STRUCTURE ET FONCTION DU SYSTEME CARDIO

CHAPITRE TROIS : STRUCTURE ET FONCTION DU
SYSTEME CARDIO-VASCULAIRE
Le système cardio-vasculaire est indispensable au bon fonctionnement des autres systèmes de
l’organisme.
Il est constitué de 3 éléments : une pompe (le cœur), d’un système de canaux (vaisseaux
sanguins) et d’un liquide circulant (le sang).
Les principales fonctions du système cardio-vasculaire sont :
 L’apport de l’oxygène et des nutriments aux cellules
 L’élimination du CO2 et des déchets métaboliques
 Transport des hormones
 Régulation de la température et du pH du corps
 Prévention (partie immunitaire)
I)
LE CŒUR
Le cœur est constitué de 2 oreillettes qui sont les cavités qui reçoivent le sang et de 2
ventricules qui sont des cavités qui éjectent le sang. Le cœur à un rôle de pompe qui fait
circuler le sang dans tout le système vasculaire
A) La circulation du sang à l’intérieur du cœur
Apres avoir apporté aux cellules l’oxygène, le sang regagne l’oreillette droite grâce à la veine
cave supérieure et inférieure.
L’oreillette droite reçoit donc la totalité du sang oxygéné.
De l’oreillette droite, le sang gagne le ventricule droit en passant par la valve trucuspide.
Puis du ventricule droit, le sang est éjecté dans l’artère pulmonaire au travers de la valve
sigmoïde pulmonaire.
L’artère pulmonaire transporte le sang au poumon droit et gauche où il sera ré oxygéné.
A la sortie des poumons, le sang oxygéné traverse les veines pulmonaires et atteint l’oreillette
gauche.
De l’oreille gauche, le sang gagne le ventricule gauche en traversant la valve mitrale.
Le sang quitte le ventricule gauche par la valve sigmoïde aortique et le sang est éjecté de
l’aorte à destination de l’ensemble du corps.
Le cœur gauche appartient à la circulation systémique, il reçoit le sang oxygéné des poumons
et le distribue à l’ensemble de l’organisme.
B) Muscle cardiaque ou myocarde
La paroi du cœur est composée de 3 couches de tissus :
 La couche externe : épicarde
 La couche médiane : myocarde
 La couche interne : endocarde
L’épicarde recouvre directement la surface du myocarde.
Le myocarde est le tissu musculaire cardiaque qui forme le majeur parti de la paroi du cœur et
est responsable de l’action de pompage.
L’endocarde du myocarde varie selon la force que doit fournir la cavité.
Le ventricule gauche est la cavité la plus puissante car elle doit éjecter le sang dans le
système circulatoire. Le ventricule gauche a donc la paroi musculaire la plus importante.
Cette hypertrophie résulte du travail imposé au ventricule gauche. Le muscle cardiaque est un
muscle strié avec des caractéristiques différentes de celle des fibres musculaires squelettiques.
Les fibres musculaires cardiaques sont des fibres involontaires connectées entre elle par
des disques intercalaires qui renferment des desmosomes et des jonctions lacunaires.
Les desmosomes attachent les fibres cardiaques qui se détachent lors de contraction forte. Les
jonctions lacunaires permettent au potentiels d’actions de se propager d’une fibre
myocardique à une autre ce qui accélère la propagation de l’influx nerveux et permet aux
fibres de se contracter en même temps.
C) Le système de conduction cardiaque ou tissus modales
Le muscle cardiaque a une particularité, il génère sa propre impulsion, ce qui lui permet de
se contracter de manière rythmique sans l’intervention du SN, c’est ce qu’on appelle
également l’automatisme cardiaque. La fréquence cardiaque intrinsèque du cœur se situe à
70/80 bpm.
Le système de conduction cardiaque génère et conduit les signaux électriques qui sont à
l’origine des contractions cardiaques. Ce système est réparti des oreillettes aux ventricules
et se compose de 4 éléments :
 Le nœud sinusal (Keith-Flock)
 Le noeud oriculo-ventriculaire
 Faisceaux oriculo-ventriculaire (His)
 Réseau de purkinje
L’impulsion initiale prend naissance au niveau du noeud sinusale situé dans la partie
supérieur de l’oreillette droite. Cet ensemble de fibre myocardique génère un signal
électrique et le nœud sinusal est appelé pacemaker du cœur et sa fréquence est appelée le
rythme sinusal.
Le signal électrique produit par le noeud sinusal se propage dans les 2 oreillettes et atteint
le N.O.V situé dans la partie inférieur de l’oreillette droite.
La diffusion de l’action électrique dans les 2 oreillettes déclenche immédiatement leur
contraction.
Le N.O.V assure la transmission du signal électrique des oreillettes aux ventricules.
