Organisation de l’appareil circulatoire et apport d’o2 aux cellules musculaires. Emergence des pré requis : Appareil respiratoire = cœur et vaisseaux sanguins. Vaisseaux sanguin = artères et veines. Le sang est mis en mouvement par le cœur qui est un muscle creux. Donner photocopie de cœur à annoter et à titrer. Expérience du cœur tubulé : Objectif : déterminer le sens de circulation du sang dans le cœur. Pour reconstituer le trajet du sang dans le cœur, on injecte un liquide coloré dans les différents vaisseaux reliés au cœur : veine cave supérieure et veine cave inférieure, artère pulmonaire, veine pulmonaire et artère aorte. Présentez dans un tableau les résultats des différentes injections d’eau dans le cœur : Injection d’eau dans… Observation La veine cave (supérieure et inférieure) L’eau ressort par l’artère pulmonaire L’artère pulmonaire L’eau ne rentre pas dans le cœur. L’artère aorte L’eau ne rentre pas dans le coeur. La veine pulmonaire L’eau ressort par l’artère aorte Remarque : l’eau, et donc le sang, ne pénètre dans le cœur que par des veines et n’en ressort que par des artères ; Problème : Comment expliquer que lors de la contraction du cœur, le sang est envoyé des veines vers les artères? Comment expliquer donc le sens de circulation du sang ? I. Une circulation orientée… Hypothèse : On suppose que l’organisation interne du cœur est responsable du sens de circulation du sang. Si c’est vrai, alors il doit exister dans le cœur des structures responsables de ce sens de circulation. Il doit exister des clapets qui ne s’ouvrent que dans un sens pour laisser passer le sang et qui l’empêchent de refluer. (Ces clapets peuvent etre entre les veines et les oreillettes et/ ou entre les oreillettes et les ventricules et/ ou entre les ventricules et les artères.) A . … permise grâce à l’existence de structures ne laissant passer le sang que dans un sens. 1. Anatomie du cœur. TP : DISSECTION DU CŒUR DE DINDE . On cherche à expliquer l’unidirectionnalité de la circulation sanguine. On suppose l’existence de structures à l’intérieur du cœur responsables de ce sens de circulation. Pour éprouver l’hypothèse, disséquer le cœur de dinde. Suivre les étapes indiquées sur cette fiche et répondre aux questions posées de façon précise et concise. I Morphologie du cœur : Orienter le cœur, la pointe vers soi. Repérer la face ventrale (plus bombée) et la face dorsale du cœur plus plate. Poser la face dorsale du cœur sur le liège de la cuvette. Repérer les différentes parties du cœur : oreillettes droite et gauche, ventricules droit et gauche. Identifier les différents vaisseaux qui partent ou arrivent au niveau du cœur. Appeler le professeur pour qu’il évalue si le cœur est bien orienté et si les parties du cœur et vaisseaux sont correctement identifiées. II Dissection du cœur : 1 : Réaliser la dissection de la partie droite du cœur. Pour cela, Découper, à l’aide de ciseaux fins, le cœur en partant de l’artère pulmonaire puis le long du ventricule droit comme indiqué à la flexcam. Rabattre le coté droit disséqué. Question 1 : Repérer et écrire ou arrivent les veines caves et d’où partent les artères pulmonaires. Repérer et décrire les structures internes qui pourraient jouer le rôle de clapets. -Appeler le professeur pour qu’il vienne vérifier que ces structures ont été correctement identifiées et décrites. 2 : Réaliser la dissection de la partie gauche du cœur. Pour cela, -Inciser l’artère aorte, descendre vers l’oeillette gauche et découper le ventricule gauche en suivant les indications données à l’aide de la flexcam. Question 2 : .Repérer et écrire ou arrivent les veines pulmonaires et d’où part l’artère aorte. .Repérer les structures internes de la partie gauche qui pourraient être des clapets. -Appeler le professeur pour lui montrer ces structures. 3 : Visionner le film sur le fonctionnement des valves. Question 3 : -Décrire le mouvement des valves. - Eprouver l’hypothèse formulée, justifier votre réponse. 4 : Observer l’organisation interne du cœur. Question 4 : Dire pourquoi, en observant le cœur, le sang qui entre par la veine cave ressort forcement par l’artère pulmonaire et non par l’aorte ; et le sang qui entre par la veine pulmonaire ressort forcement par l’aorte et non par l’artère pulmonaire. Annoter le schéma de l’anatomie du cœur. Question 5 : Comparer l’épaisseur de la paroi du cœur gauche et du cœur droit, que constatez vous ? Emettre une hypothèse quant à cette différence d’épaisseur. Q1 : - Les veines caves arrivent dans l’oreillette droite, l’artère pulmonaire part du ventricule droit. -Entre l’oreillette et le ventricule on observe la présence de petites poches reliées à la paroi du ventricule par un cordage tendineux. Ces structures sont appelées valvules auriculoventriculaires. ( A la base du tronc artériel on retrouve ces structures il s‘agit des valvules artérielles.) Q2 : -Les veines pulmonaires arrivent dans l’oreillette gauche, l’artère aorte part du ventricule gauche. -Même type de structures que pour la Q1. Q3 :Les