Cycles de la vie et grandes fonctions
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07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 Cycles de la vie et grandes fonctions 1ére Partie : Les grandes fonctions, aspects anatomiques et physiologiques PARTIE A : FONCTION DE NUTRITION Partie A 1 : Fonction cardiaque Pour qu’un organisme puisse fonctionner, il est nécessaire que chacune de ces cellules puisse bénéficier d’un apport continu en nutriments et en dioxygène. L’appareil cardio-vasculaire comprend 2 parties principales : - Le cœur Un réseau de vaisseaux sanguins I. Le cœur humain 1. Anatomie du cœur Le cœur est un muscle creux de la taille d’environ d’un poing fermé. Il assure en tant que pompe cardiaque la circulation du sang grâce à des contractions rythmiques. Il est situé sous le sternum à l’intérieur de la cage thoracique, ce qui lui assure une protection contre les coups et les blessures. 1 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 a) Les cavités du cœur Le cœur se compose de 2 parties : - une partie droite une partie gauche ne communiquant pas entre elles. Une cloison musculaire épaisse appelé septum sépare ces 2 parties. Chaque partie se compose de 2 cavités : - une oreillette un ventricule La paroi des ventricules est plus épaisse que celles des oreillettes. 2 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 b) Le système valvulaire Comme toute pompe, le cœur ne peut assurer son efficacité que grâce à l’existence d’un système de valvule qui empêche le retour du sang. Au niveau du cœur on distingue 4 valvules : - 2 valvules auriculo-ventriculaires (valvule gauche=mitrale/bicuspide, valvule droite=tricuspide) 2 valvules artérielles/sigmoïdes (VSD=Valvule pulmonaire, VSG=valvule aortique) c) Les vaisseaux sanguins - - La notion d’artère et de veine On appelle artère, un vaisseau qui conduit le sang du cœur aux organes. Une veine est un vaisseau qui permet le transport du sang des organes vers le cœur. Les vaisseaux sanguins au niveau des cavités Au niveau de l’oreillette droite arrive 2 veines caves : inférieur & supérieur. Au niveau de l’oreillette gauche arrive les 4 veines pulmonaires. Au niveau du ventricule gauche, il y a l’artère aorte (crosse aortique) Au niveau du ventricule droit il y a le tronc pulmonaire/artère pulmonaire (= artère pulmonaire droit + gauche) d) Structure de la paroi cardiaque L’enveloppe externe du cœur est appelé péricarde et est faite de tissu conjonctif dense et résistante. La paroi musculaire du cœur est appelé myocarde. Cette paroi est tapissé à l’intérieur par un épithélium appelé endocarde. 2. Le cycle cardiaque Le fonctionnement cardiaque est cyclique, et chaque battement du cœur entraîne une séquence d’évènements appelé révolution cardiaque. Celle-ci est subdivisée en 3 phases : - Systole auriculaire Systole ventriculaire Diastole Systole= contraction Diastole= relâchement 3 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 a) Systole auriculaire Les oreillettes D & G se contractent simultanément, et envoient du sang dans les ventricules. Lorsque le sang est expulsé, les valvules auriculo-ventriculaires se ferment -> 1er bruit du cœur. b) Systole ventriculaire - Contraction simultané des 2 ventricules. Ouverture des valvules sigmoïdes droite et gauche. Le sang est expulsé dans les artères. Ces valvules se ferment et cette fermeture correspond au 2ème bruit du cœur. En fin de systole ventriculaire, les 4 cavités du cœur sont relâchées. 4 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 c) Diastole Au début de la diastole toutes les valvules sont fermées. Les oreillettes se remplissent puis les valvules auriculo ventriculaires s’ouvrent permettant ainsi le passage du sang dans les ventricules. d) Les bruits du cœur et souffles cardiaques Les bruits du cœur correspondent à la fermeture des valvules, et sont détectables au stéthoscope. Tous les autres sons, sont appelés «souffle cardiaque» et peuvent être synonyme de pathologies. Remarque : le pouls est une manière simple de mesurer la fréquence cardiaque. Il correspond à une déformation de la paroi des artères sous l’effet de la pression du sang. 3. La vascularisation du cœur Comme tout organe, le cœur reçoit du dioxygène et des nutriments grâce à des artères qui naissent de l’aorte. Des veines coronaires se réunissent en un sinus coronaire qui ramène le sang dans l’oreillette droite. L’obstruction d’une artériole ou d’une artère coronaire peut entraîner une diminution ou un arrêt de la circulation du sang au niveau du cœur. Cet arrêt produit la mort de certaines cellules = IDM (Infarctus du Myocarde). La diminution du débit sanguin dans une artère coronaire est souvent provoquée par un dépôt de cholestérol au niveau de la paroi des vaisseaux. 4. Les phénomènes décelables au cours de l’activité cardiaque L’activité cardiaque s’accompagne de phénomènes décelables comme le bruit du cœur, manifestations électriques. Elle est caractérisée par l’existence d’un courant bioélectrique qui peut être mesuré par un système d’électrodes placé à différents endroits de l’organisme. Le tracé de ce courant électrique est appelé ECG (=Electrocardiogramme). Les ondes : P (systole auriculaire), QRS (systole ventriculaire), T (diastole) Chez les pers en bonne santé l’ECG montre une alternance régulière des ces ondes et des anomalies de l’ECG traduisent un dysfonctionnement cardiaque. 5 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 5. Le contrôle de l’activité cardiaque a) Mise en évidence d’un automatisme cardiaque Des expériences montrent qu’un cœur isolé, placé dans un milieu nutritif adapté, continu à battre pendant quelques jours. Le cœur est un organe qui fonctionne de manière automatique. b) L’origine de l’automatisme cardiaque L’automatisme cardiaque est lié à la présence d’un tissu particulier appelé « tissu nodal ». Ce tissu est constitué de cellules capables d’émettre des stimuli électriques et de les conduire rapidement. Ces cellules forment de petits amas. On distingue donc : - Le nœud sinusal situé au niveau de l’oreillette droite => structure la + importante car elle joue le rôle de pacemaker Le nœud auriculo-ventriculaire Le faisceau de His qui se subdivise en 2 branches Le réseau de Purkinje Si le nœud sinusal est défaillant, c’est le nœud auriculo-ventriculaire qui prend le relais. c) Les commandes de l’activité cardiaques Le fonctionnement cardiaque est régulé par le SN végétatif. La régulation de l’activité cardiaque Les nerfs du système parasympathique : la stimulation des nerfs parasympathiques (nerfs X) entraine un ralentissement de la fréquence et du débit cardiaque. Ces nerfs sont qualifiés de cardio-modérateur. Les nerfs du système sympathique : la stimulation de ces nerfs entraine une accélération de la fréquence et du débit cardiaque. Ces nerfs sont qualifiés de cardio-accélérateur. Au repos, l’activité des nerfs parasympathique est pondérant. Le rôle du bulbe rachidien Le centre de contrôle du cœur ce situe dans le bulbe rachidien. On distingue 2 centres nerveux bulbaires : 6 07.10.09 UE.2.2.S1 - Compétence 4 Un centre cardio-modérateur (CCM) Un centre cardio-accélérateur (CCA) Ces 2 centres nerveux ne fonctionnent pas de manière indépendante. La stimulation d’un des 2 centres entraîne une inhibition de l’autre. II. Le système vasculaire (doc 16.5 p.291) 1. Les différents types de vaisseaux sanguins On distingue dans le système vasculaire : - Le réseau artériel qui va du cœur vers les organes Le réseau veineux qui ramène le sang au cœur Le système artériel et veineux sont composés de différents types de vaisseaux selon leur taille et leur fonction. a) Le système artériel (doc 16.10 p.295) La paroi des artères est constituée de 3 couches, de l’extérieur vers l’intérieur. On distingue : - Tissu conjonctif Une couche contenant des cellules musculaires et fibres élastiques Tissu épithéliale La structure des artères se modifient au fur et à mesure qu’on s’éloigne du cœur. Dans les artères proches du cœur se sont les fibres élastiques qui prédominent. 