Cours bio 3 : le systeme cardio-circulatoire
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SDV Sciences du Vivant Pompe cardiaque et mise en circula2on du sang Pr. Pedro Bausero Septembre 2015 Cœur humain 15 cm Poids: 250 à 350 g chez l’adulte Localisa=on du cœur Milieu du sternum e 2 cote Sternum Diaphragme Choc de la pointe Veine cave supérieure Poumon gauche Aorte Feuillet pariétal de la plèvre (sec=onné) Tronc pulmonaire Poumon droit Coeur Face antérieure Péricarde fibreux et lame pariétale du péricarde séreux (sec=onnés) Apex du cœur Diaphragme Cœur humain Circula=on unidirec=onnelle du sang dans le cœur Veine cave supérieure Aorte Artère pulmonaire Veines pulmonaires Veines pulmonaires OreilleOe gauche Valve mitrale OreilleAe droite Valve aor2que Valve tricuspide Valve pulmonaire Ventricule gauche Ventricule droit Veine cave inférieure Muscle cardiaque « Pe=te » et « Grande » circula=on Lits capillaires des poumons où se produisent les échanges gazeux Artères pulmonaires Circula=on pulmonaire veines caves oreilleOe gauche oreilleOe droite Veines pulmonaires Aorte et ses ramifica=ons ventricule gauche ventricule droite Circula=on systémique Lits capillaires des =ssus où se produisent les échanges gazeux La structure d’une artère musculaire normale. Endothélium Lame élas=que interne Lame élas=que externe In=ma Média Adven=ce Structure histologique d’une artère La microcircula=on Disques intercalaires Histologie Fibres musculaires cardiaques Noyaux Endocarde Epicarde Cavité péricardique Myocarde Péricarde Anatomie des valves cardiaques Valve aor=que Valve pulmonaire Valve mitrale c Vue antérieure sur le Ventricule Droite ouvert montrant les 3 feuillets de la valve tricuspide. Valve tricuspide Coupe transverse laissant apparaitre les quatre appareils valvulaires. Vue latérale sur le Ventricule Gauche ouvert, montrant les deux feuillets de la valve mitrale Fonc=onnement des valvules cardiaques et artérielles Systole auriculaire Systole ventriculaire Valvules Condi=on d’ouverture Condi=on de fermeture Auriculo-­‐ventriculaires P oreilleOe > P ventricule P oreilleOe < P ventricule P ventricule > P artère P ventricule < P artère Sigmoïdes Chronologie du cycle cardiaque Durée d’un cycle: variable d’un individu à un autre et en fonc2on des condi2ons physiologiques Exemple: Fréquence cardiaque (FC) au repos de 70 baAements par minute (70 bpm) Durée moyenne du cycle: 0,8 secondes Environ 100.000 contrac.ons par jour!! Diastole/systole Systole auriculaire • les oreillettes se contractent et éjectent du sang vers les ventricules. • Une fois le sang expulsé des oreillettes, les valves auriculoventriculaires entre les oreillettes et les ventricules se ferment. Ceci évite un reflux du sang vers les oreillettes. • La fermeture de ces valves produit le son familier du battement du cœur. Diastole/systole Systole ventriculaire • contraction des ventricules, expulsion du sang vers le système circulatoire. • Une fois le sang expulsé, les deux valves sigmoïdes – la valve pulmonaire à droite et la valve aortique à gauche - se ferment. Ainsi le sang ne reflue pas vers les ventricules. • La fermeture des valvules sigmoïdes produit un deuxième bruit cardiaque plus aigu que le premier. Pendant cette systole les oreillettes maintenant relâchées, se remplissent de sang. Durée des différentes étapes 7 1 2 3 6 4 5 1) Systole auriculaire 2) Contrac=on ventriculaire isovolumetrique 3) Ejec=on systolique rapide 4) Ejec=on systolique ralen=e 5) Relâchement ventriculaire isovolumetrique 6) Remplissage ventriculaire rapide 7) Remplissage ventriculaire lent Systole ventriculaire mm Hg Pression systolique 120 Pression ventriculaire Éjec=on Fermeture de la D valve aor=que 80 C Ouverture de la valve aor=que vol. d’éjec=on systolique relaxa=on du ventricule gauche contrac=on isovolumétrique 40 Ouverture