Sistemul circulator

Le système circulatoire
Le cœur
Les vaisseaux (Artères,
Capillaires, Veines)
Système cardiovasculaire
• La première place dans la génération
de la pathologie humaine
• La première place dans la recherche
biomédicale (cœur et vaisseaux)
• Première place dans le financement de
la recherche
• La plupart des essais cliniques
• La première place dans la recherche
pharmacologique
• La nécessité d'une circulation sanguine:
• les échanges entre les cellules et l'environnement
extracellulaire - ces changements sont permanents
• organismes:
• unicellulaires;
• multicellulaires - pas toutes les cellules sont en contact direct
avec l'environnement extérieur
• l'échange avec leur environnement se fait à travers le
liquide interstitiel
• Organe propulseur - coeur (apparait aux arthropodes)
poissons cœur = organe bicaméral;
amphibiens cœur tri caméral;
Crocodile et les organismes supérieurs
cœur tétracaméral;
L'évolution phylogénétique de l'appareil
cardio-circulatoire
•
•
Un miracle de l'évolution, qui a nécessité des millions d'années à se
perfectionner.
Cœur chez les invertébrés
•
•
•
•
•
Le type le plus simple de cœur est présent dans les vers - un tube musculaire que la
contraction de type péristaltique
Le mouvement peut-être bidirectionnelle
Certains mollusques ont des structures complexes - quatre oreillettes et les ventricules du
Nautilus
Cœurs multiples - sept ou plus chez les vers annélides
Du a l'activité métabolique réduite de ces animaux, l'appareil circulatoire n'est pas nécessaire
pour des échanges respiratoires, mais uniquement pour le transport des nutriments
Le Cœur chez les vertébrés
Cœur bicaméral chez
les poissons
Cœur tri caméral chez
les amphibiens
Cœur tétra-caméral chez
les crocodiles
• La hémodynamique – circulation de sang et les lois
physiques
•
Hémodynamique – dérive de la hydrodynamique
• Système hydrodynamique – un circuit fermé, dans
lequel il existe une pompe centrale, qui produit la
pression (gradient pressionnel) qui aide a la
circulation du liquide par des tubes
• Système de transport de la chaleur – installation de
chauffage – une nécessité des organismes – pour le
confort biologique – dans les zones qui ont des
grandes variations de température annuelles
• Le système hémodynamique est paru suivant la
nécessité des échanges intercellulaires et il est
devenu de plus en plus complexe avec l’évolution
des organismes.
Fonction du système circulatoire
•Transport des matériaux parmi les différentes segmentes de
l’organisme:
–Nutriments: a partir du tube digestif vers les cellules et
organes de dépôt
–Gaz respiratoires – des poumons au cellules et retour
–Catabolites – a partir des cellules vers les organes
d’excrétion
–Hormones – glandes – cellules cible
•Transporteur de chaleur parmi les différents régions de
l’organisme
•Transporteur de cellules, protéines, etc. entre différents
organes.
Eléments composant l’appareil cardiocirculateur
•Cœur
–Organe central – pompe
d’aspiration et de pression
–Disparition en série du cœur
gauche et du cœur droit
•Retour veineux
•égalité volumétrique
•Débit pulmonaire
•Débit systémique
•L’unidirectionalité de la circulation –
la presence des valves
–Atriau-ventriculaires
–Sigmoïdes artérielles
• La grande et petite circulation se
fait a travers les vaisseau
sanguins: artères, capillaires et
veines
• Les échanges se font entre le
sang et le liquide interstitiel
• La quantité de sang propulsée
par le ventricule gauche doit
être propulsée par le ventricule
droite (la même quantité de
sang qui vient de la périphérie)
• Retour veineux – la quantité de
sang qui arrive dans l’oreillette
gauche par l’unité de temps; elle
est apportée tant par la veine
cave supérieure que par la
veine cave inferieure
• Débit pulmonaire – la quantité
de sang expulsée par le
ventricule droit par l’unité de
temps
• Le flux sanguin systémique est la
quantité de sang qui est expulsé du
ventricule gauche par unité de temps;
• Si le ventricule gauche ne propulse
pas la même quantité de sang que le
ventricule droit, le débit systémique
est inférieur au débit pulmonaire, de
sorte qu'une quantité de sang reste
dans les poumons.