7 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 Au niveau des artères périphériques se sont les cellules musculaires qui prédominent. Ces artères peuvent modifiés leur bien ê = la vasomotricité et modifier ainsi le débit sanguin arrivant au niveau des organes. b) Les capillaires sanguins Ce sont des fins vaisseaux sanguins qui assurent le lien entre le système artériel et le système veineux. C’est au niveau des capillaires que s’effectuent les échanges entre le sang et les organes vascularisés. 8 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 c) Le système veineux La paroi des veines est constituée de 3 couches, cependant les cellules musculaires sont moins importantes. Les veines sont plus extensibles que les artères. Ces veines possèdent des valves/valvules anti-refus permettant au sang de circuler que dans un seul sens. 2. La circulation sanguine La circulation sanguine est composée de 2 circuits : - circulation pulmonaire ou petite circulation - grande circulation ou circulation général a) La circulation pulmonaire Partie droite du cœur qui joue le rôle de pompe de cette circulation. La contraction du ventricule droit permet d’éjecté du sang pauvre en dioxygène dans le tronc pulmonaire. b) La circulation générale C’est la partie gauche du cœur qui joue le rôle de pompe de cette circulation. La contraction du ventricule gauche permet d’éjecté du sang dans l’artère aorte. 9 07.10.09 UE.2.2.S1 III. Compétence 4 La pression artérielle et sa régulation 1. La notion de pression artérielle La pression artérielle représente la force que le sang exerce sur les parois des artères. Cette pression dépend : - Du débit cardiaque De la volémie (=volume du sang) La pression maximale correspond à la pression systolique et dépend essentiellement de l’activité cardiaque. La pression minimale correspond à la pression minimale, et dépend essentiellement de l’élasticité des artères et de la résistance des vaisseaux à la pression du sang. La relative constance de la pression artérielle est le résultat d’un processus de régulation. 2. La régulation de la pression artérielle a) La régulation nerveuse de la pression artérielle C’est une régulation à court terme et elle est immédiate. L’organisme possède des récepteurs sensibles à la pression artérielle = barorécepteur (aorte, artère, au niveau du thorax, oreilles). b) La régulation hormonale de la pression artérielle C’est une régulation à long terme. Différentes hormones interviennent : Hormone antidiurétique Hormone rénine/angiotensine/aldostérone 10 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 Partie A 2 : L’appareil respiratoire Le système respiratoire permet de réaliser des échanges gazeux entre le sang et le milieu environnent. Le terme de respiration désigne 2 phénomènes : La respiration et l’ensemble des mécanismes inspiratoires et expiratoires qui a pour but de fournir du dioxygène à l’organisme et d’éliminer du dioxyde de carbone. La respiration définit aussi l’ensemble des réactions chimiques qui correspondent à a dégradation des nutriments se déroulant dans la cellule et permettant de produire de l’énergie. I. Les voies respiratoires Les voies respiratoires correspondent à l’ensemble des conduits qui permettent l’arrivé et la sortie d’aire au niveau des poumons. 1. Les voies aériennes supérieures a) Le nez, les fosses nasales et les sinus Les fausses nasales représentent la partie interne du nez. Ceux sont des cavités très vascularisées. La paroi des fausses nasales est recouverte d’une muqueuse constituée de cellules épithéliales. b) Le pharynx C’est le carrefour des voies digestives et respiratoires. Le pharynx joue un rôle de protection grâce aux tissus lymphoïdes, contenue dans les amygdales. Le pharynx joue un rôle dans la déglutition d’un organe appelé épiglotte. 2. Les voies aériennes inférieures a) Le larynx Le larynx est constitué d’un squelette cartilagineux complexe. Il est tapissé par une muqueuse respiratoire. C’est l’organe essentiel de la phonation. 11 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 b) La trachée artère C’est un tube constitué d’anneaux cartilagineux, et entre chaque anneau, il y a présence de tissu conjonctif. Ce tissu a pour rôle d’assurer une certaine élasticité. La paroi de la trachée est recouverte de muqueuse munie de cils vibratiles. A son extrémité intérieure, la trachée se divise pour former 2 bronches. c) Les bronches Ceux sont des conduits amenant l’air de la trachée à chaque poumon. Chacune des bronches principales se subdivise en bronchiole. Elles se terminent par des petits sacs appelés alvéoles pulmonaires. La paroi des bronches secrète du mucus. L’intérieur des bronches est tapissé de cellules portant des cils vibratiles revêtu de mucus. 12 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 d) Les poumons Les poumons sont des organes spongieux qui sont situé dans la cage thoracique qui les protège. Le poumon droit est constitué de 3 lobes, alors que le poumon gauche est constitué de 2 lobes. Ces organes ne contiennent pas de muscle mais sont recouvert d’une mince membrane appelé la plèvre. Cette plèvre est constitué de 2 feuillets : un feuillet pariétal qui tapisse la paroi interne de la cage thoracique et un feuillet viscéral qui tapisse le coté externe du poumon. Entre ces 2 feuillet ce trouve un liquide : le liquide pleurale permettant au poumon de glisser sans frottement à l’intérieure de la cage thoracique. II. Le mécanique ventilatoire 1. Les mouvements respiratoires Un mouvement respiratoire est un mouvement permettant le renouvellement de l’air dans les poumons. Il comprend une inspiration et une expiration. Les mouvements respiratoires s’accompagnent d’une variation du volume de la cage thoracique. Ils sont dus à l’activité des muscles respiratoires puisque le poumon ne possède aucun tissu musculaire. a) Les muscles respiratoires Parmi les muscles intervenant dans les mouvements respiratoires, on distingue : - Les muscles intercostaux Le diaphragme Les muscles élévateurs des côtes Les muscles abdominaux 13 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 b) L’inspiration Cas d’une inspiration normal Contraction des muscles intercostaux Contraction du diaphragme Elévation de la cage thoracique Abaissement du diaphragme Augmentation du volume de la cage thoracique Dilatation des poumons Entrée d’air INSPIRATION Cas d’une inspiration forcée : c’est un processus volontaire. Le diaphragme se contracte d’avantage et de nouveaux muscles interviennent : les muscles élévateurs des côtes. L’inspiration normale et l’inspiration forcée sont des phénomènes actifs dus à la contraction de muscles. 