sujet voit l’impact sur la table.

Pour terminer l’expérience, ils ont étudié le réflexe rotulien en plaçant cette fois-ci les électrodes le long de la cuisse et en tapant toujours légèrement sur le tendon.

• Résultats :

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Calcul de la vitesse de l’influx nerveux rotulien : v = d/t = 0,52/16x10-3 = 32,5m/s        

D = (distance milieux cuisse-moelle épinière) *2

A partir de la 1ère figure, ils observent une différence de fréquence cardiaque lorsqu’ils changent d’instruments de mesure.

De plus, ils constatent que les pulsations du cœur par minutes sont plus faibles chez les hommes quand ils utilisent un stéthoscope et un tensiomètre.

En fin, ils remarquent qu’il y a un écart type beaucoup plus grand chez les hommes.

D’après la 2ème figure, l’indice de RUFFIER est plus faible chez les hommes. En revanche, les écarts types sont petits et quasiment identiques chez les 2 sexes.

Selon la figure n°3, lorsque la fréquence cardiaque augmente, la capacité vitale diminue. Cependant, lorsque la fréquence cardiaque diminue, la capacité vitale augmente.

Aussi, après quelques minutes de récupération, la fréquence cardiaque et la capacité vitale reviennent à la valeur de repos.

A l’aide des mesures faites au spiromètre, ils ont calculé le Volume de réserve expiratoire (VRE) et inspiratoire (VRI). Ils observent un VRE plus important chez Loris mais un VRI identique chez les deux individus.

Sur la figure n°4 est observable le PQRST de Loris.

Selon la figure n°5, le temps que met le reflexe achilléen à apparaître après le choc du marteau est d’environ 30 ms pour chaque individu. En ce qui concerne le reflexe rotulien, il est d’environ 15 ms pour chaque personne. L’écart type pour les deux réflexes chez tous les sujets est très petit. Lorsque le sujet entend le choc du marteau, le temps de la contraction musculaire volontaire est beaucoup plus grand que celui du reflexe achilléen et rotulien et il est très variable chez les deux sexes.