Le système circulatoire
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PHYSIOLOGIE CARDIAQUE Physiologie cardiaque I/ Généralités Physiologie cardiaque Le système cardiovasculaire a un rôle de transport, régulation, protection Le système cardiovasculaire participe à l’homéostasie : maintien de certaines valeurs physiologiques à un niveau constant Le système cardiovasculaire comporte : • un liquide circulant (sang) • un système circulatoire clot (vaisseaux sanguins) • une pompe (le cœur) Physiologie cardiaque Un système circulatoire clot : Circulation pulmonaire (petite circulation) Circulation systémique (grande circulation) Artères (vaisseaux partant du coeur) Veines (vaisseaux arrivant au cœur) Physiologie cardiaque Physiologie cardiaque Une pompe : le cœur, divisé longitudinalement en deux parties : le coeur droit et le cœur gauche Physiologie cardiaque Physiologie cardiaque II/ L’activité électrique du cœur A/ Tissu nodal et automatisme cardiaque Physiologie cardiaque Le cœur a une activité mécanique qui est commandée électriquement. Autorythmicité cardiaque : existence de cellules myocardiques produisant spontanément un signal électrique qui stimule les cellules voisines. Cet ensemble de cellules constitue le tissu nodal 2 amas cellulaires : - nœud sinusal ou Keith et Flack - nœud auriculo-ventriculaire ou nœud de Aschoff-Tawara Prolongement par le faisceau de His Division en 2 branches : réseau de fibres de Purkinje Physiologie cardiaque Naissance du processus de stimulation du cœur dans le nœud sinusal Nœud sinusal = pace-maker impose son rythme à tout le cœur = rythme sinusal Propagation aux oreillettes qui se contractent en bloc Relayée par le nœud auriculo-ventriculaire Atteint l’ensemble des 2 ventricules par le faisceau de His et le réseau de Purkinje Physiologie cardiaque II/ L’activité électrique du cœur A/ Tissu nodal et automatisme cardiaque B/ Le potentiel d’action cardiaque Cellules cardiaques sont excitables – Présentent un PA Caractéristiques différentes selon la localisation Durée plus longue (150-300 ms) que le PA du muscle squelettique 5 phases différentes – Résultante de plusieurs courants mélangés Physiologie cardiaque PA sinusal : allure particulière - phase de dépolarisation spontanée - dépolarisation rapide - repolarisation lente PA des cellules myocardiques plateau repolarisation Physiologie cardiaque Activité globale du cœur : sommation des PA des cellules cardiaques Physiologie cardiaque La contraction cardiaque intervient à la fin de la phase de dépolarisation Les contractions cardiaques ne peuvent se sommer Le muscle cardiaque est intétanisable Existe une période réfractaire Le calcium joue un rôle fondamental dans la contraction Physiologie cardiaque • PA au niveau des cellules nodales autoexcitables • PA au niveau des cellules myocardiques de l’oreillette = contraction • Dépolarisation du nœud auriculo-ventriculaire • Dépolarisation des cellules du faisceau de His et des fibres de Purkinje • PA au niveau des cellules ventriculaires = contraction des ventricules Physiologie cardiaque II/L’activité électrique du cœur A/ Propriétés du myocarde B/ Tissu nodal et automatisme cardiaque C/ Le potentiel d’action cardiaque D/ L’électrocardiogramme Physiologie cardiaque Electrocardiogramme (ECG) : enregistrement de l’activité électrique du cœur in situ Physiologie cardiaque L’activité électrique cardiaque peut être suivie à partir de la peau (Marey, Waller 1880) Chaque phase du battement possède une trace électrique particulière Physiologie cardiaque III/Le cycle cardiaque Alternance de contractions et de relaxations : pompe propulsant le sang Cycle cardiaque = patron de répétitions des contractions et des relaxations Deux phases principales : diastole et systole Sang circule d’un système à haute pression vers un système à basse pression Systole (1/3) Relaxation Contraction Ejection Diastole (2/3) 50 ms 150 ms 80 ms Remplissage 720 ms Physiologie cardiaque La révolution cardiaque Systole auriculaire (~ 0,1 s) Systole ventriculaire (~ 0,3 s) Diastole générale (~ 0,4 s) Le cercle intérieur représente les ventricules et le cercle extérieur, les oreillettes Physiologie cardiaque Phase 1: Diastole générale - écoulement passif du sang des O vers V - valves AV : O ; valves sigmoïdes : F Phase 2 : Systole auriculaire - contraction des oreillettes - remplissage actif des ventricules - P oreillette > P ventricule Phase 3 : Diastole auriculaire - relâchement des oreillettes - Phase 4 : Systole ventriculaire contraction des ventricules écoulement passif de sang dans O éjection du sang dans l’aorte valves sigmoïdes : O ; valves AV : F P ventricule > P aorte Phase 5 : Diastole ventriculaire : - relâchement des ventricules - valves Sigmoïdes F Physiologie cardiaque Physiologie cardiaque Fermeture Sigmoïde Ouverture Sigmoïde Fermeture AV Ouverture AV Physiologie cardiaque Pour fonctionner comme une pompe, le coeur répète successivement 2 phases : Dépolarisation des cellules qui provoque la systole : phase de contraction Repolarisation des cellules qui provoque la diastole phase de relâchement qui permet le remplissage des oreillettes et des ventricules Un cycle cardiaque comprend donc une alternance de phénomènes électriques et mécaniques Physiologie cardiaque Dépolarisation des cellules du nœud sinusal Dépolarisation des cellules des oreillettes = Systole auriculaire Dépolarisation du nœud auriculo-ventriculaire Dépolarisation des cellules de His et Purkinje Dépolarisation des cellules des ventricules = Systole ventriculaire Repos = Diastole générale Physiologie cardiaque IV/ Le débit cardiaque A/ Définitions Physiologie cardiaque • Volume d’éjection systolique (VES) : Volume de sang éjecté du cœur par les ventricules à chaque contraction (100 ml) • Volume télédiastolique (VTD) : Volume de sang contenu dans les ventricules juste avant la systole ventriculaire (160 ml) = volume précharge • Volume télésystolique (VTS) : Volume de sang contenu dans les ventricules à la fin de chaque systole (60 ml)= volume postcharge VES = VTD – VTS • Fréquence cardiaque (Fc) : nombre de contractions ventriculaires par seconde. Exprimée en battements par minute bats/min (moyenne = 60 - 70 bats/min). Fc max = variable suivant les individus, elle diminue progressivement avec l'âge et avec l'entraînement = 220 – âge Physiologie cardiaque IV/ Le débit cardiaque A/ Définitions B/ Le débit cardiaque Physiologie cardiaque Débit cardiaque (Qc) = volume de sang expulsé par chaque ventricule par unité de temps Exprimé en litre par minute Qc = VES x Fc Qc moyen = 5l/ min Varie en fonction des besoins de l’organisme Physiologie cardiaque V/ Régulation cardiaque A/ le système nerveux autonome Physiologie cardiaque Le cœur reçoit une innervation sympathique et une parasympathique Sympathique : - augmentation de la Fc - augmentation de la force de contraction Parasympathique : - diminution de la Fc - diminution de la force de contraction Les deux systèmes sont actifs en même temps, avec une prédominance du para lors du repos et du sympa en cas de danger. Physiologie cardiaque V/ Régulation cardiaque A/ le système nerveux autonome B/ Régulation du rythme cardiaque Physiologie cardiaque Augmentation du retour veineux Augmentation du sang dans les oreillettes Augmentation de l’étirement des oreillettes Augmentation de la fréquence cardiaque Physiologie cardiaque Modification de la température corporelle : • Une augmentation de la température corporelle induit une augmentation de la fréquence cardiaque • Augmentation de 1°C produit une augmentation de 10 à 20 batts/min Physiologie cardiaque Modification du débit cardiaque lors d’un effort : • au repos, débit de 5-6 L/min • à l’effort, débit de 20 L/min chez l’adulte un peu entraîné ; 35 L/min chez le sportif de haut niveau Physiologie cardiaque Quelques pathologies cardiovasculaires anomalie de l'influx électrique cardiaque ou trouble du rythme cardiaque ► valvulopathie (atteinte des valvules cardiaques) ► atteinte vasculaire caractérisée par une sténose (rétrécissement) ou un anévrysme (dilatation) d'une artère ► phlébite (obstruction d'une veine par un caillot) ► insuffisance coronaire (angine de poitrine), pouvant déboucher sur un infarctus du myocarde en cas d'occlusion d'une artère coronaire ► hypertension artérielle ► insuffisance cardiaque, malformation congénitale du coeur, de gravité variable ► PHYSIOLOGIE VASCULAIRE