14 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 c) L’expiration Cas d’expiration normale Relâchement des muscles intercostaux Relâchement du diaphragme Abaissement de la cage thoracique Elévation du diaphragme Diminution du volume de la cage thoracique Réfraction des poumons Sortie d’air EXPIRATION L’expiration normale est due à un relâchement des muscles et à l’élasticité des poumons : c’est un phénomène passif. Cas d’une expiration forcée : elle fait intervenir la contraction des muscles abdominaux, c’est donc un phénomène actif. 15 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 d) La spirométrie La spirométrie est une méthode simple consistant un série d’examens des fonctions respiratoires. Elle permet de déterminer les différentes capacités pulmonaires, volumes pulmonaires, débit d’air d’un patient. Elle permet de diagnostiquer certaines pathologies respiratoires comme l’asthme, et ce qu’on appelle la BPCO (broncho pneumopathie chronique obstructive). Les résultats sont présentés sous la forme d’un graphique représentant le volume et le débit en fonction du temps. On définit ainsi le VC (volume courant) = volume d’aire mobilisé à chaque cycle respiratoire lors d’une respiration normale. On définit également VRI (volume de réserve inspiratoire) = volume maximum pouvant être inspiré en + du VC lors d’une inspiration forcée. On définit VRE (volume de réserve expiratoire) = volume maximum pouvant être rejeté en + du VC lors d’une expiration forcée. CV (capacité vitale) ≠ VC CV= VRI+VRE+VC CPT (capacité pulmonaire totale) = CV+VR (volume résiduel) Le volume résiduel est le volume d’aire qu’on ne peut rejeter même lors d’une expiration forcée. 2. Les échanges gazeux Les échanges gazeux s’effectuent à 2 niveaux : - Au niveau pulmonaire : entre poumons et sang Au niveau tissulaire : entre cellules et sang Les échanges gazeux se font par diffusion. Le passage des gaz à travers les membranes, suit un gradient de pression. a) Les échanges gazeux pulmonaires Ils se déroulent au niveau des alvéoles pulmonaires. Les alvéoles pulmonaires possèdent les caractéristiques d’une surface d’échange : - La minceur de la paroi des alvéoles (micromètre) Grande surface d’échange (environ 200m²) Une riche irrigation Le sang arrive aux poumons par les artères pulmonaires. Il transporte du sang non hématosé et chargé en CO2 provenant des tissus. 16 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 Echange de dioxygène La pression en dioxygène au niveau des alvéoles est supérieure à celle du sang. Le dioxygène diffuse de l’alvéole vers le sang. C’est l’hématose du sang. Echange de dioxyde de carbone PCO2 du sang > pression alvéole. Le CO2 diffuse donc du sang vers l’air alvéolaire. Le sang hématosé quitte ensuite les poumons par les veines pulmonaires b) Les échanges gazeux tissulaires Le sang arrive au niveau des tissus par des artères issus de l’artère aorte. Echange de dioxygène La pression de dioxygène du sang est supérieure à celle des tissus. Le dioxygène diffuse donc du sang vers les tissus. Echange de dioxyde de carbone La pression en CO2 du sang est inférieure à celle du tissu. Le CO2 diffuse donc des tissus vers le sang. Le sang quittant les tissus est du sang veineux et retourne au cœur par les veines caves. 3. Le transport des gaz par le sang a) Le transport du dioxygène Le dioxygène est transporté dans le sang soit à l’état dissout dans le plasma, soit combiné à l’hémoglobine (protéine) pour environ 98% des cas. b) Le transport du dioxyde de carbone Il est transporté de 3 façons différentes : - - A l’état dissous dans le plasma Sous forme combiné à des protéines : Plasmatique L’hémoglobine Sous forme d’ion HCO3 (dicarbonate) 4. Le contrôle nerveux des mouvements respiratoires Lorsqu’on sectionne les nerfs innervant les muscles respiratoires, les poumons cessent de fonctionner. Le fonctionnement des poumons n’est donc pas automatique, mais est sous l’influence de message nerveux provenant du bulbe rachidien. Une étude précise a permis de localiser dans la partie dorsale du bulbe rachidien le contre nerveux qui contrôle l’activité respiratoire. Ce centre est appelé « centre inspiratoire ». 17 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 a) Le fonctionnement du centre nerveux inspiratoire Le centre inspiratoire a un fonctionnement automatique. Les messages nerveux émis par ce centre, parcours les nerfs intercostaux et phréniques qui stimulent respectivement les muscles intercostaux et le diaphragme. Bulbe rachidien C1 Augmentation de l’intensité des messages nerveux Stimulation des nerfs intercostaux Stimulation des nerfs phréniques Contraction du diaphragme Contraction des muscles intercostaux Augmentation du volume de la cage thoracique Augmentation INSPIRATION (Augmentation rythme et intensité des mouvements respiratoires) Lorsque le centre inspiratoire n’est plus stimulé, les muscles se relâchent, ce qui entraîne une diminution du volume de la cage thoracique et l’expiration. 18 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 b) La commande volontaire La commande automatique des muscles respiratoires peut être complétée par une commande volontaire. On peut décider à tout moment de modifier son rythme respiratoire voir même s’imposer un arrêt respiratoire. Cette commande nerveuse est sous contrôle du cortex cérébral. Partie A 3 : La fonction digestive Pour satisfaire ses besoins en nutriment et en énergie, l’homme doit absorbée les aliments et les transformé. La digestion est un ensemble de transformation mécanique et chimique des aliments en nutriments. Les transformations mécaniques permettent la réduction des aliments grâce au processus de mastication, de déglutition, et de péristaltisme. Les transformations chimiques correspondent à a des réactions chimiques qui se déroulent grâce à l’action des enzymes contenues dans les sucs digestifs. Les aliments sont généralement des grosses molécules (glucides, lipides, protides) incapable de traversé les membranes cellulaires. Il faut donc les dégradés. Les nutriments sont des petites molécules assimilables par l’organisme qui pourront ainsi franchir la paroi du tube digestif et passé dans le milieu intérieur sans les lymphes. Les substances non accumulables sont évacués par les selles. I. Anatomie et histologie de l’appareil digestive L’appareil digestif comprend 2 grandes parties : - Le tube digestif Les organes annexes du tube digestif 1. Le tube digestif C’est un long conduit de 10 à 12m de long qui s’étend de l’entrée de la bouche à l’anus. Il comprend un ensemble de 7 organes : la bouche, le pharynx, l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle, le gros intestin et le rectum. 19 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 La paroi du tube digestif est constituée principalement de 4 couches de tissu. De l’intérieur vers l’extérieur, on distingue : - Une muqueuse Une sous muqueuse Une musculeuse (constitué de fibres musculaires) La séreuse qui n’est présente que dans les organes de la cavité abdominale où elle prend le nom de péritoine. C’est une membrane fine sécrétant un liquide aqueux permettant le glissement des viscères. Selon l’organe du tube digestif, ces 4 couches ne présentent pas le même aspect. 