III2 – Activité 2 Régulation de la pression artérielle chez l`Homme
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III2 – Activité 2 Régulation de la pression artérielle chez l'Homme Problème : Comment est régulée la pression artérielle chez l'Homme ? Mo.3 Corps humain et santé Situation de départ : Voici l'évolution de la pression artérielle au cours d'une journée chez une personne normale. Remarque : On remarque qu'il y a deux pressions : • La pression maximale (ou systolique) au moment de la contraction du cœur (systole). • La pression minimale (ou diastolique) au moment du « relâchement » du cœur (diastole). Consignes : 1 – En utilisant le document de la situation de départ, montrer que la pression artérielle est régulée. (I.1) 2 – A partir de l'ensemble des documents, reproduire le schéma du document 2 en remplaçant les termes génériques par les « structures réelles » impliquées dans la régulation de la pression artérielle. (I.1 – Ra.6 – Co.4) 3 – Lors d'un exercice physique, la pression artérielle augmente et s'écarte de la situation standard. Après l'effort, elle diminue pour retourner à sa valeur consigne. Montrer sur le schéma (en utilisant une autre couleur) le fonctionnement de la boucle de régulation juste après l'effort : on utilisera le signe « + » pour montrer un effet excitateur, un signe « - » pour montrer un effet inhibiteur, des flèches « ↓ » pour illustrer une baisse d'activité et des flèches « ↑ » pour illustrer une hausse d'activité. (Ra.6 – Co.4) Évaluation de la compétence I.1 Ra.6 Co.4 Critères de réussite et d'évaluation • INTÉGRALITÉ : Toutes les informations nécessaires sont relevées. • PERTINENCE : Les informations sont utiles. • EXACTITUDE : Il n'y a pas d'erreur de lecture et d'information déformée. • PERTINENCE : Les informations sont mises en relation dans un ordre logique en rapport avec le problème ou la situation. • CONFORMITÉ : Des connecteurs logiques sont utilisés pour relier les informations entre elles. • EXACTITUDE : Le travail doit suivre précisément les consignes. • CONFORMITÉ : La représentation respecte les conventions de réalisation (dessin, schéma, tableau, graphique, etc.). • SOIN : La représentation est propre et soignée. Document 1 : Pression artérielle et sa régulation La pression artérielle correspond à la pression du sang dans les artères. On parle aussi de tension artérielle, car cette pression est aussi la force exercée par le sang sur la paroi des artères, elle tend la paroi de l'artère. La pression artérielle chez l'Homme peut être régulée de nombreuses façons. Pour simplifier, la pression artérielle dépend de deux paramètres : la fréquence cardiaque et la résistance des artères au sang. D'ailleurs la pression artérielle peut se calculer avec cette formule : PA = DC x RPV (avec DC = débit cardiaque cardiaque et RPV = résistance périphérique des vaisseaux, c'est-à-dire la résistance des artères au passage du sang). Or on sait que le débit cardiaque dépend de la fréquence cardiaque. Donc quand la fréquence du cœur augmente alors le débit cardiaque augmente ce qui va faire augmenter la pression artérielle. Ainsi si on fait varier la fréquence cardiaque alors on modifiera la pression artérielle. Document 2 : Le principe d'une boucle de régulation De nombreux phénomènes sont régulés dans la nature suivant le principe d'une boucle de régulation. L'Homme a lui aussi utilisé ce principe pour l'adapter à des systèmes mécaniques ou électroniques tels que le chauffage central, la climatisation ou les régulateurs de vitesse, etc. Le principe d'un système de régulation est récapitulé par le schéma suivant : Stimulus : Réponse : Paramètre à régler : Effecteur : Récepteurs/capteurs : Centre intégrateur : Une boucle de régulation contient les éléments suivants : • • • • • • • Le stimulus constitue une action contribuant à modifier le paramètre à régler. Le paramètre à régler est la grandeur qui doit rester stable au cours du temps et est à réajuster en permanence par le reste de la boucle de régulation. Les capteurs sont des structures qui mesurent en permanence la valeur du paramètre à régler. Le centre intégrateur est un organe capable de recevoir et de traiter toutes les informations provenant des capteurs. Les effecteurs sont les organes qui agissent pour donner la réponse. La réponse est l'ensemble des modifications physiologiques qui contribuent à rétablir le paramètre à régler à sa valeur « consigne ». Les flèches (en trait plein) représentent des messages entre chaque élément de la boucle de régulation. Les messages peuvent transiter par des nerfs ou des hormones (via le sang). Document 3 : Réponses physiologiques à des variations de la pression artérielle Expérience réalisée Baisse forcée de la pression artérielle dans le sinus carotidien et la crosse aortique Pression artérielle normale dans le sinus carotidien et la crosse aortique Augmentation forcée de la pression artérielle dans le sinus carotidien et la crosse aortique + ++ ++++ ++++ ++ + Activité Nerf parasympathique électrique du Nerf sympathique nerf Fréquence cardiaque 120 75 60 (battements.min-1) Attention : parmi les 2 nerfs présentés (sympathique et parasympathique), l'un est excitateur et l'autre est inhibiteur. Document 4 : Expériences sur les barorécepteurs, les nerfs de Héring et de Cyon Expériences Localisation Fréquence cardiaque Dans les sinus carotidiens et la crosse aortique Augmentation Dans les sinus carotidiens et la crosse aortique avec les barorécepteurs détruits Pas de variation Nerf de Héring Augmentation Nerf de Cyon Augmentation Nerf de Héring et nerf de Cyon Augmentation Section puis stimulation du nerf côté cœur Nerf de Héring Pas de variation Nerf de Cyon Pas de variation Section puis stimulation du nerf côté bulbe rachidien Nerf de Héring Diminution Nerf de Cyon Diminution Baisse forcée de la pression artérielle Section Document 5 : Schéma de l'innervation du cœur Remarque : les sinus carotidiens et la crosse aortique possèdent des barorécepteurs capables de mesurer la pression artérielle. Centre bulbaire = bulbe rachidien. Les nerfs sympathique et parasympathique sont appelés des nerfs moteurs et les nerfs de Cyon et de Héring sont appelés nerfs sensitifs.
