Appareil cardiovasculaire
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Appareil cardiovasculaire - Physiologie 1er février 2012 La microcirculation 1. Rappels: anatomie fonctionnelle de la I. Anatomie fonctionnelle de la microcirculation microcirculation a) La micro-circulation a. La microcirculation Capillaires: ; surface d’échange=700 m22 Les capillaires sont au nombrenombre=10 de 1010 ce qui 10 donne une surface d’échange de 700m Le diamètre des capillaires est de 5 à 10µm (taille juste suffisante pour laisser passer les globules rouges). 30 – 40 mm Hg 15 – 20 mm Hg Diamètre: (5 – 10 µm) 10 – 15 mm Hg • La résistance et les débits locaux dépendent du tonus du muscle lisse vasculaire des artérioles et des métartérioles La résistance et les débits locaux dépendent du tonus du muscle lisse vasculaire des artérioles • Ce tonus est sous contrôle à la fois local et extrinsèque et des métartérioles. Ce tonus est sous contrôle à la fois local et intrinsèques. Capillaire vraie Artériole terminale Veinule post-capillaire Sphincter précapillaire Métartériole Modifié d’après référence 8 Lorsque la demande métabolique est faible ( : muscle au repos), de nombreux sphincters précapillaires sont fermés. Ces sphincters s’ouvrent pour des périodes variables de quelques secondes à quelques minutes avec un débit intermittent. L’ouverture des sphincters pré-capillaires entraine un recrutement capillaire qui augmente la surface d’échange. Typeur : Camille Codron, Florian Grousez // Correcteur : Pierre-Edouard Debureaux 1 Appareil cardiovasculaire - Physiologie 1er février 2012 Entre ces capillaires on trouve de l’interstituim : -1. Matrice extracellulaire glycoprotéines, protéoglycannes, collagène Rappels: anatomie: fibronectine, fonctionnelle de la microcirculation - Cellules : fibroblastes, cellules immunocompétentes b. La(eau paroi capillaire - Liquide et solutés de petites tailles) b) La paroi capillaire 0,5 µm Diffusion transcellulaire Gaz: O2 CO2 Solutés liposolubles 20 nm Canaux transcellulaires Protéines (albumine) 6-7 nm Voie intercellulaire Eau, ions Solutés de petites taille Certaines molécules comme les gaz (ou molécules liposolubles) peuvent traverser par voie trans-cellulaire la cellule endothéliale. Ces cellules sont reliées par des jonctions serrés qui ne sont pas complètement étanches. Il existe un interstice (6-7nm) qui laissent passer l’eau, les ions et les solutés de petites tailles. C’est la voie intercellulaire. Enfin on va trouver des vésicules d’endocytose ou cavéoles qui vont faire passer les molécules de la lumière au milieu. Parfois elles vont fusionner pour former des canaux transcellulaires. Parfois les capillaires sont fenêtré avec des discontinuités, les protéines peuvent alors filtrer librement. Ils se trouvent par exemple dans les glomérules. D’autres capillaires on des parois discontinues, sinusoïdes comme dans le foie avec une perméabilité très grande. Typeur : Camille Codron, Florian Grousez // Correcteur : Pierre-Edouard Debureaux 2 Appareil cardiovasculaire - Physiologie 1er février 2012 II. Echanges liquidiens dans la microcirculation Les facteurs qui contrôlent la filtration de liquide au travers des parois capillaires du sang vers l’interstitium sont les forces de Starling. a) Les forces de Starling La pression hydrostatique capillaire (Pc) Jf = Kf (Pc) Avec Jf le débit de filtration trans-capillaire ; Kf le coefficient de filtration et Pc la pression hydrostatique capillaire. On aura alors : Kf = L x S Avec L la conductivité hydrique et S la surface d’échange. La pression hydrostatique interstitielle (Pi) Jf = Kf (Pc – Pi) Avec Jf le débit de filtration trans-capillaire ; Kf le coefficient de filtration ; Pc la pression hydrostatique capillaire et Pi la pression hydrostatique interstitielle. En réalité, Pi est négative (sub-atmosphérique) dans les conditions physiologique beaucoup de tissus et favorise la filtration de liquide. Sauf exception, Pc est beaucoup plus grande que Pi et l’équation prédit que le liquide filtrera du capillaire vers l’interstitium Le gradient de pression osmotique protéique (oncotique) Le gradient de pression oncotique n’est efficace que si la barrière endothéliale est peu perméable aux macromolécules ∆π= (πc - πi) ∆π : gradient de pression oncotique Typeur : Camille Codron, Florian Grousez // Correcteur : Pierre-Edouard Debureaux 3 Appareil cardiovasculaire - Physiologie 1er février 2012 L’équation de Starling Jf = Kf [(Pc – Pi) – σ(πc – πi)] Avec Jf le débit net de filtration transcapillaire, Kf le coefficient de filtration, Pc la pression hydrostatique capillaire, Pi la pression hydrostatique interstitielle, πc la pression oncotique capillaire, πi la pression oncotique interstitielle et σ le coefficient de réflexion des protéines. Pc – Pi représente la filtration et πc – πi représente la réabsorption. Le coefficient de réflexion σ est la probabilité qu’une macromolécule protéique soit « réfléchie » par la paroi. Elle varie ente 0 et 1 et reflète la perméabilité de la barrière endothéliale aux macromolécules protéiques. L’inflammation entraine une baisse de σ et donc une augmentation de la filtration vasculaire. σ∆π = σ (πc – πi) Le Kf n’est pas homogène dans tout le territoire