20 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 2. Les organes annexes du tube digestif Ceux sont les glandes salivaires, le foie et la vésicule biliaire, et le pancréas. Paroi du tube digestif II. Physiologie digestive 1. De la bouche à l’estomac a) Les phénomènes mécaniques La mastication : les dents coupent, déchirent et broient les aliments se trouvant dans la bouche. la langue mélange les aliments avec la salive, on parle alors de bol alimentaire. La déglutition : le réflexe de déglutition est déclenché par l’arrivée du bol alimentaire dans le pharynx = le temps pharyngien. Lors de la déglutition, l’épiglotte empêche au bol alimentaire d’allé dans les voies respiratoires. Le bol alimentaires passe dans l’œsophage = le temps œsophagiens. Après l’entrée du bol alimentaire dans l’œsophage, le larynx s’abaisse, et ouvre les voies respiratoires. Le péristaltisme : des ondes de contraction musculaire font descendre le bol alimentaire dans l’œsophage jusqu’à l’estomac. Ces ondes se déplacent de proche en proche, et ce processus s’observe au niveau de tous les segments du tube digestif. 21 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 De la bouche à l'estomac: Réflexe de déglutition et péristaltisme oesophagien. (1) le réflexe de déglutition est déclenché par l'arrivée du bol alimentaire dans le pharynx. (2) Le sphincter oesophagien supérieur, ordinairement fermé par contraction musculaire, se relâche et permet au bol d'entrer dans l’oesophage Le larynx, partie supérieure des voies respiratoires, se déplace vers le haut et renverse l'épiglotte sur la glotte, ce qui empêche le bol alimentaire de s'introduire dans la trachée. (3) Après l'entrée du bol dans l'oesophage, le larynx s'abaisse et ouvre les voies respiratoires. Des ondes de contraction musculaires (péristaltisme) font descendre le bol dans l'oesophage jusqu'à l'estomac. b) Les phénomènes chimiques La salive est une sécrétion aqueuse contenant du mucus, des ions minéraux, des enzymes. Elle est produite par 3 paires de glandes salivaires : parotides, sublinguales et sous-maxillaires. Parmi les enzymes on distingue l’amylase salivaire qui hydrolyse les grosses molécules de glucides en molécules plus petites. La salive joue d’autres rôles : - Un rôle antiseptique Elle humidifie les aliments pour faciliter la déglutition Neutralise l’acidité dans la bouche La sécrétion des glandes salivaires est sous contrôle du système nerveux végétatif. La production de salive peut se faire par anticipation sous l’action de divers stimuli. 22 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 2. Au niveau de l’estomac a) Les phénomènes mécaniques Les aliments vont s’accumuler dans le corps et l’antre de l’estomac. Les ondes de contraction débutent au niveau du corps de l’estomac pour se propager vers l’antre. Les aliments sont ainsi brassé, mélanger aux sécrétions gastrique pour formé le chyme. Des contractions de l’antre permettent la vidange gastrique. Le pylore ne s’ouvre que lorsque le contenu gastrique aura atteint un degré d’acidité suffisant. Cette vidange est contrôlée par des phénomènes nerveux et hormonaux. b) Les phénomènes chimiques Le suc gastrique est une sécrétion constitué d’eau, d’acide chloridrique et d’enzyme. Au niveau de l’estomac ceux sont les protéines qui vont subir des modifications. Une enzyme appelé pepsine est une protéase qui falsifie les protéines en polypeptides. L’estomac sécrète du mucus qui protège la muqueuse gastrique contre l’agression de l’acide chloridrique et de la pepsine. L’estomac sécrète un facteur intrinsèque nécessaire à l’absorption intestinale de la vitamine B12. L’acide chloridrique (HCl) transforme le bol alimentaire en chyme. Il acidifie, désinfecte le chyle, permet l’activité de la pepsine et l’ouverture du pylore. La commande de la sécrétion gastrique est sous contrôle nerveux et hormonale. 3. Au niveau de l’intestin grêle C’est au niveau de l’intestin que vont s’effectuer l’essentiel de la digestion et l’absorbation intestinale. L’intestin grêle est composé de 3 parties : duodénum, jéjunum et l’iléon. a) Les phénomènes mécaniques On observe différents mouvements : - Des mouvements de la muqueuse intestinale permettant un contact entre le chyme et la muqueuse Des mouvements de brassage permettant de faire progresser le chyme dans l’intestin grêle. 23 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 b) Les phénomènes chimiques Ces phénomènes sont dus à l’action conjuguée du suc intestinale, du suc pancréatique et de la bile. - Action du suc intestinale : sa sécrétion est déclenchée par l’irritation de la muqueuse, par le chyme acide. Il est constitué d’eau, de mucus et d’enzyme. Parmi ces enzymes on distingue : Des enzymes qui simplifient les glucides en sucre simple (les oses) Des enzymes qui simplifient des petits peptides en AA Des enzymes qui simplifient les lipides en glycérol et en acide gras. Certains glucides ne sont pas transformés, comme par exemple la cellulose. - Action du suc pancréatique : il est fabriqué par la partie exocrine du pancréas au niveau des acini. C’est un liquide constitué d’eau, de sels minéraux et de bicarbonate. Les bicarbonates réduisent l’acidité du chyme qui vient de l’estomac. Ce suc contient de nombreuses enzymes ne pouvant agir qu’en milieux basique. Par les enzymes on distingue : Des enzymes qui hydrolysent des glucides complexes en glucides plus simples Les protéases qui simplifient les protéines en petits peptides Des enzymes qui hydrolysent les lipides : une lipase La sécrétion du suc pancréatique est déclenché par l’arrivé du chyme dans le duodénum selon 2 mécanismes : - un nerveux un hormonale Action de la bile : elle est sécrétée de manière continue par le foie et stocké dans la vésicule biliaire. C’est un liquide contenant de l’eau, de sels minéraux, du mucus, des pigments, des sels biliaires. La bile ne contient pas d’enzymes, et agit essentiellement sur les lipides en les fractionner, en les émulsionnant afin de permettre leur absorbation au niveau intestinale. Elle va jouer un rôle essentiel dans l’élimination de substances étrangères. Sa sécrétion dépend de mécanismes nerveux et hormonaux. Il se forme ce qu’on appelle des calculs biliaires. c) L’absorption intestinale A l’issu de la digestion, l’intestin grêle contient de l’eau, des ions, des vitamines, des oses (sucres simples), AA, acide gras & glycérol. Ces nutriments vont passer à travers la paroi intestinale pour passé dans le sang ou la lymphe. L’intestin grêle est l’organe principal de l’absorption des nutriments. Ce processus est facilité : - Par la longueur de l’intestin grêle Par la structure de la muqueuse intestinale : elle est constitué de petits replis appelé « villosité » qui augmente de façon considérable la surface de l’intestin Par la structure des cellules intestinales appelé « entérocytes ». Ces cellules possèdent au niveau de leur pôle apical, une membrane présentant des microvillosités qui augmentent considérablement la surface d’échange au niveau de l’intestin. 