valves intracardiaques ne s’ouvrent que dans un sens ;pour permettre le remplissage du ventricule à partir de l’oreillette. Elles empêchent le reflux de sang des ventricules vers les oreillettes quand les ventricules sont pleins. Les valvules artérielles ne s’ouvrent que pour laisser passer le sang du ventricule dans l’artère ; Elles empêchent le sang de retourner dans le ventricule. L’hypothèse est validée, ces structures sont les valves. Q4 : Il existe une paroi séparant le cœur droit et gauche ainsi il ne peut y avoir de sang passant d’un coté à l’autre du cœur. Q5 : La paroi du ventricule gauche est plus épaisse que celle du ventricule droit. Hyp : le ventricule gauche expulse le sang plus fort et donc loin que le ventricule droit. Schéma de l’organisation interne du cœur à annoter et titrer. Bilan : Le cœur est un muscle creux divisé en 2 parties : le cœur droit et le cœur gauche, qui ne communiquent pas entre elles. Chacune de ces parties est divisée en 2 cavités : une oreillette et un ventricule. Le sang arrive dans les oreillettes par les veines, il repart des ventricules par les artères. Entre les oreillettes et les ventricules et à la base des artères, on trouve des valvules qui sont responsables du sens de circulation du sang. 2. Fonctionnement du cœur : le cycle cardiaque. Courbe de variation du volume de sang dans les ventricules au cours d’un cycle cardiaque. Décrire le document. Ce doc est 1 graphe représentant la variation du volume de sang dans chaque ventricule. Ce volume varie selon un cycle : le cycle cardiaque. - - Les volumes de sang dans chaque ventricule sont égaux tout au long du cycle cardiaque : chaque ventricule envoie le même volume de sang dans la circulation et avec la même fréquence. Les DEBITS des ventricules sont donc égaux. Sans cette égalité, l’organisme ne pourrait fonctionner, il y aurait accumulation de sang dans l’une des deux circulations au détriment de l’autre. Replacer au bas de la courbe les phases du cycle cardiaque. Le fonctionnement des parties droites et gauche du cœur est synchrone, il décrit un cycle ou révolution cardiaque. Les oreillettes et ventricules se contractent et se relâchent alternativement. La contraction d’une cavité cardiaque est appelée systole, son relâchement diastole. Leur montrer un cycle cardiaque avec logiciel sur le coeur. Replacer les étapes du cycle cardiaque dans l’ordre de leur déroulement et nommer chaque étape. Logiciel : Le cœur qui leur montre double circulation ou rétroprojection . A partir de là doivent construire schéma de cette circulation avec le code couleur :sang bleu pauvre en 02,sang rouge oxygéné ; poumons muscles et cœur dans des cadres,titre et légendes. Que signifie double circulation ? B . …et organisée de façon spécifique au sein de l’organisme. LA DOUBLE CIRCULATION POUMONS MUSCLES AUTRES ORGANES Bilan : . Le sang passe 2 fois dans le cœur, une fois il vient de l’organisme il est pauvre en o2 et est envoyé aux poumons, puis il revient des poumons,il est alors riche en o2 et est renvoyé dans tout l’organisme. .On parle de double circulation pour désigner la circulation pulmonaire (cœur/poumon/cœur) et la circulation générale (cœur/organes/cœur). .Dans la circulation pulmonaire les organes (cœur et poumons) sont disposés en série : tout le sang qui passe par le cœur passe par les poumons, ainsi la totalité du sang est oxygéné au niveau des poumons. Dans la circulation générale, les organes sont disposés en parallèle de sorte que le sang est réparti entre ces organes. Refaire au tableau le schéma de la double circulation en rappelant la disposition en parallèle des organes dans la circulation générale ; puis les questionner oralement: -Que fait le débit cardiaque lors de l’effort ? Le DC augmente. -Donc concrètement qu’est ce qui se produit ? Il y a plus de sang envoyé dans la circulation par unité de temps (épaissir le trait rouge avec craie leur dire de ne pas le faire, préciser que c’est lors de l’effort). Distribution du document ===émergence d’un fait nouveau Débit sanguin (ml/min). Cerveau Cœur (dans les coronaires) Reins Muscles Organes abdominaux Peau Autres organes Repos. 750 250 1100 1200 1400 500 600 Exercice intense. 750 750 600 12 500 600 1900 400 Débits sanguins au repos et lors d’un exercice intense pour différents organes. Décrire ce document, Pour cela, -préciser la nature du document (photo, graphique, histogramme etc.