système cardiovasculaire
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NOTION DU MILIEU INTERIEUR MILIEU INTERIEUR - peut être défini comme le fluide interstitiel indispensable à la survie cellulaire. REPARTITION DE L’EAU DANS L’ORGANISME 60 % de la masse corporelle Liquide intracellulaire 24,5 L (58,3%) Liquide interstitiel Plasma 3,15 L 13,3 L (31,7%) (7,5%) Liquide transcell. 1,05 L (2,5%) PLASMA : composante dynamique du fluide extracellulaire dont la cinétique du mouvement est assurée par le travail cardiaque. SYSTEME CARDIOVASCULAIRE 1. PRESENTATION GENERALE A. Système artériel B. Système veineux C. Artérioles D. Circulation systémique E. Circulation pulmonaire F. Composition du sang G. Fonctions du sang B A C D.E. CIRCULATION SYSTEMIQUE ET PULMONAIRE F. COMPOSITION DU SANG ELEMENTS MORPHOTIQUES : - HEMATIES ou ERYTHROCYTES - 4.5 - 5.5 mln/µl - LEUCOCYTES - 4 - 10 mille/µl granulocytes - 67% (neutrophiles, basophiles, acidophiles) lymphocytes - 27% monocytes - 6% - THROMBOCYTES (plaquettes) - 300000/µl PLASMA : phase aqueuse - 290 mosm/L - PROTEINES - 70 - 80 g/L albumines - 60% globulines : α1 - 4% ; α2 - 8% ; β - 12% ; γ - 16% α et β - lipoprotéines, haptoglobine, transferrine, transcobalamines, facteurs de coagulation sanguine, etc... γ - immunoglobulines (anticorps) : IgA-2.7, IgD-0.3, IgE-0.25, IgG-11, IgM-1.75 fibrinogène - 200 - 400 mg% G. FONCTIONS DU SANG 1. TRANSPORT DE NOMBREUSES SUBSTANCES oxygène gaz carbonique substances nutritives : a. aminés, lipides, glucose, vitamines, électrolytes hormones - binding proteins : CBG, TBG, SBG 2. TRANSMISSION DES SIGNAUX hormones - implication dans le contrôle humoral 3. THERMOREGULATION conduction de chaleur et du froid 4. POUVOIR TAMPON équilibre acido-basique 5. DEFENSE DE L’ORGANISME défense immunitaire humorale et cellulaire 6. MAINTIEN DE LA PRESSION COLLOIDO-OSMOTIQUE protéines plasmatique (albumines) I. ANATOMIE ET HISTOLOGIE CARDIAQUE 1. LOCALISATION DU CŒUR DANS LE THORAX Sternum V.D. Paroi V.G. Oreillette d. Oesophage Poumon Vertèbre Aorte thoracique Moelle épinière 2. CŒUR - VUE ANTERIEURE Crosse aortique Aorte Tronc pulmonaire Oreillette gauche Auricule droit Oreillette droite Ventricule droit Ventricule gauche 3. CŒUR - AGENCEMENT DES VAISSEAUX SANGUINS Carotide droite V. jugulaires Tronc brachiocéphalique Veine cave supérieure Veines pulmonaires Auricule Artère subclavière Veine brachiocéphalique Crosse aortique Artères pulmonaires Tronc pulmonaire Oreillette Veine cave inférieure Aorte thoracique 4. VUE VENTRALE DES CAVITES DU COEUR Valve sigmoïde Valve mitrale Septum Valve tricuspide Veine cave inférieure 5. LA PAROI DU COEUR 5.3. Myocarde 5.2. Péricarde séreux 5.2a. Feuillet pariétal 5.4. Endocarde 5.2c. Liquide péricardique 5.2b. Feuillet viscéral épicarde 5.1. Péricarde fibreux Trabécule charnue 5.4a. ENDOCARDE – ECHELLE ULTRASTRUCTURALLE Globule blanc Cellule endothéliale Globule rouge 6. CONSTRUCTION DU MYOCARDE A. Cardiomyocytes Cellules contractiles B. Cellules nodales Cellules conductrices CULTURE CELLULAIRE 6.A.1. CARDIOCYTE - ECHELLE