24 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 L’absorption intestinale se fait : - Vers les vaisseaux sanguins (eau, vitamines, sels minéraux, AA…) Vers les vaisseaux lymphatiques pour les acides gras et le glycérol d) Au niveau du gros intestin Il présente différents segments avec l’appendice, le colon, et le rectum qui représente la partie terminale. Le gros intestin est le siège de la réabsorption de l’eau et des électrolytes qui n’ont pas été absorbés au niveau de l’intestin grêle. Un très grand nombre de bactéries colonisent le gros intestin. Elles dégradent les substances non digérable par des phénomènes de putréfaction et de fermentation. C’est le lieu où se déroule le transit intestinal. Les fibres alimentaires favorisent ce transit. Les résidus alimentaires progressent dans le gros intestin vers l’anus grâce à des ondes péristaltique qui sont lentes mais puissantes. Ces résidus sont donc expulsés, ce qu’on appelle la défécation. L’hydratation des selles conditionnent leur aspect. 25 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 26 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 Partie A 4 : Fonction d’excrétion Introduction L’excrétion correspond l’ensemble des processus conduisant à l’évacuation à l’extérieur de l’organisme vivant de substances de différentes formes : solides, liquides, gazeuse, issus du fonctionnement des cellules. Ces substances sont devenues inutile ou toxique pour l’organisme. Les glandes sudoripares, rejettent de l’eau et des ions ainsi que les glandes salivaires. Mais les organes de l’excrétion sont : - Les poumons : qui rejettent du CO2, Le foie : qui rejette de nombreux produits toxiques dans la bile Le gros intestin qui rejette des excréments Les reins qui filtrent et assurent l’épuration du sang en éliminant les déchets métaboliques qui seront excrété par le système immunitaire (SI). I. Généralité sur le système urinaire 1. Composition de l’appareil urinaire L’appareil urinaire est composé de 2 reins, lieu de production de l’urine. Il est composé également de 2 uretères, de la vessie et de l’urètre. Les uretères et l’urètre ont une fonction de conduction de l’urine, et la vessie à une fonction de réservoir. Tout cela se passe autour du rein. a) Structure du rein A cause de la présence du foie, le rein droit est situé plus bas que le rein gauche. Chaque rein est recouvert d’une glande appelé « glande surrénale ». Le rein est un organe très richement irrigué, il reçoit du sang par l’artère rénale. Le sang quitte le rein par la veine rénale. b) Coupe anatomique du rein Le rein est constitué de plusieurs zones : - Une zone externe dite cortical ou « cortex rénale » Une zone médullaire centrale : cette région est formée de zones triangulaires appelées « pyramide de Malpighi Un bassinet : tube en forme d’entonnoir qui se divise en calice 27 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 2. Le sang et l’urine : comparaison des constituants a) Des résultats d’analyse La comparaison de la composition du plasma et de l’urine permet de distingué 3 gds groupes de substances : - Des substances spécifiques du plasma mais absente de l’urine, ce qui prouve que le rein joue un rôle de filtre sélectif Des substances spécifiques de l’urine mais absente dans le plasma, ce qui montre que le rein a un rôle sécréteur Des substances présentes dans l’urine et dans le plasma, mais beaucoup plus concentré dans l’urine b) Les fonctions du rein Les reins ont de multiples fonctions : - - Ils assurent le maintient de l’homéostasie dans l’organisme : le maintient de l’équilibre acido-basique correspondant au pH du sang Le maintient de l’équilibre hydroéléctrolyte : ça correspond au maintient de la concentration de substance minérale (Na, Ca, K…) Ils permettent l’élimination de substances endogènes : ceux sont des produits de dégradation du métabolisme (ex : la dégradation des protéines) Ils permettent l’élimination de substances exogènes : les médicaments, les antibiotiques… Ils sécrètent certaines hormones, notamment la rénine Les reins assurent 2 grandes fonctions essentielles : - Une fonction endocrine qui correspond à la production d’hormone Une fonction exocrine qui correspond à la production et à l’excrétion d’urine II. Physiologie du rein 1. La formation de l’urine Le rein est constitué d’unité structurale et fonctionnel appelé « néphron ». a) Le néphron : unité structurale du rein (p.382) Un néphron est constitué des éléments suivants : - Un glomérule, appelé glomérule de « Malpighi » : il se situe au niveau du cortex rénale et comprend : La capsule de Bowman Un glomérule capillaire 28 07.10.09 UE.2.2.S1 - Compétence 4 Un appareil tubulaire situé au niveau du cortex e de la zone médullaire. C’est un appareil constitué d’une succession de tubes : Tube contourné proximal (TCP) Anse de Henlé Tube contourné distal (TCD). Chaque tube contourné distal va déboucher dans un canal, appelé tube collecteur. Tous les tubes collecteurs vont déboucher dans un tube commun appelé tube de Bellini qui va rejoindre les voies excrétées de l’urine. Sur chaque néphron se trouve une partie appelée « appareil juxtaglomérulaire ». C’est une structure formé par des cellules du TCD et par l’artériole irriguant les capsules de Bowman b) Le néphron : unité fonctionnelle du rein (p.385) Les reins produisent de 1L à 1,5L d’urine/j. et filtre environ 180L de plasma. La formation de l’urine comporte différentes étapes mettant en jeu les différents segments du néphron : o o o La filtration glomérulaire La réabsorption tubulaire La sécrétion tubulaire - La filtration glomérulaire Le mécanisme C’est un processus au cours duquel le néphron filtre le plasma au niveau du glomérule. Le liquide contenu dans la capsule de Bowman constitue l’urine primitive. Cette filtration est déterminée par une pression appelée « pression efficace de filtration ». Cette pression résulte d’un ensemble de pression existant entre l’artériole et le glomérule. Exemple : une pression de filtration faible entraine un arrêt de la production d’urine. Les substances (électrolytes, glucose) passent au travers du glomérule. Les cellules sanguines et les grosses molécules ne peuvent pas passer. Durant le trajet de l’urine primitive dans les différents segments de l’appareil tubulaire, des mécanismes de sécrétions et de réabsorption vont permettre l’élaboration de l’urine définitive. 29 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 La régulation de la filtration glomérulaire Dans les conditions habituelles il existe un mécanisme d’auto-contrôle de cette filtration. Selon la valeur de la pression artérielle, les muscles de la paroi des artérioles se contractent puis se relâchent se qui permet de déterminer un débit de filtration glomérulaire constant. Il y a des mécanismes hormonaux et nerveux qui interviennent. - La réabsorption tubulaire Le mécanisme La réabsorption est le passage de substances contenu dans l’appareil tubulaires dans les capillaires. Cette réabsorption concerne l’eau, le glucose, les électrolytes et les AA. La régulation de la réabsorption tubulaire La réabsorption de l’eau est régulée par l’ADH = Hormone antidiurétique. Un taux d’ADH élevé entraîne une augmentation de la réabsorption d’eau et donc une baisse de la diurèse. La réabsorption du calcium est régulé par la vitamine D par une hormone appelé la « calcitonine », (fabriquée par la thyroïde), et par la parathormone (parathyroïde). La réabsorption du Na (sodium) est régulée par le système rénine-angiotensine-aldostérone. La rénine est une hormone fabriquée par les cellules de l’appareil juxtaglomérulaire, l’aldostérone est une hormone fabriquée par les surrénales, et l’angiotensine est une hormone fabriquée par le foie. C’est un système complexe mais qui permet de maintenir constant la natrémie et surtout la PA. 30 07.10.09 UE.2.2.S1 - Compétence 4 La sécrétion tubulaire Elle correspond à la fabrication de substance produite par les cellules des tubes urinaires. Ces substances sont ensuite éliminer dans l’urine. 