micro-vasculaire pulmonaire. b) Valeur chez le sujet normal Jf sera normalement de l’ordre de 2 à 4l/j dans l’ensemble des lits capillaires et d’environ 0,3 l/j dans le poumon. Kf est de l’ordre de 0,001 à 1 ml/min/mmHg/100g selon le tissu considéré. La pression nette de filtration : Pf = [(Pc – Pi) – σ(πc – πi)] La régulation des échanges liquidiens entre plasma et liquides interstitiels est locale, adaptée aux besoins de chaque tissu. Une partie du liquide sera récupérer par le système lymphatique. Typeur : Camille Codron, Florian Grousez // Correcteur : Pierre-Edouard Debureaux 4 Appareil cardiovasculaire - Physiologie 1er février 2012 c) Les facteurs physiologiques de prévention de l’œdème L’œdème est une accumulation anormale de liquide qui filtre dans les capillaires et l’interstitiel. Un certains nombre de facteur permettent de prévenir cet œdème. Le débit lymphatique En temps normal Jf est à peu près égal au débit lymphatique. Si on augmente la pression hydrostatique capillaire Pc, le débit lymphatique augmente également : au fur et à mesure que l’on augmente la pression capillaire, on augmente la pression nette de filtration (favorise). Ce phénomène est limité. Au delà de 30mmHg, le débit lymphatique atteint un plateau et n’augmente plus. Cela provoque le développement de l’œdème d’abord dans l’interstitium. Typeur : Camille Codron, Florian Grousez // Correcteur : Pierre-Edouard Debureaux 5 Appareil cardiovasculaire - Physiologie 1er février 2012 La baisse de πi Une baisse de πi entraine une augmentation de σ(πc – πi) c'est-à-dire de la réabsorption. Ce mécanisme ne peut agir que si la barrière endothéliale est bien étanche. Dans l’inflammation, l’étanchéité diminue (apparition de pore augmentant la perméabilité) ce qui entraine une baisse de σ. L’élévation des Pi L’élévation de Pi entraine une baisse de la filtration (Pc – Pi) et du gradient de pression transcapillaire. Les facteurs sont classés selon l’ordre décroissant de prévention de l’oèdeme : Augmentation du débit lymphatique > Baisse du πi > Augmentation du Pi Typeur : Camille Codron, Florian Grousez // Correcteur : Pierre-Edouard Debureaux 6 Appareil cardiovasculaire - Physiologie 1er février 2012 III. La circulation lymphatique Cette circulation comprend un volume non-négligeable de liquide : 3 litres, 100 à 200 g de protéines filtrent chaque jour au travers de la micro-circulation vers l'interstitium évacuées par la circulation lymphatique les tissus possèdent des capillaires lymphatiques qui drainent les liquides de l'interstitium le système lymphatique comprend o un réseau de vaisseaux lymphatiques o des organes lymphoïdes (ex : ganglions lymphatiques) situés sur ce réseau jouant le rôle de filtre envers les micro-organismes principalement Le réseau capillaire n’est pas présent au niveau du cerveau d) Structure e) - Les capillaires lymphatiques ont une structure particulière : o Ils possèdent deux extrémités : L’une orientée vers l’interstitium qui est disposée en cul de sac L’autre ouverte en direction des vaisseaux lymphatiques o Monocouche de cellules endothéliales Les cellules endothéliales sont ancrées par des filaments de collagènes aux structures interstitielles. Les parois émettent au niveau de la lumière des expansions formant des valvules. Elles ont pour but de faciliter la diffusion de l’interstitium à la lumière capillaire. - Si la pression au niveau du capillaire augmente, les valvules se ferment. - En revanche un excès de liquide au niveau de l’interstitium entraine l’ouverture des valvules. Typeur : Camille Codron, Florian Grousez // Correcteur : Pierre-Edouard Debureaux 7 Appareil cardiovasculaire - Physiologie 1er février 2012 Transport de la lymphe - Les vaisseaux lymphatiques sont pourvus de valves unidirectionnelles La circulation lymphatique est favorisée par des mécanismes passifs o Pression de la lymphe Si la pression hydrostatique interstitielle augmente, le débit lymphatique augmente de même (existence d’un plateau) o Contraction musculaire Propulse la lymphe, grâce aux valvules unidirectionnelles o La pompe thoracique Une dépression dans le thorax favorise le retour veineux et également le retour de la lymphe Mécanismes actifs La contraction rythmique des cellules musculaires lisses de la paroi des vaisseaux lymphatiques par un mécanisme myogène La lymphe : Capillaires → vaisseaux collecteurs → canaux lymphatiques Les vaisseaux lymphatiques passent au travers de ganglions lymphatiques On dénombre deux canaux lymphatiques : - canal lymphatique droit, draine le bras droit et la moitié droite de la tête - canal thoracique, draine le reste du corps Ces deux conduits rejoignent la circulation veineuse au niveau du cou Clinique Lors d’une chirurgie d’extraction d’une tumeur au sein, certaines cellules peuvent se diffuser et s’étendre par la voie lymphatique. Il y a interruption du réseau lymphatique drainant le bras : « lymphoedème » si on procède à un curage des vaisseaux lymphatiques axillaires. Les infections parasitaires peuvent boucher les voies lymphatiques, ce qui entraîne des oedèmes proéminents au niveau des membres inférieurs « éléphantiasisme ». Typeur : Camille Codron, Florian Grousez // Correcteur : Pierre-Edouard Debureaux 8
