Fiche 3 Système Cardiovasculaire

FICHE 3 / SYSTEME CARDIOVASCULAIRE
Introduction
Homéostasie
Grandeur régulée
sa valeur effective est comparée à une valeur de consigne
par l’organisme
 pression artérielle (cte, mais l’amplitude de
ses variations est moindre que celle du débit
cardiaque)
Circulation sanguine
La diffusion suffit à assurer les apports en dioxygène et en
nutriments aux cellules lorsque la distance à parcourir est
≤ 100 μm
 à travers la membrane alvéolo-capillaire
 à travers les capillaires périphériques jusqu’aux
cellules consommatrices de ce dioxygène.
Mécanismes de régulation
tendent à réduire l’écart entre la valeur effective et la
valeur de consigne par un système de rétroaction
négative (feedback négatif)
 débit cardiaque (régule PA)
La convection (mouvement de fluide) forcée est
indispensable dans les organismes pluricellulaires pour
véhiculer les substances à proximité des cellules
 depuis l’air ambiant jusqu’aux alvéoles
pulmonaires sous forme gazeuse grâce à l'action
du système ventilatoire
 après liaison à l'hémoglobine, par convection
forcée sanguine
Anatomie fonctionnelle
Multiples types de transport : nutriments, dioxygène, dioxyde de carbone, cellulaires (défense immunitaire), produits du
métabolisme pour une excrétion rénale, électrolytes et systèmes tampons (régulation de l'osmolarité et du pH),
hormonaux, calories
Deux circulations en série : circulation pulmonaire (petite circulation, oxygénation du sang) et la circulation systémique
(grande circulation, irrigation des tissus périphériques)
Pompe
Cœur :
 cœur droit (propulse le sang dans la circulation pulmonaire)
 cœur gauche (propulse le sang dans la circulation systémique)
Réseau de distribution
Artères
Sites d’ajustement de la résistance à
Artérioles (et veinules)
l’écoulement du sang
Site d’échange par diffusion
Capillaires
Collecteur à capacité variable
Veines
Circulation systémique
VG  aorte  artères élastiques (tronc, cerveau, membres sup et inf)  artères musculaires de petit calibre  artérioles 
capillaires  veinules  veines  VCI et VCS  OD
cerveau
artères carotides et les artères vertébrales
membres supérieurs
artères sous-clavières puis axillaires et humérales
coeur
artères coronaires
poumons
artères bronchiques
abdomen
artères hépatique (pour le foie), mésentériques supérieure et inférieure (pour l’intestin),
splénique (pour la rate), rénales (pour les reins)
foie
l’artère hépatique et par la veine porte(transport des nutriments avant métabolisme par le foie)
petit bassin et membres inf
l’artère iliaque primitive droite et l’artère iliaque primitive gauche
Débits des deux pompes


nécessairement identiques dans les circulations pulmonaire et systémique (ainsi que dans chaque secteur circulatoire):
environ 6 L/ min
(cas contraire : le sang s’accumulerait dans un des deux systèmes collecteurs et ferait défaut dans l’autre avec comme
conséquence un désamorçage de la pompe ventriculaire en aval)
Attention : une petite partie du sang veineux de la circulation systémique (correspondant à certaines des veines drainant la
circulation coronaire et la circulation bronchique) ne retourne pas dans l’oreillette droite mais dans l’oreillette gauche
 la circulation pulmonaire est « shuntée » et l’on parle, à ce propos de shunt anatomique expliquant que le débit
systémique soit plus élevé de quelques % que celui de la circulation pulmonaire
 Remarque : lorsque l’on se pose la question du rôle physiologique de l’égalité des débits entre la circulation
pulmonaire et la circulation systémique dans le fonctionnement du cœur, on néglige l’existence de ce shunt
Pressions des deux pompes