2. Le rôle du rein dans le maintien d’équilibre majeur a) Le maintien de la concentration plasmatique (= osmolarité) Grâce à l’existence d’osmorécépteurs présent au niveau d’un organe appelé hypothalamus, le rein intervient donc dans le maintient de la concentration plasmatique de substance en concentrant ou en diminuant l’urines (voir schéma) b) Le maintien du pH Le pH normal du sang est de l’ordre de 7,4. Si le pH est inférieur à 7,5 = acidose sanguine. Si le pH est supérieur à 7,5 = alcalose sanguine. Toutes les réactions métaboliques dans l’organisme sont dépendantes du pH. Toute variation du pH va entrainer des modifications. Les variations du pH dans l’organisme peuvent être due a des produits issu/provenant des réactions de dégradation du métabolisme. Ces protéines en se dégradant vont produire des substances : les ions. Le pH sanguin est régulé dans l’organisme par des systèmes appelés « système tampon ». Il existe 3 gds systèmes tampon : - Le tampon des bicarbonates Le tampon des protéines Le tampon des hémoglobines Le plus efficace est le système des bicarbonates. En cas d’acidose métabolique on observe une augmentation de la rétention des bicarbonates au niveau des reins, et en cas d’alcalose métabolique on observe une augmentation des bicarbonates par les reins. 3. L’évacuation de l’urine à partir des reins a) Les voies excrétrices de l’urine - Les uretères C’est un tube musculaire long et étroit qui transporte l’urine du rein à la vessie. Sa paroi est formée de 3 couches de cellules : Une couche de cellules épithéliales permettant la dilatation de l’uretère lors du passage de l’urine Une couche de fibres musculaire permettant la progression de l’urine grâce à leur contraction 31 07.10.09 UE.2.2.S1 - Compétence 4 Une couche de cellules conjonctives La vessie C’est un organe creux de forme sphérique dont la fonction est de stocké momentanément l’urine. Sa paroi est composée de 3 types de cellules : - Une couche de cellules épithéliales permettant la fonction de stockage Une couche de fibres musculaires qui s’épaissi à la partie inférieur de la vessie pour formé le sphincter interne Une couche de cellules conjonctives L’urètre Transporte l’urine de la vessie vers le milieu extérieur. Chez l’homme il a aussi une fonction reproductrice. Dans sa partie inférieur, l’urètre est fermer par une structure appelé sphincter externe. b) La miction Elle correspond à l’élimination de l’urine par la vidange de la vessie. La vessie a une capacité max. d’environ 800mL et lorsqu’elle est remplis d’environ 1/3 le besoin d’uriné se fait ressentir. Des mécano-récepteurs présent dans la paroi de la vessie sont stimulés, ce qui entraîne une contraction des cellules musculaires de la paroi de la vessie et qui conduit à une évacuation de l’urine. La miction est un phénomène qui est déclenché volontairement, mais qui peut être aussi un réflexe. 32 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 PARTIE B : FONCTION REPRODUCTRICE Introduction La vie est transmise de génération en génération par la reproduction sexuée. Cette reproduction suppose un gros fonctionnement des appareils reproducteurs. L’appareil reproducteur est constitué d’un ensemble d’organes qui ont différents rôles : - Ils permettent l’accouplement Ils produisent les cellules reproductrices appelés gamètes (spz, ovules) Ils produisent des hormones (H : testostérone, F : œstrogène et progestérone) Les appareils reproducteurs produisent des sécrétions qui favorisent le transport et l’union des gamètes. I. Les appareils reproducteurs 1. L’appareil génital de la femme a) Anatomie générale Chez la femme on distingue : Les organes génitaux internes (ovaires, trompes, utérus et vagin) Les organes génitaux externes (la vulve, les lèvres) b) Structures et rôle des organes - Les organes génitaux internes Les ovaires Les ovaires sont au nombre de 2. Ils contiennent un grand nombre de petits sacs appelés « follicule » contenant chacun un ovule. Les ovaires ont une double fonction : o o Ils produisent les ovules Ils produisent les hormones (œstrogène et progestérone) Les trompes Les trompes sont aussi appelés « Trompes de Fallope ». Elles recueillent l’ovule après ovulation. C’est à leur niveau que s’effectue la fécondation. La paroi des trompes est constituée d’une muqueuse et de cellules musculaires qui favorisent la progression de l’ovule vers l’utérus. 33 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 L’utérus C’est un muscle creux. Il est constitué de différentes couches de cellules : o o o o L’endomètre = muqueuse utérine, très riche en vaisseaux sanguins Le myomètre, qui a une épaisse paroi musculaire Un revêtement externe La partie inférieure se termine par le col de l’utérus. L’utérus assure la nidation de l’ovule fécondé et le développement du fœtus. Le vagin Il est considérer comme l’organe d’accouplement. Il contient des sécrétions créant un milieu acide, s’opposant à la remonté des bactéries pathogènes. - Les organes génitaux externes : La vulve Les lèvres 2. L’appareil génital de l’homme a) Anatomie générale Chez l’homme on distingue : - Les organes génitaux internes qui comprennent les testicules, les épididymes, les canaux déférents et les glandes génitales Les organes génitaux externes qui comprennent le pénis et scrotum 34 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 b) Structure et rôle des organes - Les organes génitaux internes Les testicules A l’origine les testicules se trouvent dans l’abdomen et vers la 8ème semaine du développement embryonnaire, ils migrent vers le scrotum. Si la descente des testicules n’a pas lieu, il y a risque de stérilité. Chaque testicule contient de nombreux tubes pelotonné appelé « tubes séminifères » dans lesquels naissent les spz. Les testicules ont une double fonction : - Ils produisent des gamètes : les spz Ils produisent une hormone : la testostérone L’épididyme L’épididyme est un canal long et fin dont la fonction est le stockage des spz nouvellement formés. Les spz demeurent dans l’épididyme jusqu’au moment de l’éjaculation. Le canal déférent Il correspond au prolongement de l’épididyme. Il sert à conduire les spz jusqu’à l’urètre en traversant la prostate. Les glandes génitales Parmi les glandes génitales on distingue la prostate, les vésicules séminales. C’est une glande qui produit le liquide séminal, réduisant l’acidité des sécrétions vaginales afin qu’elles ne provoquent pas la destruction des spz. 35 