Puis, le signal électrique se propage le long du faisceau de His (auriculo-ventriculaire) qui
sechemine dans le septum inter ventriculaire avant de se diviser en 2 branches (droit destiné
au ventricule droit et gauche destiné au ventricule gauche) chacune de ses bronches se ramifie
en de nombreuses fibres constituant le réseau de Purkinje qui diffuse le signal électrique à
l’ensemble de la paroi ventriculaire provoquant donc la contraction simultanée des 2
ventricules.
D) L’électrocardiogramme (ECG)
L’activité électrique du cœur se transmet grâce au liquide extracellulaire jusqu’à la surface de
la peau. On enregistre cette activité grâce à l’électrocardiographe.
L’ECG est le tracé qui traduit l’activité électrique du cœur.
L’ECG d’un sujet sain en rythme sinusal présente 3 accidents électriques :
 L’onde P : correspond à la dépolarisation des oreillettes.
 L’onde QRS : correspond à la dépolarisation des ventricules obtenue lorsque le signal
électrique diffuse du faisceau de His au réseau de Purkinje (= toute paroi
ventriculaire).
 L’onde T : (soit positif ou négatif), correspond à la repolarisation des ventricules.
L’onde Q n’est pas constante, elle est souvent absente des enregistrements des sujets sains.
La repolarisaion des oreillettes n’est pas visible sur un ECG car elle est contemporaine de
la dépolarisation ventriculaire, elle est donc masquée par l’onde QRS.
E) Le cycle cardiaque
Un cycle cardiaque correspond à l’ensemble des évènements survenant entre 2 contractions
successives du cœur. Si l’on s’intéresse aux ventricules, il s’agit de la succession d’une
diastole ventriculaire et d’une systole ventriculaire.
La systole correspond à la phase de contraction.
La diastole correspond à la phase de relaxation.
Pendant la diastole, les ventricules se remplissent de sang.
Pendant la systole, les ventricules se contractent et éjectent leur contenu.
La durée de la diastole est supérieure à celle de la systole.
La systole ventriculaire comprend dont la contraction iso volumétrique, l’éjection est la
relaxation iso volumétrique.
La diastole comprend le remplissage des ventricules.
F) Contrôle extrinsèque de l’activité cardiaque.
Même, si le cœur fait l’objet d’une activité automatique, la fréquence et l’efficacité de ces
contractions peut être moduler par l’intervention du SN autonome ou du système
endocrinien.
Le SN autonome contrôle tout le fonctionnement interne involontaire de notre corps,
c'est-à-dire, les muscles viscéraux et les glandes endocrines. Le SN autonome se divise en
2 grandes parties :
 Le SN sympathique
 Le SN para sympathique
Le SN parasympathique contrôle l’activité du cœur par l’intermédiaire de nerf X.
Au repos, l’activité du système parasympathique prédomine ce qui provoque une diminution
de la fréquence et de la force des contractions cardiaque.
Le SN parasympathique accélère la fréquence cardiaque et diminue la force des
contractions du myocarde.
Ce système est mis en jeu lors d’un stress émotionnelle ou physique.
Le système endocrinien agit grâce aux hormones libéré parles glandes surrénales : adrénaline
+ noradrénaline = catécholamines.
Ces hormones ont pour effet d’augmenter la fréquence cardiaque et elles viennent
renforcer l’action du système nerveux sympathique lors d’un stress.
G) Quelques calculs
a) Le volume d’éjection systolique
A chaque systole un certain volume sanguin est éjecté du ventricule gauche, c’est le volume
d’éjection systolique (VES).
A la fin de la diastole juste avant la contraction ventriculaire, le remplissage ventriculaire est
maximum, c’est le volume télé diastolique (VTD).
A la fin de la systole juste après la contraction ventriculaire, il reste un volume résiduel de
sang que l’on appelle volume télé systolique. (VTS).
Donc : VES = VTD – VTS
b) La fraction d’éjection (FE)
Le pourcentage du volume sanguin éjecté par le ventricule gauche à chaque contraction
constitue la fraction d’éjection.
Donc : FE = VES / VTD
FE correspond donc à la part relative du volume sanguin éjecté par rapport au volume
maximum que le ventricule gauche peut contenir.
c) Le débit cardiaque
Le débit cardiaque (q.) correspond au volume sanguin éjecté par le ventricule en une
minute.
Donc : q.= FC x VES
II)
LE SYSTEME VASCULAIRE
Le système vasculaire comprend plusieurs types de vaisseau qui ensemble assure le
transport du sang du cœur vers les tissus et inversement.
Ces différents types de vaisseaux sont :