Les pressions ventriculaires droites sont basses par rapport à celles du ventricule gauche
La pression dans l’artère pulmonaire est plus basse que celle de l’aorte.
 Cette (quasi) égalité de débit avec des pressions différentes entre les deux circulations s’explique par des résistances à
l’écoulement du sang plus élevées dans la circulation systémique que dans la circulation pulmonaire.
 Pour vaincre les résistances (dites périphériques) et permettre l’écoulement du flux sanguin, le ventricule gauche doit
élever davantage la pression hémodynamique que le ventricule droit. Le travail fourni par le ventricule gauche pendant
un cycle cardiaque est plus élevé que celui du ventricule droit.
Les tissus périphériques sont placés en parallèle dans la circulation systémique tandis que le poumon est placé en série
entre le coeur droit et le coeur gauche. Pour chacun des tissus périphériques dont les circulations sont placées en
parallèle, on parle de circulations régionales (ou locales).
La fraction extraite de dioxygène n'est pas identique dans tous les tissus périphériques de sorte que la consommation
locale en dioxygène n'est pas proportionnelle aux débits locaux.
Débits métaboliques
Pour certains tissus, la quantité de dioxygène extraite est
primordiale pour leur fonctionnement :
exemple : le muscle cardiaque, les muscles striés
Débits fonctionnels
Pour d’autres tissus, la valeur quantitative du débit (davantage
que le contenu en dioxygène) est essentielle à leur
fonctionnement
exemple : le foie, les reins
Description fonctionnelle du cœur
Cœur : 4 cavités + 4 valves (qui empêchent le reflux sanguin)
Remplissage ventriculaire
Ejection ventriculaire
Valves tricuspides (droite) et mitrales (gauche) ouvertes
Valves tricuspides (droite) et mitrales (gauche) fermées
Valves sigmoïdes fermées
Valves sigmoïdes ouvertes
Ventricules relachés
Ventricules contractés
Poreillettes > Pventricules
Pventricules > Partères (aorte et pulmonaire)
Cycle cardiaque : remplissage + contraction ventriculaire + relaxation
Valves mitrale et tricuspide : entre oreillettes et ventricules
Valves sigmoïdes : entre ventricule et artères
La fermeture des valves est indispensable pour empêcher le sang de refluer des ventricules vers les oreillettes durant la phase d’éjection et
des artères vers les ventricules durant la phase de remplissage ventriculaire.
Les deux pompes en parallèle que constituent les deux ventricules fonctionnent à un débit identique (au shunt anatomique près) mais à des
pressions différentes.
Sang veineux
caves Circulation pulmonaire : dans les veines pulmonaires
(oxygéné)
Circulation lymphatique
naît de vaisseaux capillaires présents dans les tissus à proximité des vaisseaux capillaires sanguins  vaisseaux
lymphatiques collecteurs  vaisseaux lymphatiques afférents des ganglions lymphatiques  vaisseaux lymphatiques
efférents  vaisseaux lymphatiques de gros calibre  veines systémiques
pas un circuit circulaire mais un réseau collecteur qui vient se surajouter au système veineux systémique
Circulation systémique :
(désoxygéné)
dans
les
veines
la lymphe :

provient du léger déséquilibre dans les échanges liquidiens entre le secteur vasculaire et le tissu entourant les
cellules (l’interstitium), car la filtration de l’eau plasmatique à partir des capillaires sanguins est supérieure à sa
réabsorption par ces mêmes capillaires

débit de lymphe = 3L/24h, très faible par rapport au débit cardiaque

composition très proche de celle de l’eau plasmatique

rôle physiologique important par les transports qu’elle permet de la périphérie vers les veines de gros calibre

physiopathologie : impliquée dans des processus inflammatoires, infectieux et tumoraux.
Circulation systémique
Artères
Description
Propriétés
Rôle
Débit
Pression
Vitesse
- riches en fibres
élastiques
- paroi épaisse
- compliance (plus
faible que celle des
veines)
Elasticité :
- peut emmagasiner
le volume lors de
l’éjection
ventriculaire
- propulse ce
volume lors de la
relaxation
ventriculaire

