MOUVEMENTS RESPIRATOIRES SOUS L’INFLUENCE DE L’ENTRAINEMENT

C’est à l’éducation de régler ce débit et de le proportionner au travail. La nature y pourvoit d’elle-même, il est vrai, mais les résultats sont acquis moins promptement.

MM. Marey et Hillairet ont constaté au moyen d’expériences' précises que l’amplitude des mouvements respiratoires s’accroît chez les sujets entraînés à la course et aux exercices gymnastiques pendant que diminue la fréquence des mouvements si désordonnés au début.

On prit, au moyen du pneumographe, les tracés respira-

toires de dix recrues au fort de la Faisanderie, au repos d’abord, puis immédiatement après une course de 600 mètres et l’on vit après quatre à cinq mois d’entraînement les mouvements du thorax, d’abord précipités, demeurer les mêmes après et avant la course. Cette modification des mouvements respira-

Fig. 28. — Tracés des mouvements respiratoires d’un sujet avant et après un entraînement de a mois à l’Ecole de Joinville-le-Pont (d’après Marey et Hii.latret).

1. Respiration au repos avant l’entraînement; — 2 au bout d’un mois d’exercice ;1— 3, 4, 5 au bout de 3, 4 et 5 mois. Les durées d’un mouvement respiratoire se comptent en secondes sur l’axe des abcisses.

2. Respiration après une course de 600 mètres. Les mêmes numéros d’ordre dans les deux figures correspondent à des tracés recueillis le même jour.

toires était définitivement acquise et s’observait d’une façon permanente sur le gymnaste au repos. Le nombre des inspirations se réduisait ainsi de vingt à douze par minute ; mais l’amplitude avait plus que quadruplé (fig. 28).

Nous avons fait depuis beaucoup d’expériences à l’École de Joinville-le-Pont, et nous avons constaté que la capacité respiratoire pouvait à la suite d’un entraînement de six mois augmenter de §46 centimètres cubes, ce qui correspondait à une

augmentation d’environ J. centimètre dans le diamètre antéropostérieur de la poitrine.

M. le D r Roblot a pu constater également sur cinquante hommes choisis à l’École de gymnastique militaire de Joinvillele-Pont que les diamètres antéro-postérieur et transverse du thorax n’ont pas varié sensiblement pendant les six mois d’entraînement, tandis que l’amplitude des mouvements des côtes a augmenté chez presque tous.

Le diamètre antéro-postérieur s’accroissait dans l’inspiration profonde de 5 mm ,5 en moyenne, le diamètre transverse de 4 mm ,25, et la capacité respiratoire correspondante de 546 centimètres cubes.

Influences réciproques de la respiration sur la circulation. — Les variations dans l’amplitude des mouvements respiratoires sont accompagnées de modifications importantes dans la circulation du sang.

L’inspiration a pour effet de diminuer la pression à l’intérieur du thorax. Cette aspiration provoque l’introduction de l’air

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29. — Tracés du pouls montrant le ralentissement des battements Tendant une forte inspiratiou. L’abaissement du tracé correspond à une tgf ■■thpiinution de la pression du sang dans l’artère (Marey).

^àbs le poumon et agit également sur le sang contenu dans les îî^aisseaux voisins du thorax. Grâce à la pression négative dan& le thorax, l’arrivée du sang au cœur par les veines caves et son

passage à travers le poumon sont facilités, la perméabilité du poumon augmente ; si l’inspiration est forte et prolongée, l’aspiration produite est assez intense pour provoquer la congestion de cet organe, pour dilater les cavités du cœur et le gorger de sang. La poitrine se remplit d’air et de sang, le poumon offre alors une résistance plus grande au passage du sang venant du ventricule droit ; en même temps celui-ci reçoit plus de sang;

de l’oreillette, le cœur droit tout entier est donc dilaté et surchargé de sang. Le travail nécessaire à la systole augmente considérablement, ce qui s’accuse par un ralentissement des battements du cœur ; chez quelques personnes, une inspiration forte et prolongée peut retarder la systole et provoquer l’arrêt du cœur. Certains physiologistes ne se contentent pas de cette explication purement mécanique, ils attribuent l’arrêt du cœur à la sensibilité de ses parois distendues et à l’action réflexe qui se transmet par les nerfs d’arrêt (fîg. 29).