Physiologie vasculaire I/ Les vaisseaux sanguins Physiologie vasculaire Physiologie vasculaire Physiologie vasculaire Physiologie vasculaire Quelques caractéristiques du système vasculaire chez l'homme Physiologie vasculaire ► Système artériel Artères ► Troncs de grand diamètre, souples et résistants (fibres élastiques) supporte les à-coups de P° dus au travail cardiaque, et le flot sanguin à haute P° Artérioles ► Modification de diamètre par variation de tonus (muscles lisses) modification de débit réglant l ’importance de l ’irrigation au niveau des différents organes P°= Pression Physiologie vasculaire ► Système veineux (veines et veinules) moins de vaisseaux volume de sang le plus important (70% du volume total) P° la plus basse P° diminuant régulièrement de l ’artère aorte à la veine cave ► Système capillaire surface la plus importante perméabilité la plus élevée nombre de vaisseaux le plus élevé vitesse du sang la plus basse (de 0,1 à 0,3 cm/s contre 40 cm/s à la sortie du ventricule gauche) échanges avec le liquide interstitiel environnant P°= Pression Physiologie vasculaire I/ Les vaisseaux sanguins II/ Hémodynamique circulatoire 1) Débit sanguin Physiologie vasculaire Débit sanguin dans certains organes, au repos et à l’exercice, en ml/min et en pourcentage du débit total. Physiologie vasculaire I/ Les vaisseaux sanguins II/ Hémodynamique circulatoire 1) Débit sanguin 2) Résistance périphérique Physiologie vasculaire Résistance : force qui s’oppose à l’écoulement du sang dans les vaisseaux – Résulte de la friction du sang contre la paroi des vaisseaux. Trois facteurs : - viscosité du sang - longueur des vaisseaux sanguins - diamètre des vaisseaux sanguins Résistance périphérique : friction du sang sur les parois des vaisseaux systémiques (loin du cœur) Principal paramètre influençant la résistance : le diamètre des vaisseaux car viscosité et longueur relativement constants Physiologie vasculaire I/ Les vaisseaux sanguins II/ Hémodynamique circulatoire 1) Débit sanguin 2) Résistance périphérique III/ La pression sanguine Physiologie vasculaire Pression sanguine : force que le sang exerce sur la paroi des vaisseaux (en mm Hg) Physiologie vasculaire 1) Pression artérielle Pression exercée par le sang dans les grosses artères Varie au cours de la révolution cardiaque : - augmente au cours de la systole ventriculaire - diminue pendant la diastole ventriculaire P systolique dépend du débit cardiaque et de l’élasticité des artères P diastolique dépend de la vitesse d’écoulement du sang Physiologie vasculaire Physiologie vasculaire Physiologie vasculaire Il y aura variation de la pression sanguine, s’il y a variation : - volume sanguin : une augmentation entraîne une augmentation de la pression - débit cardiaque : une hausse tend à faire augmenter la pression - débit aux organes : dépend du degré de vasoconstriction des artères irrigant l’organe Volume sanguin Physiologie vasculaire Mesure de la pression artérielle - pression brassard > pression systolique : bloque le sang dans l’artère du bras - diminution progressive de la pression du brassard pour laisser passer le sang = pression systolique - P brassard < P diastolique = pression diastolique Physiologie vasculaire 2) Pression veineuse Veines renferment la majeure partie du volume sanguin (3-3.5 l). Veines = réservoir de sang Pression dans les veines est très faible (plus élevée dans les veinules) Très variable selon les circonstances (température, exercice…) Dépend du volume sanguin Physiologie vasculaire Retour veineux : Aspiration du sang vers le coeur Existence de valvules Dépend de la pompe musculaire et respiratoire Physiologie vasculaire I/ Les vaisseaux sanguins II/ Hémodynamique circulatoire 1) Débit sanguin 2) Résistance périphérique III/ La pression sanguine IV/ Régulation de la pression artérielle Physiologie vasculaire 1) Régulation à court terme Régulation nerveuse mises en jeu en quelques secondes Assurée par l’arc baroréflexe (SNA) Corrige les variations de PA ponctuelles Agit sur le débit cardiaque et la résistance périphérique Intervention de barorécepteurs Nerf de Hering et de Cyon Physiologie vasculaire 1) Complexité de la régulation Physiologie vasculaire
