TD Physiologie cardio-vasculaire

1
TD 1 Système cardiovasculaire Niveau L3
(année 2005 - 2006)
Description générale
Exercice 1
Quels sont les éléments constitutifs du système cardio-vasculaire et quels sont ces principaux rôles ?
Le système cardio-vasculaire est constitué par le cœur, les vaisseaux sanguins et le sang. Il a
plusieurs rôles parmi lesquels un rôle nourricier, protecteur et d'élimination des déchets. Il doit être
capable de s'adapter à toute modification du milieu permettant ainsi à tous les autres systèmes de
l'organisme de fonctionner le plus efficacement possible.
Exercice 2 : Les deux systèmes de circulation du sang
1. Légendez la figure suivante.
2. Indiquez par des flèches le sens de conduction du sang. Justifier votre réponse.
1. Le sang provenant des tissus est acheminé à l'oreillette droite par les veines caves (au
nombre de 2)
2. Le sang est poussé par le ventricule droit dans les artères pulmonaires.
3. Le sang qui s'est oxygéné dans les poumons retourne à l'oreillette gauche par les veines
pulmonaires (au nombre de 4).
1. Artère pulmonaire
2. Aorte
3. Veine systémique
4. Veine cave
5. Valvules (retour veineux)
6. Veinule
7. Capillaire tissulaire
8. Capillaire pulmonaire
9. Veine pulmonaire
10. Artérioles
11. Artères
12. Cœur
13. Tissus (ex: muscles, foie…)
14. Poumons
15. Oreillette gauche
16. Oreillette droite
17. Valvule pulmonaire
18. Valvule aortique
19. Valvule tricuspide
20. Valvule mitrale
21. Ventricule droit
22. Ventricule gauche
23. Circuit systémique
24. Circuit pulmonaire
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
14
24
16
15
17
13
18
19
20
22
21
23

2
4. Le sang oxygéné est poussé dans l'aorte par le ventricule gauche. L'aorte se divise en artères
qui irriguent tout le corps.
Exercice 3 : Anatomie du cœur
Complétez le schéma ci-dessous et décrivez le trajet du flux sanguin.
Après avoir apporté à la cellule l'oxygène, les nutrimens et pris en charge les déchets
métaboliques, le sang regagne l'oreillette droite grâce à deux troncs veineux, la veine cave supérieure
et la veine cave inférieure. Cette chambre reçoit ainsi la totalité du sang désoxygéné de l'organisme.
De l'oreillette droite, le sang gagne le ventricule droit en traversant l'orifice tricuspide muni d'une
valve du même nom. Cette cavité éjecte alors le sang vers l'artère pulmonaire au travers d'un orifice
muni d'une valve sigmoïde. L'artère pulmonaire transporte le sang aux poumons droit et gauche. Le
cœur droit appartient donc à la circulation dite "pulmonaire". Au niveau des poumons, le sang subit sa
réoxydation.
A la sortie des poumons, le sang ainsi oxygéné traverse les veines pulmonaires et est
transporté jusqu'à l'oreillette gauche. De l'oreillette gauche, le sang gagne le ventricule gauche en
traversant la valve mitrale. Le sang quitte le ventricule gauche par un orifice muni d'une valve sigmoïde.
Il est ainsi éjecté dans l'aorte, tronc artériel qui collecte tout le sang oxygéné destiné à l'ensemble du
corps.
Le cœur gauche appartient à la circulation dite "systémique". Il reçoit le sang oxygéné des
poumons pour le redistribuer à l'ensemble des tissus.
Exercice 4 : Origine de la contraction cardiaque
1. Complétez la figure suivante.
Veine pulmonaire
Artère pulmonaire gauche
Tronc pulmonaire
Oreillette gauche
Valvule mitrale
Muscle papillaire
Ventricule gauche
Septum interventriculaire (cloison)
Valvule pulmonaire
Valvule tricuspide
Ventricule droit
Veine cave supérieure
Veine cave inférieure
Crosse aortique
Oreillette droite