Essoufflement. — Les désordres précédents se produisent dans l’essouflement à la suite d’une course violente; on voit alors la phase d’inspiration devenir aussi longue que l’expiration, contrairement à ce qui se passe à l’état de repos (fîg. 30).

Fig. 30. — Tracés de la respiration dans l'essoufflement.

I, tracé normal; — II, essoufflement. On voit la période inspiratoire prendre dans le second tracé une importance relative très grande par rapport à la période d’expiration.

De plus, les mouvements respiratoires s’exécutent la poitrine gonflée d’air ; l’expiration n’est plus complète, et les efforts d’inspiration deviennent prépondérants. Ges efforts joints aux contractions musculaires sont une cause d’accélération du cours, du sang vers le cœur et le poumon. On conçoit que le coureur ne puisse pas toujours aspirer de l’air sans agir fortement sur la circulation thoracique, sans congestionner son poumon et dilater son cœur (fîg. 34 et 35) ; cela explique les accidents asphyxiques après des courses forcées. Il y a peu de place pour l’air dans un poumon gorgé de sang, de plus cet air se renouvelle mal parce que l’expiration est devenue très difficile. Le sang abandonne la tête pour se précipiter dans la poitrine : de là la pâleur du

visage; le cœur dilaté et gorgé de sang ne peut effectuer sa systole, il s’arrête en diastole : de là la syncope avec congestion du poumon. C’est une erreur d’attribuer uniquement à l’acide carbonique en excès dans le sang veineux les troubles de l’essoufflement. C’est surtout à la mauvaise circulation pulmonaire et à la difficulté de l’expiration qu’ils sont dus.

Les grands mouvements d’inspiration ont aussi pour effet de refroidir le sang; à ce sujet nous avons vu les mouvements respiratoires s’accélérer sous l’influence de la chaleur en excès.

Effets de l’expiration sur la circulation. —L’expiration estune cause d’augmentation de la pression intrathoracique. Cette augmentationproduitdestroublesinversesdeceuxdel’inspiration.Le poumon et le cœur sont comprimés, par l’abaissement des côtes et par la contraction des muscles abdominaux, ils tendent à se vider plus vite de sang, la circulation artérielle est doncactivée; le sang abandonne la poitrine ; la circulation veineuse est diminuée parce que la pression dans le thorax est un obstacle à l’arrivée du sang veineux, il entre donc moins de sang dans la poitrine ; celle-ci tend à se vider du sang aspiré pendant la phase d’inspiration.

Les mouvements respiratoires favorisent le cours normal du sang lorsqu’ils s’exécutent avec ordre, et cette influence de la respiration sur la circulation se fait sentir sur les tracés du pouls. La ligne de celui-ci oscille comme la pression intrathoracique. Mais il n’en est plus de même lorsqu’on arrête les mouvements respiratoires en inspiration et surtout en expiration.

Si l’on se prépare à exécuter un effort musculaire intense, on commence par faire une profonde inspiration, on emprisonne dans le thorax une grande quantité d’air en fermant la glotte, lè seul orifice de sortie.

En même temps on contracte les muscles abdominaux comme si l’on voulait faire une forte expiration. L’air contenu dans le thorax est alors fortement comprimé et peut produire une tension de 12 centimètres de mercure. Les parois thoraciques se tendent sous l’influence de cette pression intérieure, le thorax tout entier acquiert une solidité considérable, il offre aux muscles moteurs des membres des points d’appui et d’insertion fixes, ce qui permet de résister avec force à une action extérieure. C’est là le phénomène physiologique de l’effort.

Effort d’expiration. — L’effort est une expiration forcée; il est toujours accompagné des troubles de la circulation artérielle

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Fig. 31. — Tracés du pouls radial pendant l’effort. L’effort commence en A puis cesse en B ; on voit la pression monter dans l’artère et cesser brusquement dans le premier cas, diminuer au contraire progressivement dans le second cas.

veineuse et pulmonaire déjà signalés dans la phase expiratoire de la respiration, et présente ces troubles à un degré beaucoup plus intense.

Dans les artères la pression s’élève, le cours du sang est favorisé et fortement accéléré ; dans les veines il y a obstacle à la rentrée du sang dans le thorax ; le sang arrive en moindre abondance dans le cœur droit, par suite dans le poumon.

Ce dernier, fortement comprimé, abandonne la plus grande partie du sang qu’il contient et se vide par les artères.. Tout se passe jusqu’ici' comme dans l’expiration ordinaire, seulement avec plus d’intensité.