Artères

Artérioles

Capillaires

Veinules

Veines
Les artères ont des propriétés contractiles et élastiques, elle transporte le sang jusqu’aux
artérioles qui sont en continuité avec les capillaires. La paroi des capillaires est très fines,
ce qui permet tous les échanges entre sang et tissus.
Le retour du sang au cœur s’effectue par les veinules qui font suite aux capillaires. Les
veinules convergent vers les veines qui ferment le circuit.
Le système vasculaire se divise en 2 :
 Circulation pulmonaire : cœur droit → poumon → cœur gauche
 Circulation systémique : cœur gauche → tissus → cœur droit
A) Le retour veineux
En position debout, 3 mécanismes s’opposent à la pesanteur pour favoriser le retour du sang
veineux des territoires inférieurs vers le cœur :
 La respiration
 Les contractions musculaires
 Les valvules
A l’inspiration et à l’expiration (= à la respiration), les pressions à l’intérieur des cavités
abdominales et thoracique varient et aident à propulser le sang veineux qui circule pres de ces
territoires.
La contraction des muscles des membres inférieurs ou de l’abdomen en comprimant les
veines favorise le retour veineux.
Par l’existence de valvules dans les territoires des membres inférieurs qui vont exciter le
reflux du sang dans les régions plus basses.
B) La distribution du sang
La distribution du sang aux tissus périphériques doit s’adapter aux variations des besoins
locaux et généraux.
Au repos, ce sont les organes ayant une activité métabolique importante qui reçoivent
l’essentielle de la masse sanguine. La moitié du volume sanguin se répartit entre le foie et les
reins. Les muscles n’en reçoivent que 15%
A l’exercice, la masse sanguine est re-distribuer au profit des territoires les plus actifs (= les
muscles) qui peuvent recevoir jusqu’à 80% de la masse sanguine.
Apres un repas, le sang se dirige préférentiellement vers les territoires digestifs.
Lorsque la température est élevée, la vascularisation de la peur augmente donc élimination de
la chaleur corporelle.
Le système cardiovasculaire répond donc aux exigences de chaque organe en régulant la
distribution du sang. Les artérioles jouent un rôle essentiel car les cellules musculaires qui
constituent leur paroi permettent de faire varier leur calibre par 2 mécanismes :
 L’autorégulation
 Le contrôle nerveux extrinsèque
a) L’autorégulation
L’autorégulation, c’est la propriété qu’ont les vaisseaux de faire varier leur débit sanguin
en fonction des besoins locaux des tissus qu’ils irriguent.
Les artérioles peuvent se mettre en vasodilatation si une augmentation du débit sanguin
local est nécessaire. Le stimulus semble être l’oxygène.
Toutes augmentations de la consommation tissulaires d’O2 s’accompagnent d’une diminution
de la quantité d’oxygène ultérieurement disponible.
Les artérioles se dilatent alors pour augmenter la perfusion des tissus.
Le CO2, les ions K+, les ions H+, l’acide lactique et des agents inflammatoires sont aussi des
produits qui peuvent avoir un effet vasodilatateur.
La vasodilatation permet d’apporter au tissu des éléments indisponible et d’éliminer les
déchets.
b) Le contrôle nerveux extrinsèque
A l’exercice, doit s’opérer simultanément une augmentation du débit sanguin dans les
territoires musculaires concernés et une diminution du débit sanguin dans les autres
territoires.
Cette re-distribution fait appel à des mécanismes nerveux que l’on regroupe sous le terme
contrôle nerveux extrinsèque du débit sanguin.
Le système sympathique est l’acteur principal de ce contrôle. Il innerve les muscles contenus
dans la paroi des vaisseaux systémiques. En général, la mise en jeu du système sympathique
se traduit par une contraction des muscles situés dans la paroi des vaisseaux provoquant une
vasoconstriction.
c) la redistribution du sang veineux
La distribution du sang dans l’organisme varie en fonction des besoins tissulaires et du
territoire vasculaire considérés.
Au repos, le volume sanguin se répartit pour :
 64% veines
 13% artères
 9% poumons
 7% cœur et artérioles capillaires
L’essentiel de la masse sanguine est contenue dans le système veineux qui est un réservoir de
sang prêt à intervenir pour répondre à l’augmentation des besoins. La stimulation
sympathique des veines + veinules entraîne une diminution de leur calibre qui accélère le
retour du sang des territoires veineux périphériques vers le cœur et le système artérielle
permettant sa re-distribution aux autres tissus de l’organisme.
C) La pression artérielle
La pression artérielle est la pression exercée par le sang sur la paroi des artères. Elle
s’exprime par 2 valeurs : la pression systolique et la pression diastolique.
Le chiffre le plus élevé correspond à la pression systolique et il est mesuré lorsque le sang est
éjecté avec la plus forte puissance, c'est-à-dire, lors de la systole ventriculaire.
Le chiffre le plus bas correspond à la pression artérielle diastolique et il est mesuré lors de la
diastole ventriculaire.
Donc : PA moyenne = PA diastolique + 0.333 (PA systolique – PA diastolique)
La diastole est plus longue que la systole donc les vaisseaux artériels sont soumis plus
longtemps à la pression diastolique. Les variations de la pression artérielle s’expliquent en
grande partie par les modifications du calibre des artères, des artérioles et des veines.
En règle général, toute constriction vasculaire augmente la pression artérielle et toutes
dilatation diminue la pression artérielle.