L`ORGANISME EN FONCTIONNEMENT cours 2nde

L’ORGANISME EN FONCTIONNEMENT cours 2nde
II. L’approvisionnement des muscles en O2 par le système circulatoire
A. Fonctionnement du système circulatoire
1. Une double circulation
*TP : dissection du cœur
Problématique :…………………………………………………………………………………………………
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Le cœur droit est la pompe de la circulation pulmonaire, il récupère le sang peu oxygéné venant des organes
et le propulse vers les poumons. Le cœur gauche est la pompe de la circulation générale. Le sang riche en
dioxygène provenant des poumons est distribué à l’ensemble de l’organisme.
La circulation du sang à l’intérieur du corps est à sens unique
Circulation pulmonaire : partie de la circulation qui irrigue les poumons.
Circulation générale : partie de la circulation qui irrigue l’ensemble des organes de l’individu à
l’exception des poumons
Circulation en parallèle : irrigation des organes indépendamment les uns des autres. Elle permet de
réguler l’afflux de sang.
2. Le cœur : moteur de la circulation sanguine.
L’approvisionnement permanent des cellules en dioxygène et en nutriments est assuré par la circulation
sanguine.
Le moteur de la mise en mouvement du sang est le cœur.
Ses contractions expulsent le sang dans les artères qui le distribuent aux différents organes. Le sang revient
au cœur par les veines.
Artère : vaisseau transportant le sang du cœur aux organes.
Veine : vaisseau ramenant le sang des organes vers le cœur
Le cœur est lui-même irrigué par son propre réseau d’artères : les artères coronaires.
Artères coronaires: artères irriguant le muscle cardiaque
Problématique :…………………………………………………………………………………………………
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Le cœur est constitué d’un muscle (myocarde) qui travaille sans interruption (une contraction toutes les
secondes en moyenne au repos). Il s’agit d’un muscle creux présentant des cavités qui sont les oreillettes et
les ventricules.
Le cœur est un organe musculaire creux composé de 4 cavités chez les mammifères qui permet de propulser
le sang.
Son tissu s’appelle le myocarde c’est un tissu musculaire constituant l’essentiel de la paroi du cœur.
Le cœur est composé de deux oreillettes : cavité cardiaque à paroi fine qui reçoit le sang des veines.
Et de deux ventricules, cavité cardiaque à paroi épaisse surtout le ventricule gauche qui propulse le sang
dans les artères.
Les valvules sont des membranes séparant les oreillettes et les ventricules et les artères et qui empêchent
le reflux du sang en se fermant ou s’ouvrant selon la pression reçue.
Valvules auriculo-ventriculaires : membranes séparant les oreillettes des ventricules.
Valvules artérielles : valvules sigmoïdes. Elles séparent les ventricules des artères.
Problématique :…………………………………………………………………………………………………
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3. La révolution cardiaque.
TP : la révolution cardiaque
La durée totale d’un cycle en moyenne: 0,8 s (pour une fréquence de 75 cpm).
À chaque cycle, le volume de sang éjecté par un ventricule est de 60 à80 mL.
Ce volume est appelé volume d’éjection systolique.
Le débit cardiaque (= fréquence cardiaque×VES): 5 L/min en moyenne
Le sens de la circulation à l’intérieur du cœur est imposé par des valvules. Les valvules auriculoventriculaires (= valvule tricuspide pour le cœur droit et valvule mitrale pour le cœur gauche) empêchent le
reflux du sang des ventricules dans les oreillettes.
Les valvules ventriculo-artérielles(valvules sigmoïdes) empêchent le reflux du sang des artères dans les
ventricules au moment du relâchement du cœur
Le cycle cardiaque c’est la succession d’une diastole générale, d’une systole auriculaire et d’une
systole ventriculaire.
La diastole c’est le relâchement du cœur.
La systole c’est la contraction des oreillettes ou des ventricules.
Le volume d’éjection systolique c’est le volume de sang expulsé dans l’aorte chaque contraction du
ventricule gauche.
Le débit cardiaque c’est le volume de sang émis par le cœur par unité de temps au niveau de l’aorte lors de
la contraction.
B. Recharge et décharge du sang en O2.
1. Les échanges gazeux au niveau des poumons.
Les alvéoles sont des cavités présentes dans le poumon permettant par leur faible épaisseur la diffusion des
gaz respiratoires. Nos 300 millions d’alvéoles représentent une surface de 80 à100 m2
La barrière alvéolo-capillaire est seulement de 0,5 à1 μm
Chaque jour 100 000 L d’air passent dans nos poumons.
Cela représente une très grande surface d’échange pour une très faible épaisseur.
Problématique :…………………………………………………………………………………………………
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TP : …………………………………..
P totale = PP O2+ PP N2+ PP CO2O2CO2
Au niveau des alvéoles pulmonaires, les pressions relatives des gaz alvéolaires et sanguins entraînent un
passage par simple diffusion du dioxygène vers les capillaires pulmonaires, et du dioxyde de carbone vers
les cavités alvéolaires.
2. Effort physique et débit sanguin
TP :………………………………………………………………………………………………..