Mais voici ce qui est particulier : .

dès que l’effort cesse, la glotte s’ouvre, l’air contenu dans la poitrine s’échappe, les muscles abdominaux se relâchent ; la pression s’abaisse brusquement dans le thorax, elle passe subitement de 12 -centimètres de mercure à 0 ; le sang, retenu dans les vaisseaux à l’entrée, du thorax, ne trouvant plus d’obstacle, se précipite dans la poitrine et vient remplir les cavités du cœur. La surcharge de sang dilate celles-ci et se fait sentir sur les battements du cœur. Oa

lOi LES BASES SCIENTIFIQUES DE L’ÉDUCATION PHYSIQUE

constate un ralentissement sensible à partir de la sixième pulsation qui suit la fin de l'effort grâce à l'uniformité du travail du cœur.

Le ralentissement du cœur est dû à l’excès de travail qu’il doit produire en ce moment et peut-être aussi à une action nerveuse d’arrêt provoquée par la distension de ses cavités (fig. 33).

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Fig. 33. — Tracé du pouls radial, montrant les troubles du cœur après la cessation de l’effort, le cœur vide de sang se trouve tout à coup surchargé, de là le ralentissement des battements et' la grande intensité des ondes (Marey).

La forte pression artérielle pendant l’effort se transmet dans la cavité crânienne ; la pulpe cérébrale est molle et n’offre guère de résistance à la dilatation des vaisseaux, il peut se produire une rupture de ceux-ci, et il n’est pas rare de voir des vieillards, des alcooliques tomber foudroyés par une hémorragie cérébrale à la suite d’un effort, simplement en se baissant pour se chausser, tant est fragile la tunique de leurs vaisseaux.

Si l’effort se prolonge, on voit la face se congestionner, la circulation de retour est gênée dans les veines par la grande pression dans le thorax ; les veines du cou ne contiennent pas de valvules, leur turgescence indique manifestement un reflux du sang veineux vers la tête. Le défaut d’afflux du sang dans l’oreillette droite par les veines caves entraîne la suspension de la circulation pulmonaire ; de plus le poumon est comprimé extérieurement par la masse intestinale et intérieurement par l’air emprisonné dans la trachée et dans les bronches, vu l’occlusion de la glotte; pour ces deux raisons il se vide bien vite de sang : il s’ensuit un ralentissement assez notable de la circulation dans les artères (fig. 36).

Cet état ne peut se prolonger sans amener l’asphyxie, un besoin impérieux de respirer vous prend irrésistiblement,l’effort cesse

alors brusquement et la pression artérielle tombe tout à coup l .

Dangers de l’effort. — En résumé l’effort amène des troubles constants dans l’appareil circulatoire, il produit la distension des artères du cerveau, quelquefois l’hémorragie cérébrale, l’anévrisme de l’aorte et l’emphysème; il surmène le cœur en lui demandant un travail excessif. Ces inconvénients ne sont pas à redouter au début chez un homme jeune, sain et vigoureux,

Fig. 34. — Schéma de la répartition du sang dans une profonde inspiration ou dans l’essoufflement par suite de l’aspiration thoracique.

Lés parties teintées de hachures indiquent les organes congestionnés; les flèches le cours du sang et les puissances inspiratrices.

mais chez un sujet inaccoutumé, chez un homme âgé, l’abus de l’effort amène toujours de graves désordres. Le cœur s’hypertrophie pour se mettre en harmonie avec le surcroît de travail demandé, ses parois musculaires deviennen t plus épaisses, plus puissantes, mais, bientôt fatigué, il se laisse distendrepar la quantité exagérée du sang qui lui arrive, sa stucture se modifie, il devient graisseux; alors apparaissent tous les accidents de l’in-

4. Voir le travail du D' Piasecki sur l’effort CLeopol 1903) et les travaux de François Frank.

suffisance des valvules : mélange du sang veineux et du sang artériel et mauvaise fonction respiratoire. La pression abdominale exagérée peut avoir pour conséquence la sortie de l’intestin par les parties faibles des parois du ventre; la hernie est un accident fréquent chez les athlètes, les bouchers, les porteurs de lourds fardeaux abusant constamment de l’effort.

IL faut donc se livrer à l’effort avec la plus grande prudence et l’éviter dans l’enfance ou si l’on a quelque disposition aux maladies organiques du cœur.