3
2. Quels sont les mécanismes à l'origine des contractions du cœur ?
Le muscle cardiaque est doué d'une propriété tout à fait spécifique : celle de générer sa propre
impulsion électrique ce qui lui permet de se contracter de manière rythmique, sans l'aide du système
nerveux. Cette propriété constitue l'automatisme cardiaque. En l'absence de toute stimulation nerveuse
ou humorale, la fréquence cardiaque intrinsèque se situe aux environs de 100 battements par minute.
Les 4 éléments principaux qui entrent dans la constitution du système de conduction cardiaque
sont :
 Le nœud sinu-atrial ou sinusal de Keith-Flack
 Le nœud atrio-ventriculaire ou d'Aschoff-Tawara
 Le faisceau atrio-ventriculaire ou faisceau de His
 Le réseau de Purkinje
Le nœud sinu-atrial constitue le pacemaker du cœur : c'est lui qui commande et coordonne l'activité
de tout le reste du muscle cardiaque ou myocarde.
3. Décrivez les différents évènements constituant une révolution cardiaque
La révolution cardiaque :
a) Les cellules du nœud sinusal se dépolarisent.
b) La dépolarisation se transmet aux cellules musculaires des oreillettes.
c) Les oreillettes se contractent et chassent le sang dans les ventricules = systole auriculaire
d) La dépolarisation atteint le nœud auriculo-ventriculaire.
e) La dépolarisation se transmet au faisceau de His et aux fibres de Purkinje.
f) La dépolarisation se transmet à l'ensemble des cellules musculaires des ventricules
g) Les ventricules se contractent et expulsent le sang dans les artères = systole ventriculaire
h) Diastole générale : oreillettes + ventricules
1. Oreillette gauche
2. Ventricule gauche
3. Nœud sinusal (ou sinu-atrial)
4. Nœud auriculo-ventriculaire
5. Faisceau de His
6. Reseau de Purkinje
1
5
3
4
2
6

4
4. Comment la fréquence cardiaque est-elle contrôlée ?
Même si le cœur est capable d'une activité automatique la fréquence et l'efficacité de ses contractions
peuvent varier dans les conditions normales en réponse à la mise en jeu de 3 systèmes :
 Le système nerveux parasympathique
 Le système nerveux sympathique (ou orthosympathique)
 Le système endocrinien (hormones).
Exercice 5 :
Que représente le tracé ci-dessous ? Après avoir identifié les trois complexes, expliquez les différentes
phases du tracé.
L'activité électrique du cœur peut être enregistrée grâce à un système appelé
électrocardiographe. Le tracé s'appelle un électrocardiogramme (ECG).
Sur le tracé, on peut individualiser 3 complexes :
1. L'onde P
2. Le complexe QRS
3. L'onde T
L'onde P traduit la dépolarisation des oreillettes. Pour atteindre le nœud AV, le signal électrique
initial né du nœud SA doit en effet diffuser dans tout le myocarde auriculaire. Le complexe QRS
représente la dépolarisation des ventricules obtenue lorsque le signal électrique diffuse du faisceau de
His au réseau de Purkinje et par là même à toute la paroi ventriculaire. La repolarisation auriculaire est
invisible à l'ECG car contemporaine de la dépolarisation ventriculaire (c'est à dire du complexe QRS) et
masquée par elle. L'onde T correspond à la repolarisation des ventricules.
Exercice 6 :
Définissez les termes suivants :
1. Systole
La systole est la contraction et la diminution de volume d'une cavité qui se vide de son sang.
2. Diastole
La diastole correspond au relachement et à l'augmentation du volume d'une cavité qui se remplit de
sang.
P
Q
T
R
S

5
3. Volume d'éjection systolique
Le volume d'éjection systolique (VES) est le volume de sang éjecté par chaque ventricule lors de la
systole ventriculaire isotonique. Il correspond à la différence entre le volume télédiastolique et le volume
télésystolique.
Volume télédiastolique = volume ventriculaire maximal à la fin de la systole auriculaire.
Volume télésystolique = volume ventriculaire minimal à la fin de la systole ventriculaire.
4. Débit cardiaque
Le débit cardiaque (Q) correspond au volume de sang rejeté par chaque ventricule par unité de temps
(exprimé en L/min)
Q = fréquence cardiaque (en battements/min, bpm) x volume d'éjection systolique (L /battement)
5. Différence artério-veineuse en oxygène
La différence artério-veineuse en oxygène correspond à la différence entre la concentration en oxygène
dans les artères et celle dans les veines. Elle témoigne du niveau d'extraction tissulaire de l'oxygène à
partir du sang circulant. Elle est exprimée en ml pour 100 ml de sang.
Différence artério-veineuse en oxygène = CaO2 - CvO2
Exercice 7 :
A partir des graphes ci-dessous, calculez le débit cardiaque à l'effort de l'individu :
Débit cardiaque = Fréquence cardiaque (FC) X Volume d'éjection systolique (VES)
Détermination de la FC :
En 3 secondes, 6 révolutions cardiaques (RC) , donc FC = (6 RC /3) x 60 = 120 bpm
Détermination du volume d'éjection systolique
volume télédiastolique = volume ventriculaire maximum
volume télésystolique = volume ventriculaire minimum
Le VES est égal à la différence entre le volume télédiastolique et le volume télésystolique
VES = 240 – 80 = 160 ml
Détermination du débit cardiaque
Débit cardiaque = FC x VES = 120 x 160 = 19.2 L /min