pression
et
transformation du
débit pulsatile en
débit continu
Artérioles
(+ artères de calibre
intermédiaire)
- Riches en CML
- Petit diamètre
- R très élevée (2/3
des
R
périph.
totales), ajustable
Capillaires
Veinules
- Paroi perméable
- en parallèle
- petit diamètre
- R élevée
Faible vitesse
circulation
-  pression +++
- contrôle PA et
débit régional
Echanges tissulaires
Compliance = capacitance
Distensibilité
C = ΔV/ΔP
Détermine la P dans un vaisseau
Pvasc = (Vs - Vr)/C + Pext
Vs : volume contenu dans le vaisseau
Vr : volume au repos
paroi
mince,
déformable
- compliance +++
- Scap = 1000 x Saorte
Vasomotricité :
- VC : contraction
CML
- VD : relaxation
CML
Très élevée
Veines
de
Distensibilité +++
Maintien d’une P
suffisante dans les
capillaires
Identique (6L/min dans tous les compartiments)
 progressive (attention : cette diminution n’est pas régulière)
Faible
Résistance
4
Loi de Poiseuille : R=8ηL/πr
Dépend de la viscosité η (donc de
l’hématocrite) et du rayon du
vaisseau ( du rayon d’un facteur 4
  R d’un facteur 256) et de L
Q=ΔP/R  la vasomotricité permet
de modifier R et de contrôler Q ou P
Structures vaisseaux (sauf capillaires) : trois tuniques
Endothélium
Média
Au contact du sang
CML + MEC à fibres élastiques
Stockage sang
Elevée
Vitesse
V=Q/S
S est la section cumulée de tous les
vaisseaux d’un compartiment
Adventice
Vasomotricité artériolaire
Rôles VM :
adapter valeur des R périph. tot. au fonctionnement du cœur et à la régulation de la PA
adapter aux besoins la PA et le débit circulatoire dans un territoire spécifique
Transduction des signaux reçus par les CML
Réponse CML
Second messager
Mécanisme
VC : contraction
Ouverture de canaux calciques dans la membrane plasmique
 Ca2+ cytosolique
- VOC : activés par dépolarisation
- ROC : contrôlés par protéine G
VD : relâchement
GMPc
Produit par guanylate cyclase activée par NO
AMPc
Produit en réponse à la fixation de PGI2 sur son récepteur mb.
Régulations intrinsèques à la paroi vasculaire (local / régional) : proviennent de la paroi elle-même
Régulations intrinsèques
Autorégulation myogénique
Hyperhémie fonctionnelle
Régions concernées
Reins, cerveau
Muscles
Action
Directe
Stimulus
 P dans le vaisseau
  tension mb. CML
 O2,  CO2,  H+,  lactates…
suite à  activité musculaire

métabolites
locaux :
prostaglandines,
histamine,
adénosine…
 médiateurs locaux (paracrines)
Réponse
Ouverture canaux Ca2+
 VC
VD
VD dépendante du flux
Indirecte : dépendante de
l’endothélium
 Q   forces de cisaillement
sur l’endothélium
 Ca2+ cytosolique
 activation NO synthase
 sécrétion NO (médiateur
paracrine ; tonus VD basal
intrinsèque))
Action intracellulaire du NO
(liaison récépteur cytosolique
guanylate cyclase)  GMPc
 VD
 R  maintien de P (local)
Conséquences
 R  maintien de Q (local)
 R  réorientation de Q
Régulations extrinsèques à la paroi vasculaire (globale, systémique)
Régulations extrinsèques
Voie hormonale
Angiotensine II
Peptides
Adrénaline
(système rénine-angiotensine)
natriurétiques
Origine
Peptide issu de l’action de la rénine
Cœur
Surrénale
(enzyme produit par les reins)
Cibles
Mécanisme
Conséquences
CML
Endothélium
(indirect)
 Ca2+ cytosolique
Sécrétion des
médiateurs
paracrines 
action
sur
CML
VC
VD
VC ( RPT) mais effet modéré par
endothélium
CML
Récepteur mb.
 GMPc
VD
 Ca2+
cytosolique
Voie nerveuse
Noradrénaline
Neuromédiateur
(système sympathique:
tonus VC basal
extrinsèque)
CML
Récepteurs à 7 domaines transmembranaires :
α :  Ca2+ cytosolique ; VC
 :  AMPc : VD
- localement : selon le tissu VC ou VD en fonction
proportion de récepteurs α ou 
- globalement : VC (récepteurs α prédominants)
  RPT et  PA systémique
Réponse réflexe systémique
Action conjuguée sur Q et R
Récepteur périph. : barorécepteurs aortiques et sinus carotidien
Arc afférent : fibres nerveuses se projetant dans le tronc cérébral
Centre régulateur : cellules nerveuses spécialisées du TC
Arc efférent : fibres sympathiques (cœur + artérioles des muscles squelettiques) ; fibres parasympathiques (cœur)
Résumé