Nous verrons bientôt comment on peut faire des efforts musculaires intenses, sans pour cela s’exposer aux accidents de l’effort physiologique.

La circulation exerce à son tour une influence réciproque sur la respiration : le travail musculaire, l’état de la circulation pulmonaire, l’insuffisance de la nappe sanguine, le ralentissement 'f de la circulation dans le repos et Le' sommeil, la composition chimique du sang, l’abondance du sang veineux, l’ingestion de substances excitantes sont des causes de changement dans le rythme et l’amplitude des mouvements respiratoires.

Fig. 35. — Schéma destiné à montrer l’influence de la pression dans le thorax sur la dilatation du cœur.

Le piston P étant tL ment, l'ampoule A qui représente le cœur se dilate et aspire le sang S situé à l’extérieur.

Violence de l’exercice au point de vue des troubles circulatoires et respiratoires. — Cela posé, nous pouvons concevoir nettementquel est l’effet de l’exercice; nous dirons que L’exercice est plus ou moins violent suivant l’intensité des troubles qu’il , apporte dans les grandes fonctions circulatoire et respiratoire. Noussommes actuellement en mesure de préciser ces troubles et de distinguer les exercices violents parce qu’ils produisent l’effort, des exercices violents parce qu’ils produisent l’essoufflement.

Cette distinction correspond aux deux manières de dépenser son énergie : efforts statiques, contractions intenses et prolongées des muscles sans mouvement, par conséquent sans grande dépense de travail mécanique, et contractions moins intenses.

moins prolongées, mais répétées fréquemment avec mouve-

Fig. 36. — Répartition du sang dans l'effort d’expiration.

Le sang abandonne le poumon et le cœur à cause dé la pression thoracique et abdominale (Comparer cette figure à la figure 34).

ments et finalement somme de travail considérable si le rythme est bien choisi. •

Effort et travail. — Soutenir un fardeau, lutter pour terrasser un adversaire, c’est faire un exercice violent en raison de l’effort qu’il nécessite ; monter une rampe escarpée ou courir longtemps, c’est faire un exercice violent en raison de la dépense de travail musculaire considérable produite dans un temps relativement court.

Effort et travail ne doivent jamais être confondus, ils ont des effets différents. Les troubles de l’effort sont constants : fatigue locale des muscles, arrêt de la respiration, pression exagérée dans le thorax amenant la gêne de la circulation pulmonaire et cardiaque, dilatation du cœur par la rentrée brusque du sang après la cessation de l’effort, puis une légère accélération des mouvements respiratoires pour compenser leur arrêt momentané, tels sont les troubles dus à l’effort.

Les troubles circulatoires et respiratoires produits par l’excès de travail musculaire sont l'essoufflement consistant en efforts d’inspiration, la poitririe gonflée d’air et de sang et ne pouvant se débarrasser de son trop-plein, une mauvaise circulation pulmonaire et cardiaque amenant la suffocation. Ces troubles dus à l’excès de travail dans un temps donné s’amendent avec l’entraînement et avec l’habitude. Ils ne dépendent pas de la somme absolue de travail, mais de l’état de l’individu. Le même exercice, la même distance parcourue à la course, qui provoquait les accidents de l’essoufflement, deviendront avec la pratique bien conduite un travail facile à accomplir sans causer les désordres circulatoires et respiratoires signalés plus haut.

Nous verrons, lorsque nous nous occuperons spécialement du travail, combien l’on se trompe en attribuant à certains exercices une dépense d’énergie considérable parce qu’on en ressent une grande fatigue.

Dans le grimper et la locomotion du corps avec les bras, la fatigue est due à l’insuffisance des muscles moteurs du tronc sur les bras. On s’élèvera ainsi avec beaucoup de peine à 10 mètres de hauteur, tandis qu’avec les jambes un marcheur ordinaire s’élèvera sur une pente douce à 1.800 mètres facilement. La somme de travail produit par le marcheur est alors 180 fois plus grande, et l’effet hygiénique résultant des échanges nutritifs ne ressemble en rien à l’effet momentané des contractions énergiques de quelques groupes musculaires spéciaux. Ceux-ci se développeront par l’exercice du grimper, mais le surcroît de nutrition est tout à fait local, il ne retentit pas sur l’économie entière ; ce n’est pas un effet hygiénique.

Éducation des fonctions circulatoire et respiratoire,