ULTRASTRUCTURALE Atrial Natriuretic Factor Noyau Myofibrille Mitochondrie 6.A.2. STRUCTURE FIBRILLAIRE DU TISSU CARDIAQUE 6. CONSTRUCTION DU MYOCARDE – B. TISSU NODAL Nœud sinusal (Nodus sinoatrialis) Pacemaker primaire Pacemaker secondaire Nœud atrioventriculaire (Nodus atrioventricularis) Faisceau de His Branche de Tawara Fibres internodales Fibres de Purkinje 7. CIRCULATION DU SANG A L’INTERIEUR DU COEUR Tête et membres supérieurs Poumon droit Poumon gauche Tronc et membres inférieurs 8. VALVES ET VALVULES CARDIAQUES 8.A. CONSTRUCTION DE VALVES Cuspide Cordage fibreux Muscles papillaires 8.A.1. CORDAGE FIBREUX – ECHELLE ULTRASTRUCTURALE 9. IRRIGATION DE LA PAROI CARDIAQUE – VAISSEAUX CORONAIRES VAISSEAUX CORONAIRES II. EVENEMENTS ELECTRIQUES CARDIAQUES 1. POTENTIEL D’ACTION (PA) 1 0 0 mV 2 -70 0 seuil -80 temps Cellule nodale Possède la capacité d’émission des PA spontanés. -90 3 4 4 Cellule contractile A l’état normal le PA ne peut être évoqué que par un signal extérieur. 2. AUTOMATISME CARDIAQUE V A V C V mV 0 -70 seuil 0 -90 -70 mV V B seuil -90 0 mV 0 -70 -90 -70 seuil -90 temps seuil temps 2.A. MECANISME IONIQUE D’AUTOSTIMULATION D’UN OSCILLATEUR BIOLOGIQUE -70 mV -80 mV B A +10 mV - 45 mV C D 3. DU POTENTIEL D’ACTION A LA CONTRACTION 8 1 2 9 GJ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. CVD Na CVD Ca L CICR Contraction NCX ATPase Ca M ATPase Ca R ATPase Na/K CVD K 5 3 6 RS 7 [Ca2+] 4 EFFET IOTROPE POSITIF 4. APPLICATION CLINIQUE D’ELECTRICITE DU MYOCARDE ELECTROCARDIOGRAMME ECG 4.A. ELECTROCARDIOGRAMME Milivolts (mV) R Segment S-T T P Intervalle Q PQ S Secondes Electrocardiogramme normal (dérivation II) 4.A.1. ECG – CONFIGURATION D’EINTHOVEN 5. COMPARAISON D’ECG DU PA ET DE FORCE CONTRACTILE Dépolarisation auriculaire Dépolarisation ventriculaire Repolarisation ventriculaire Les phases de PA : 0 1 2 3 4 – – – – – influx du influx du influx du efflux du potentiel Na Cl Ca K de repos -90mV Force contractile 6. GENESE ET MIGRATION DE L’ONDE DEPOLARISATOIRE 7. DUREE DE LA REVOLUTION CARDIAQUE PRA 200 800 ms Systole Diastole 270 530 130 300 ms 200 batt/min 160 140 75 batt/min III. PHENOMENES MECANIQUES DE LA REVOLUTION CARDIAQUE 1. REMPLISSAGE ET EJECTION QRS QRS P T P 2e 1er 110 aortique 2e 50 110 pression (mm Hg) pression (mm Hg) 1er bruits du coeur bruits du coeur 50 0 130 65 1 2 3 4 5 1 0 1 SYSTOLE DIASTOLE DIASTOLE 1 – Milieu de la diastole 2 – Contraction auriculaire 3 – Contraction ventriculaire isovolumétrique volume ventriculaire gauche (ml) 0 volume ventriculaire droit (ml) T ECG ECG 130 VTD 65 VTS 1 2 3 4 5 1 0 DIASTOLE SYSTOLE DIASTOLE 4 – Ejection ventriculaire 5 – Relâchement ventriculaire isovolumétrique 2. DEBIT CARDIAQUE (Q) Q = fréquence cardiaque (batt/min) x volume d’éjection (L/batt) Qr = 5 L/min Qeff = 35 L/min Réserve cardiaque (Rc) = Qeff Qr Rc caractérise la capacité du cœur à fournir un débit pendant un effort physique (eff). Plus Rc est élevée plus cette capacité est importante. 