07.10.09 UE.2.2.S1 - Compétence 4 Les organes génitaux externes Le pénis C’est l’organe d’accouplement qui est recouvert d’une membrane extensible appelée le prépuce. Il est constitué de tissus érectiles dont le remplissage par le sang est à l’origine de l’érection. II. Le scrotum Des processus biologiques contrôlés par les hormones 1. Chez la femme L’appareil génital de la femme est caractérisé par un fonctionnement cyclique qui débute à la puberté et s’achève à la ménopause. La durée moyenne d’un cycle est d’environ de 28 jours, et le début du cycle qui est marqué par les menstruations. A chaque cycle se produit une série de transformations complexes qui concernent plusieurs organes et qui sont contrôlées par des hormones. a) Le fonctionnement cyclique de l’appareil génital - Le cycle ovarien A la naissance chaque ovaire contient plusieurs milliers d’ovocyte (ou ovules immature) Les follicules présents au sein de l’ovaire ne sont pas tous au même stade d’évolution. A partir de la puberté jusqu’à la ménopause l’ovaire présente une activité cyclique. Chaque cycle est constitué de plusieurs phases. 36 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 La phase folliculaire : du 1er au 14ème jour Cette phase correspond à la croissance de plusieurs follicules, mais un seul achèvera sa maturation, les autres vont dégénérer. Le 14ème jour, le follicule mur éclate et libère l’ovocyte (futur ovule) dans les trompes : c’est l’ovulation La phase lutéale : 14ème au 28ème jour Le follicule rompu se referme et se transforme en un corps jaune (accumulation de lipides et de pigments jaunes dans le follicule). En l’absence de fécondation, le corps jaune régresse et un nouveau cycle ovarien peut débuter. - Le cycle de l’utérus A chaque cycle, l’endomètre subit une série de modifications. 37 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 Menstruations : du 1er au 4ème jour La muqueuse utérine est détruite partiellement lors de la menstruation. Les vaisseaux sanguins se dilatent et leur paroi éclatent, d’où écoulement du sang. La muqueuse a une épaisseur inférieure à 1 mm. Phase de prolifération L’endomètre se régénère et se creuse de glandes en tubes. Les vaisseaux se développent et vers le 14ème jour, l’épaisseur de la muqueuse est d’environ 3 mm. Phase de sécrétion L’endomètre s’épaissi (il atteint 5 à 6 mm). Les glandes se développent et fabriquent du glycogène : nutriment pour l’éventuel embryon. Les vaisseaux sanguins se développent et la muqueuse utérine à un aspect de dentelle utérine. A ce stade, l’endomètre présente une structure favorable à l’accueil d’un embryon. En l’absence de fécondation : la muqueuse utérine se détruit partiellement, les vaisseaux sanguins se dilatent, et leur paroi se rompt : c’est la menstruation. En cas de fécondation : la muqueuse utérine se maintient b) Les hormones sexuelles féminines - La sécrétion cyclique des hormones ovariennes L’ovaire produit deux types d’hormones : Les œstrogènes o o o L’œstradiol L’œstrone L’oestriol Les œstrogènes sont sécrétés tout au long du cycle par les follicules en croissance et par le corps jaune. La progestérone : sécrétée par le corps jaune pendant la phase lutéale. La production d’hormones ovariennes est cyclique. - Les principales actions des hormones ovariennes L’action des œstrogènes Les œstrogènes stimulent le développement de la muqueuse utérine. Elles favorisent l’apparition et le développement des caractères sexuels secondaires. 38 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 L’action de la progestérone Elle agit sur la muqueuse utérine et la prépare à la nidation. C’est l’hormone qui va stimuler la production de lait. c) Le contrôle hormonal de l’activité des ovaires Ce contrôle se fait à 2 niveaux : - Au niveau de l’hypothalamus Au niveau de l’hypophyse L’hypothalamus et l’hypophyse sont 2 glandes endocrines situées à la base du cerveau. L’hypothalamus est relié à l’hypophyse par une tige : la tige pituitaire. L’ensemble forme un complexe appelé complexe hypothalamo-hypophysaire. 39 07.10.09 UE.2.2.S1 - - Compétence 4 Le contrôle par l’hypophyse : au début de la puberté, l’hypophyse produit 2 types d’hormones : La FSH (Follicule Lutéale Hormone) : elle intervient dans la maturation des follicules et agit donc sur la sécrétion des œstrogènes. La LH : elle déclenche l’ovulation grâce à un pic de sécrétions en fin de phase folliculaire. Elle provoque la transformation du follicule éclaté en un corps jaune. Elle stimule principalement la sécrétion de progestérone. Le contrôle par l’hypothalamus : l’hypothalamus agit sur l’hypophyse par l’intermédiaire d’une hormone appelée GnRH. d) La régulation des cycles (Cf. TD 5) Le complexe hypothalamo-hypophysaire peut être contrôlé par des stimulus externe. En effet l’hypothalamus est constitué de neurones qui peuvent donc communiquer avec d’autres régions du cerveau percevant des infos sur le milieu environnent. D’autres hormones sexuelles féminines interviennent : - La prolactine qui stimule le début de la croissance des glandes mammaires L’ocytocine qui provoque les contractions rythmique de la muqueuse utérine pendant l’accouchement 40 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 2. Chez l’homme Il n’existe pas chez l’homme de cycles sexuels comparables à ceux de la femme, cependant la physiologie sexuelle masculine est sous dépendance d’hormones. a) Les fonctions du testicule Les testicules assurent une double fonction : Produire des spz Produire une hormone : la testostérone - La production de spz Cette production débute à la puberté et se déroule durant toute la vie de façon continue. A la périphérie des tubes séminifères se trouvent des cellules qui se multiplient activement et qui se transforment pour devenir les futurs spz. A ce stade les spz ne sont pas encore fonctionnels. Ils rejoignent l’épididyme où ils vont être stockés et où ils vont acquérir leur mobilité. - La production d’une hormone : la testostérone Entre les tubes séminifères se trouvent d’autres cellules qui produisent la testostérone. On les appelle les cellules interstitielles. b) Le contrôle de l’activité testiculaire Comme chez la femme, on constate que le complexe hypothalamo-hypophysaire contrôle l’activité testiculaire. - Le contrôle par l’hypophyse A partir de la puberté, l’hypophyse produit 2 types d’hormones : - La FSH : cette hormone stimule la production des spz au niveau des tubes séminifères La LH : cette hormone stimule les cellules interstitielles et par conséquent la sécrétion de testostérone. Le contrôle par l’hypothalamus L’hypothalamus agit sur l’hypophyse par l’intermédiaire de l’hormone GnRH. Il est stimulé par des facteurs externes comme chez la femme. 41 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 PARTIE C : LA FONCTION LOCOMOTRICE Introduction L’appareil locomoteur est un ensemble d’organes qui assurent chez les animaux, le mouvement et le déplacement. L’appareil locomoteur comprend : - Le squelette Les articulations Les muscles I. Le squelette Il constitue la charpente du corps humain et constitué d’os relié par des articulations. 