de la valve mitrale A Remplissage Fermeture de la B valve mitrale 0 40 120 Volume ventriculaire (ml) Pression diastolique incisure 120 Pression (mm Hg) Fermeture Valve Aor=que 80 Pression aor=que Ouverture a c v Pression Ventricule Gauche 0 Pression OreilleOe Droite Volume (ml) Fermeture Ouverture Valve AV 120 Volume Ventriculaire R 60 T P Q S 1er 0 Diastole 0,25 Systole ECG 2ème 3ème 0,55 Diastole Bruits cardiaques 0,85 s Systole ventriculaire Début de la systole ventriculaire volume télédiastolique= 135 ml Fin de la systole ventriculaire volume télésystolique= 65 ml Volume d’éjec=on systolique (VS) VS = Vtélédiastolique -­‐ V télésystolique= 70 ml Comparaison du fonc2onnement des cœurs droit et gauche Les phases son synchrones pour les deux par=es du cœur: les ventricules droit et gauche se contractent et se relâchent ensemble, il est de même pour les oreilleOes. Les valves d’un même type s’ouvrent et se ferment ensemble. Les volumes sont iden=ques dans le cœur droit et le cœur gauche a chaque étape du cycle VS est le même pour les deux ventricules. Débit cardiaque (DC)= le volume sanguin éjecté par chaque ventricule, dans la circula=on artérielle par unité de temps DC=VS X FC VS= 70 ml par baAement FC= 70 baAements par minute DC= 70 X 70= 4900 ml/min Pressions sanguines des cœurs droit et gauche, et des artères associes Pression sanguine kPa Cœur droite et artères pulmonaires Cœur gauche et aorte 0,6 1,2 1,3 2,0 Diastole 0,5 1,2 Systole 3,2 16,0 Diastole 1,3 9,0 Systole 3,2 16,0 Diastole OreilleOe Ventricule Artère Systole 60 % Résistance péripherique totale 47 % 50 20 10 60 50 40 30 Répar==on du volume sanguine % 70 63 % 19 % 40 27 % 30 20 4 % 3 % 60 Surface de contact sang/endothélium 59 % 40 29 % 30 10 0 0,5 % 12 % artères artérioles capillaires veinules 50 20 7 % 0 veines % 3 % 10 0 artères artérioles capillaires veinules 15 % 10 % artères artérioles capillaires veinules 1,5 % veines veines Vitesse de circula=on Circula2on d’un fluide P a > P b P a D= (Pa-­‐Pb)/R P b ΔΡ = R× D Pression Artérielle Moyenne (PAM) PA – PV = Résistance Périphérique Totale (RPT) × Débit Cardiaque PAM = RPT × DC PS = 130 mm Hg DC = RC × VE PD = 70 mm Hg PAM = 90 mm Hg PAM = RC × VE × RPT Ne pas oublier que le DC= Retour Veineux Débit cardiaque DC (litres/minute)= Fréquence cardiaque × Volume d’éjec=on Contrôle du débit pour répondre aux besoins métaboliques: 1) Contrôle de la fréquence cardiaque 2) Contrôle du volume d’éjec=on 1) Contrôle de la fréquence cardiaque poten2el membranaire (mV) a, b et c sont des poten2els de pacemaker a 0 b c Poten2el seuil -­‐50 150 ms a= contrôle b= au cours de la s2mula2on sympathique c= au cours de la s2mula2on parasympathique 2) Contrôle du volume d’éjec2on Modifica2ons du volume d’éjec2on 1) Modifica2on du volume télé systolique (pré charge) 2) Modifica2ons des influx du SN Sympathique vers les ventricules 3) Modifica2ons des pressions dans les artères (post charge) 1) Modifica2on du volume télé systolique (pré charge) Volume d’éjec2on (ml) Courbe de fonc=on ventriculaire (mécanisme de Frank-­‐Starling) 200 Augmenta2on du volume d’éjec2on 100 Valeur normale de repos 0 100 200 Augmenta2on du retour veineux 300 400 Volume télédiastolique ventriculaire (ml) Volume d’éjec2on (ml) Courbe de fonc=on ventriculaire (régula=on sympathique) S2mula2on sympathique 200 Contrac2lité augmentée 100 Contrôle Valeur normale de repos 0 100 200 300 400 Volume télédiastolique ventriculaire (ml) mmHg 2) Modifica2ons des pressions dans les artères (post charge) 150 125 Pression artérielle moyenne Litres L/min Effet d’une perfusion d’angiotensine II (10ng/kg/min) mmHg X min/L 100 58 48 38 Résistance périphérique totale 28 4 Débit cardiaque 3 2 1,2 1,1 -­‐2 volémie Durée de la perfusion 0 2 4 Jours 6 Fonc=onnement des capillaires 37-­‐25-­‐1= 11 mmHg 17-­‐25-­‐1= -­‐9 mmHg