2.A. FREQUENCE CARDIAQUE SYSTEME NERVEUX AUTONOME (VEGETATIF) Parasympathique Orthosympathique Acétylcholine Récepteurs Nicotiniques Acétylcholine Récepteurs Muscariniques M1 à M5 Noradrénaline Adrénaline Récepteurs Adrénergiques α1, α2 et β1, β2 2.A.1. ACTION D’ACh ET DE NA AU NIVEAU DU PACEMAKER PRIMAIRE b = stimulation sympathique c = stimulation parasympathique 0 - 80 K+ β1 ⇑ATPase Na/K ⇑ activité enzy- ⇐ matique Phosphorylation intracellulaire M1 G ⇒ hyperpolarisation membranaire prolongée fréquence cardiaque (battement/min) 2.A.2. DEMONSTRATION EXPERIMENTALE DE L’EQUILIBRE ENTRE DEUX SOUS-SYSTEMES stimulation des nerfs orthosympathiques 120 section des nerfs parasympathiques sympathicotonie 90 NORMAL 60 vagotonie 30 0 section des nerfs orthosympathiques stimulation des nerfs parasympathiques 2.B. VOLUME D’EJECTION SYSTOLIQUE (Vs) Vs = VTD - VTS 2.B.1. Contrôle du Vs: Mécanismes intrinsèques Loi de Starling - expérience Vs est proportionnel à la longueur des fibres cardiaques qui distendues se contractent plus fortement. Précharge. 2.B.2. Mécanismes extrinsèques - Pression transmurale Pith< Pic - Contraction du myocarde – contrôle nerveux – NA du système orthosympathique contrôle humoral – A et NA des surrénales - Postcharge – pression artérielle (aortique) (PA) 2.B.3. Classement pharmacologique des substances selon des effets cardiotropes (« bécédeï »): Bathmotropes – irritabilité Chronotropes – fréquence Dromotropes – vitesse de conduction Inotrope – force contractile IV. ROLES DES VAISSEAUX SANGUINS 1.HISTOLOGIE DES VAISSEAUX SANGUINS CAPILLAIRE CONTINU CAPILLAIRE FENESTRE CAPILLAIRE SINUSOIDE 2. HEMODYNAMIQUE Analyse des mouvements du sang et des forces qui les créent. 2.A. Vitesse de la circulation en fonctions de surface des vaisseaux 5-20cm/s 0.1 cm/s 15% 12% Capillaires 5cm2 Coeur 14 cm2 Veines 60% Poumons 40cm/s Artères 6000 2.B. Répartition du sang dans la circulation cm2 8% 5% 3. PRESSION ARTERIELLE 3.A. Evolution de la pression artérielle dans l’arbre vasculaire. Pression systolique pression moyenne PM = PD + (PDiff/3) Pression diastolique 3.B. ROLE DES GRANDES ET MOYENNES ARTERES conduction du sang vers les organes 30% du Vs entre directement dans l’espace tissulaire réserve dynamique de la pression artérielle 70% du Vs restant interagit sur la paroi artérielle R R R = résistance périphérique 3.C. FACTEURS DETERMINANTS LA PRESSION ARTERIELLE (PA) ∆P PA > PB Différence de pression entre les points A et B est indispensable à l’écoulement d’un liquide Loi de LAPLACE Loi de POISSEUILLE et HAGEN P = T (1/r1 + 1/r2) π ) x ( 1 ) x ( r4 ) Q = (PA – PB) x ( L 8 η T P T T P= r η - viscosité r – rayon L – longueur du tube R – résistance R = 8ηL πr4 R= 1 k Q = ∆P R Q = k∆P Qs = ∆Pr4 Exercice intense 750 Repos Cerveau 750 Coeur 25 250 1200 Peau 500 Rein 1100 Abdomen 1400 Autre 500 Muscles 750 750 12 0 1900 600 Total 5800 4. ARTERIOLES – DISTRIBUTION DU SANG 600 600 400 17500 La distribution du débit sanguin à l’intérieur de tout organe dépend essentiellement du degré de constriction du muscle lisse artériolaire. 