42 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 1. Etude des os Les os remplissent de nombreuses fonctions : - Une fonction de soutien Un rôle de protection des organes internes Un rôle de mouvement Rôle dans l’homéostasie des minéraux Les os représentent un réservoir de Ca et de phosphore. Ils jouent un autre rôle dans l’hématopoïèse (= consiste à la formation des cellules sanguines). a) Les différents types d’os On distingue 3 catégories d’os : Les os plat : omoplate, os du crâne… Les os court : la rotule, vertèbre, carpe… Les os long : fémur, humérus… b) Structure des os Un os comprend : - - Une partie centrale appelé « Diaphyse » formé d’os compact et entouré d’une membrane appelé « périoste ». La diaphyse comporte une cavité centrale médullaire dans laquelle se trouve la moelle jaune. Elle possède des trous nourriciers encrée des vaisseaux sanguins Deux extrémités « les épiphyses » recouvert de cartilage articulaire. Elles sont constituées d’os spongieux et de moelle rouge dans laquelle se forment les cellules du sang. La ponction de moelle permet de décelé des maladies sanguine comme la leucémie. 43 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 c) Le tissu osseux C’est un tissu conjonctif spécialisé, dure, plus ou moins dense, constitué de cellules et de substances fondamentale. La substance fondamentale est constituée : - De substance organique De substances minérales L’os est le réservoir le plus riche de l’organisme en éléments minéraux. Il existe 3 types de cellules osseuses : Les ostéoblastes responsables de la formation des tissus osseux Les ostéocytes (« vieux ostéoblastes ») : ces cellules sont complètement entourées de matrice osseuse qui s’est minéralisé Les ostéoclastes : ceux sont des cellules volumineuses responsables de la résorption du tissu osseux. Il existe un équilibre entre la formation des tissus osseux par les ostéoblastes et sa destruction par les ostéoclastes. Cet équilibre est indispensable pour obtenir un os de bonne constitution. Dans le cas de l’ostéoporose il y a un déséquilibre, l’os se fragilise et il peut y avoir des fractures. d) La croissance de l’os La croissance en épaisseur des os est assurée grâce au périoste. La croissance en longueur se fait à partir du cartilage en conjugaison. Ce cartilage n’est présent que dans les os long de l’enfant. Cette croissance est due à la prolifération des cellules qui constitue le cartilage de conjugaison. Ce cartilage va progressivement se calcifier et se transformer en os. A l’âge adulte, il n’y a plus de cartilage de conjugaison. De nombreux facteurs jouent un rôle important dans la formation, la croissance, la maturation de l’os. On a des facteurs génétiques : maladie des os de verre (ou ostéogenèse imparfaite) des facteurs mécaniques : immobiliser des facteurs vasculaires des facteurs métaboliques 44 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 e) Les atteintes osseuses - Déformation de la colonne vertébrale Retard d’ossification Décalisification grâce au Ca ou alors l’organisme fixe mal le Ca L’ostéoporose Les trous de la croissance : nanisme, gigantisme 2. Anatomie du squelette http://pagespro-orange.fr/medortho/nomenclature/accueil.htm a) La tête Elle se compose de deux groupes osseux : - - La boîte crânienne : elle protège l’encéphale. Elle est formée d’os plats soudés entre eux. Chez le nourrisson les fontanelles sont des espaces membraneux, mous, qui permettent la croissance du cerveau La face 45 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 b) Le tronc - Le rachi (=colonne vertébrale) : la colonne vertébrale assure le maintient et supporte le crâne. Elle est constituée de deux vertèbres et on distingue 5 régions : Vertèbre cervical Vertèbre dorsal Lombaire Sacrum Sacrée (coccyx) La colonne vertébrale représente 4 courbures : Cyphose : courbure vers l’avant Lordose : courbure vers l’arrière Entre les vertèbres se trouvent des disques formant des lésions élastiques. Ils sont capable de se déformés et jouent le rôle d’amortisseur. - Les côtes : c’est un ensemble de 12 paires d’os plats. On distingue 7 paires de vraies côtes rattachées directement au sternum, 3 paires de fausses côtes rattachées directement au sternum, et 2 paires de côtes flottantes. - Le sternum : os plat qui forme avec les côtes la cage thoracique 46 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 c) Les membres - Les membres supérieurs : ils se divisent en 3 gdes parties : Le bras : avec l’os long qui est l’humérus L’avant bras : cubitus er radius La main qui se divise elle-même en poignet (les carpes), les paumes (métacarpes), les doigts (les phalanges) - Les membres inférieurs : ils se divisent en 3 gdes parties La cuisse : le fémur La jambe : tibia et péroné Le pied qui se divise en 3 parties : la cheville (tarse), la plante (métatarse), les orteils (phalanges) Les membres sont rattachés au tronc par des ceintures : La ceinture scapulaire : elle forme l’épaule qui est constitué de l’omoplate, clavicule et humérus La ceinture pelvienne : elle forme le bassin qui est formé de 3 os ; le sacrum et les 2 os iliaques 47 07.10.09 UE.2.2.S1 II. Compétence 4 Les articulations 1. Généralités Une articulation est une jonction entre un ou plusieurs os. Elle permet une certaine mobilité du squelette. Chaque articulation est spécifique du mouvement qu’elle doit effectuée et de la forme de l’os sur laquelle elle est fixée. 2. Les différents types d’articulations a) Les articulations immobiles (= synarthrose) Elles sont fixées et n’ont pas de mobilité (Ex : os du crâne). Elles ne possèdent pas de ligaments et servent à maintenir les os en bonne position. b) Les articulations semi-mobiles (= amphiarthrose) Elles permettent des mouvements limités. Les os sont reliés par des disques cartilagineux +/- épais. Ex : articulation observé entre 2 vertèbres, entre les côtes et les vertèbres, entre les côtes et le sternum. Ces articulations possèdent des ligaments court et puissant. 48 07.10.09 UE.2.2.S1 Compétence 4 c) Les articulations mobiles (= diarthrose) Elles permettent une grande mobilité (ex : articulation de l’épaule) et différents éléments sont caractéristiques d’une articulation mobile. Une articulation mobile est constituée : - De 2 surfaces articulaires recouvertes de cartilage articulaire lisse et huilé permettant le glissement des os. L’espace entre ces 2 surface est appelé « cavité articulaire ». De capsule articulaire qui permet de maintenir les articulations Des ligaments Les tendons Certaines articulations possèdent des prolongements cartilagineux : les ménisques. Ces articulations possèdent/contiennent un liquide appelé synoviale secrété par une membrane synoviale. Ce liquide lubrifie les articulations. 3. Les accidents des articulations Ceux sont essentiellement des entorses et des luxations. Une entorse est une lésion de l’articulation, il y a déchirure d’un ou plusieurs ligaments. L’articulation n’est plus stable, elle est douloureuse, gonflé. La luxation correspond à un déboitement complet de l’articulation. Les ligaments sont rompus et les muscles touchés. C’est douloureux et aucun mouvement n’est possible. III. Les muscles Structure, contraction, et jonction neuromusculaire : voir cours précédent Les muscles de l’appareil locomoteur sont des muscles striés squelettique capable de se contracter volontairement pour assurer le mouvement. 49