Lors d’un effort, le débit cardiaque augmente et peut être multiplié de 3 à7 fois.
Il augmente car la fréquence cardiaque et le volume d’éjection systolique augmentent en même temps.
Le sang quittant les poumons est toujours saturé en dioxygène donc les organes bénéficient de 3 à7 fois plus
de dioxygène.
Les organes sont disposés en parallèle, ce qui permet de distribuer le sang à ceux qui en ont le plus besoin en
fonction de leur activité.
Par exemple: le cerveau est toujours irrigué de la même façon mais le tube digestif l’est beaucoup moins lors
d’un effort physique .Le cerveau garde un débit sanguin constant tandis que les autres organes voient leur
débit sanguin varier en fonction de leur activité.
La vasomotricité c’est la capacité d’un vaisseau à faire varier son diamètre par modification de l’activité des
cellules musculaires de sa paroi. C’est elle qui va permettre la régulation du débit sanguin dans les différents
organes pendant les activités de la journée.
La vasoconstriction c’est la diminution du diamètre d’un vaisseau par contraction des fibres musculaires de
sa paroi.
La vasodilatation c’est l’augmentation du diamètre d’un vaisseau par relâchement des fibres musculaires de
sa paroi.
Les artérioles : ce sont de petites artères situées en amont d’un réseau de capillaires où des échanges gazeux
peuvent s’effectuer.
 Exercice au
tableau………………………………………………………………………………………………………
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III. Le contrôle nerveux des fonctions cardio-respiratoires
A. Contrôle du rythme cardiaque.
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1. L’autonomie du muscle cardiaque
Problématique :…………………………………………………………………………………………………
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Automatisme : capacité de contraction réalisée par le cœur sans avoir besoin de stimulation
Le siège de l’automatisme cardiaque est un ensemble de cellules constituées d’un nœud sinusal, d’un nœud
auriculo-ventriculaire et d’un faisceau musculaire particulier qui se ramifie dans la paroi des ventricules.
Cet automatisme impose un rythme de 90 à100 bpm.
Or on a vu qu’au repos, en moyenne le rythme était de 60 à75 bpm. Et à l’effort, il peut atteindre 180 à200
bpm.
Il y a donc une régulation de ce rythme, régulation qui n’est pas possible chez les transplantés cardiaques.
La seule connexion qui ne peut pas être rétablie lors d’une transplantation cardiaque est la connexion
nerveuse.
2. La régulation nerveuse du rythme cardiaque
* voir TP , la régulation nerveuse cœur .
Nerf : ensemble de fibres qui relient le système nerveux central aux organes.
Système nerveux : système qui reçoit et coordonne des informations pour créer une réponse adaptée de
l’organisme.
Parasympathique : Partie du système nerveux autonome qui ralentit le rythme cardiaque.
Sympathique : Partie du système nerveux autonome qui accélère le rythme cardiaque.
Le bulbe rachidien est la partie postérieure de l’encéphale, dans le prolongement de la moelle épinière.
C’est le centre du système nerveux autonome.
Au repos, le rythme cardiaque spontané (100 bpm) est ralenti par le système parasympathique (nerf
pneumogastrique).
À l’effort, il y a augmentation du rythme cardiaque spontané grâce à une stimulation plus importante par le
système sympathique et une baisse de la stimulation parasympathique.
 Doc tableau
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B. Le contrôle de la respiration pulmonaire.
1. Les mouvements respiratoires
Problématique :…………………………………………………………………………………………………
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Plèvres : deux feuillets membranaires qui entourent les poumons et les rendent solidaires de la cage
thoracique.
L’inspiration est un phénomène actif: les muscles intercostaux, les muscles élévateurs des côtes et le
diaphragme se contractent. Ceci augmente le volume de la cage thoracique. Les deux feuillets de la plèvre,
qui entoure les poumons, sont séparés par une cavité remplie de liquide et rendent les poumons et la cage
thoracique solidaires. Lors de l’inspiration, il y a donc augmentation du volume des poumons, ce qui crée un
appel d’air.
L’expiration est un phénomène passif (sauf dans le cas d’une expiration forcée). Les muscles respiratoires et
le diaphragme se relâchent, ce qui fait diminuer le volume de la cage thoracique et expulse l’air des
poumons.
2. Le contrôle nerveux du rythme respiratoire.
Problématique :…………………………………………………………………………………………………
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La contraction rythmique des muscles respiratoires est commandée par des messages nerveux en provenance
du bulbe rachidien.
Lors d’un exercice physique, l’augmentation du rythme et de l’amplitude des mouvements respiratoires est
due à une augmentation de la fréquence de ces messages nerveux. Tout comme le rythme cardiaque, il peut
y avoir une anticipation à l’effort. On peut réaliser des inspirations et expirations forcées. Celles-ci résultent
d’un contrôle volontaire des muscles respiratoire et des abdominaux.
C. La synchronisation des activités cardiaque et respiratoire.
Les modifications des débits cardiaque et ventilatoire en fonction de l’activité sont simultanés. C’est cette
synchronisation parfaite qui permet à l’organisme de répondre à ses besoins au cours d’un effort.