4.A. MECANISMES DU CONTRÔLE DE LA RESISTANCE PERIPHERIQUE Contrôle humoral : Contrôle locale : pO2 [H+] [K+] pCO2 [métabolites] [Histamine] Facteurs lésionnels vasodilatateur vasoconstricteur Adrénaline et Noradrénaline Plasmatique Angiotensine ANF Contrôle nerveux : Nerfs vasoconstricteurs sympathiques Nerfs vasodilatateurs sympathiques (muscle squelettique) C. paracrine : NO 5. FORMATION DE CAPILLAIRES 5.A. ECHANGES TRANSENDOTHELIALES DIFFUSION migration des substances par les fentes intercellulaires selon leur taille et des gradients chimiques TRANSPORT VESICULAIRE pinocytose des molécules de grande taille et leur expulsion par l’exocytose du côté opposé TRANSPORT EN VRAC résulte de filtration forcée d’eau due par la pression hydrostatique du sang 5.B. FILTRATION FORCEE PHS = pression hydrostatique du sang PHLI = pression hydrstat. du liquide interstitiel POCS = pression oncotique du sang POLI = pression oncotique du liquide interstitiel PFN = pression de filtration nette 15% 24 L/j 85% H 2O PFN POCS= 26 mm Hg 10 PHLI 0 mm Hg POLI = 1 mm Hg POCS= 26 mm Hg mm Hg PHS = 16 mm Hg POLI = 1 mm Hg Ecoulement sanguin Extrémité veineuse PHLI 0 mm Hg PFN - 9 mm Hg Système lymphatique PHS = 35 mm Hg Extrémité artérielle 5.C. FORMATION DES OEDEMES Augmentation de la pression de filtration : dilatation des artérioles constriction des veines augmentation de la pression veineuse – insuffisance cardiaque, embolie des vaisseaux, ⇑ du volume de LI ou effet gravitationnel Diminution de la pression oncotique : accumulation des substances osmotiquement actives dans LI ⇓ de la [protéines] Augmentation de la perméabilité des capillaires : histamine Circulation insuffisante du liquide lymphatique : embolie 6. RETOUR VEINEUX Pompe musculaire Effets respiratoires : Modifications alternées de la pression thoracique et abdominale assure la propulsion définitive du sang vers le cœur dans la veine cave inférieure. V. FORMATION DU SYSTEME LYMPHATIQUE 1. Présentation générale 2. ROLE DU SYSTEME LYMPHATIQUE Retour du liquide filtré en excès Liquide interstitiel Capillaire sanguin Veinule Cellule tissulaire Artériole Endothélium (capillaire lymphatique) Filament d’ancrage Cellule tissulaire Ouverture Liquide interstitiel Capillaire lymphatique Retour des protéines vers le sang Fonction de transport spécifique – lipides absorbés dans l’intestin Lieu de la maturation des lymphocytes B VI. INTEGRATION DE LA FONCTION CARDIOVASCULAIRE ∆P = Qc x R AFFERENCES SENSORIELLES CNS – cortex, système limbique et hypothalamus Barorécepteurs - PA Chimiorécepteurs – pCO2, pO2, H+ EFFERENCES MOTRICES Cœur - ⇓ fréquence Cœur - ⇑ fréquence, inotropie positive Vaisseaux sanguins – vasodilatation et vasoconstriction • Loi du cœur de Marey • Réflexe de Bainbrigde Réflexes des barorécepteurs Cerveau Barorécepteurs du sinus carotidien Nerfs glossopharyngien Hypothalamus Centre cardiovasculaire Nœud sinusal Bulbe rachidien Nerfs vagues Moelle épinière Barorécepteurs de la crosse aortique Nœud auriculoventriculaire B A R O R E C E P T E U R S nerf du sinus carotidien muscle lisse tissu élastique sinus Carotidien pression continue nerf du sinus carotidien Influx nerveux