…) -dire ce qui est exprimé dans ce document. Comparer les débits totaux au repos et lors de l’effort. Comparer, pour chaque organe, les variations du débit sanguin lorsque l’on passe du repos à l’exercice intense, et regrouper les organes pour lesquels le débit sanguin varie dans le « même sens ». Il s’agit d’un tableau ou sont exprimés les débits sanguins pour chaque organe quand on passe du repos à l’effort. Les débits totaux sont les mêmes, ainsi la qté de sang est la même que l’organisme soit au repos ou à l’effort mais ce sang est réparti différemment. DS ↑ qd on passe du repos à l’effort pour : cœur, muscles, peau. DS ↓qd on passe du repos à l’effort pour : reins, organes abdominaux, autres organes. DS reste constant pour le cerveau. Trace écrite élèves : Le débit ne varie pas de la même façon pour tous les organes quand on est à l’effort : pour certains organes il augmente, pour d’autres il diminue, enfin pour le cerveau il reste constant. A votre avis pourquoi le DS ↑ pour les muscles et le cœur quand on fait un effort ? Trace écrite élèves : Tout se passe comme si le sang était distribué préférentiellement aux organes dont l’activité augmente à l’effort (cœur, via les coronaires, muscles, peau…). Il y a une distribution différentielle du sang aux différents organes. Au tableau, épaissir le trait rouge qui va aux muscles et affiner le trait rouge qui va aux autres organes, insister sur le fait que la somme de ces trait rouge= trait rouge qui sort de l’aorte. Pb : comment expliquer que les débits sanguins varient différemment selon les organes quand on passe du repos à l’effort ? II Les modifications de la distribution du sang aux organes. Doc angiographie. Une angiographie est une radiographie des vaisseaux sanguins après injection d’une substance qui les rend visibles aux rayons X. L’injection d’un produit opaque permet de visualiser le passage du sang dans les vaisseaux sanguins. Ci-contre, A gauche : artérioles irriguant un muscle au repos. A droite : artérioles irriguant ce même muscle, en activité. Comparer le diamètre des artérioles selon que le muscle est en activité ou au repos. Formuler une hypothèse qui permettrait d’expliquer l’apport de sang différent à un organe lorsque l’organisme est au repos ou en activité. Lorsque le muscle est en activité, le diamètre des artérioles est plus grand que lorsque le muscle est au repos. (Cela permettrait de laisser passer plus de sang pour alimenter les cellules musculaires). Hyp : C’est la variation du diamètre des artérioles qui permet de faire varier le débit sanguin de chaque organe. CV : si cela est vrai alors les artérioles doivent posséder des structures (des cellules musculaires) capables de modifier le diamètre des artérioles et ces structures doivent être inexistantes ou peu abondantes dans les autres vaisseaux. Comment peut on faire pour vérifier si effectivement il existe ce genre de structures au sein des artérioles ? Pour éprouver notre hypothèse, nous observons une préparation microscopique de CT d’artère et de veine. On fait émerger à l’oral, ensemble les critères d’utilisation d’un microscope, puis je leur distribue la fiche « comment utiliser un microscope », ils la gardent à coté d’eux et la rangeront dans la partie méthodologie. Appeler le professeur une fois la mise au point effectuée avec le 2ème objectif. Réaliser un croquis de ce que vous observez. Fiche méthodologique : Comment réaliser un croquis ? Un croquis est une représentation qui ressemble globalement à l’objet observé, et qui rend compte de son organisation générale, sans détails. 1. Prévoir la mise en page Centrer le dessin et laisser la place pour les annotations (légendes et titres). . 2. Représenter ce que l’on voit de façon précise. Respecter la forme, la taille des éléments, leur position les uns par rapport aux autres, les proportions. 3 .Dessiner au crayon HB, ne pas colorier ni ombrer, faire des traits fins et continus. 4 .Annoter (titrer et légender) le croquis et indiquer le grossissement. L’annotation se fait au crayon gris à l’extérieur du croquis. Les traits de rappel doivent : -être tracés à la règle et se terminer horizontalement. -désigner l’objet à l’aide d’une flèche. Ils ne doivent jamais se croiser. Le titre doit être écrit au dessus ou en dessous du croquis, en lettres capitales et encadré à la règle. Légender votre croquis à l’aide du texte distribué. Comparer l’épaisseur de la tunique médiane des artérioles et des veinules. Eprouver l’hypothèse formulée. Trace écrite élèves : On constate que les artères et les veines ont une paroi composée de 3 couches appelées tuniques. La couche contenant des cellules musculaires, la tunique moyenne est plus épaisse dans les artères que dans les veines Ces cellules musculaires, en se contractant, réduisent le diamètre des artérioles et diminuent le flux sanguin vers certains organes. Bilan : Les artérioles possèdent dans leur paroi une couche de muscle très développée. Ces muscles peuvent se contracter ou se relâcher ce qui modifie le diamètre de ces vaisseaux : cette propriété est appelée vasomotricité. Lorsque les muscles des artérioles se contractent, c’est une vasoconstriction, le diamètre diminue, le débit diminue, l’organe irrigué reçoit moins de sang. Lorsque les muscles des artérioles se relâchent, c’est une vasodilatation, le diamètre augmente, le débit augmente, l’organe irrigué reçoit plus de sang. Par leurs capacités vasomotrices, les artérioles sont capables de diriger le flux sanguin vers les organes dont l’activité augmente à l’effort. Ceci est rendu possible parce que les organes sont disposés en parallèle dans la circulation générale.