•
•
•
la circulation pulmonaire ne supporte pas
la pression augmentée
le plasma passe dans les alvéoles
pulmonaire (œdème pulmonaire)
les alvéoles ne peuvent plus faire
l'échange de gaz de sorte que le corps
meurt.
• Il n’y a pas une égalité parfaite à
chaque cycle cardiaque, mais en
temps se produit l'égalité
volumétrique
la circulation pulmonaire est appelé
aussi la petite circulation
• La circulation systémique est appelé
aussi la grande circulation
• Le sang doit circuler dans une seule
direction (ventricules  périphérie 
auricules << oreillettes>>). Les défauts
ventriculaires ou atriales (trous dans les
septes) compromettent l’activité du cœur.
L’unidirectionalité de la circulation du sang est
due aux valves atrio-ventriculaires et
sigmoïdes.
• Le cœur agit en utilisant les vaisseaux
sanguins
• Les poumons contiennent deux types de sang
(sang artériel) oxygénée et sang veineux –
non-oxygénée
•
•
La variabilité des nécessités  induit la
croissance (augmentation) du débit
cardiaque, même 4-6 fois dans l’effort
physique. Cette variation peut avoir lieu:
• Dans l’organisme entier;
• Dans des certaines organes et tissus;
Le contrôle de la circulation se fait:
• local:
• Retour veineux qui dirige le débit
cardiaque;
• Facteurs cardiaques intrinseques
(modifications de la contractilité du
muscle);
• Facteurs vasculaires – agissent en
périphérie au niveau des vaisseaux
• mécanismes neuro-humorales
générales;
Caractéristiques du Coeur
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Taille
Poids
Fréquence
Batt./jour
Batt./vie
Vol. éjection (VE)
VE/jour
12 cm
250-350 g
60-80/min
100 000
3 milliards
80 ml/ battement
8 000 litres / jour
Anatomie
fonctionnelle du cœur
• Le cœur – organe musculocavitaire.
• péricarde;
• épicarde;
• myocarde (muscle du cœur);
• endocarde;
• Le myocardium:
• muscle strié – organe globulaire –
cavitaire;
• éléments contractiles – réservoir du
sang et fonction de pompe;
• éléments cellulaires – generatrices
et conductrices de potentiel
d’action;
Histophysiologie et biochimie du
myocarde
Cellule myocardique  cylindre-rectangulaire;
• – atriale (dans les oreillettes);
• – ventriculaire;
• – embryonnaire;
• L’unité morphologique et fonctionnelle du myocarde
(du tissu musculaire strié cardiaque) est le
CARDIOMYOCYTE (cellule musculaire cardiaque).
• Il n’existe pas 2 cardyomiocytes identiques mais il
existe les cardyomiocytes avec des rôles différentes.
Cellule du myocarde
-
-
-
assez courtes
forme semi-fusiforme
ramifies, avec des interconnections
mécaniques par des disques
intercalaires
connectées du point de vue
électrique par des jonctions gap
(communicantes)
la contraction est commune –
syncytium fonctionnel
1-2 nucléés
très vascularisé
beaucoup des mitochondries (25% de l’espace intracellulaire)
métabolisme pratiquement exclusif
AEROBE
les myofibrilles fusent au tètes
les tubes T sont moins membreux
et plus larges
Cellule musculaires squelettiques
-
-
très longues
forme cylindrique-fusiforme
disposée parallèles
les jonctions mécaniques sont de
nature conjonctive
il n’existe pas des jonctions
communicantes
isolées du point de vue électrique
et la contraction indépendante
multi-nucléés
vascularisation variable
les mitochondries sont moins
membreuses - (2%)
métabolisme tout aérobe que
anaérobe
les myofibrilles ne fusent
les tubes T sont longues et
nombreux
• La sarcolemme:
• invaginations en T:
• proches de la
membrane Z;
• plus nombreuses en
systole;
• rôle – augmente la
surface de contact;
• disques intercalaires:
• plexus nexi;
• résistance x 400 celle
de la membrane
externe;
• circulation ionique;
• jonctions gap
• syncytium fonctionnel
• sarcoplasme:
• myofilaments 
sarcomères 
membrane Z;
• myoglobine (protéine
respiratoire);
• protéines contractiles
(actine, myosine) 
interdigitées;
• mitochondries;
• le réticule
sarcoplasmique est
fermé;
• granules de glycogène;
• ribosomes;
• lysosomes;
• nucléé  nucléoles;
• Réactions cellulaire
• surcharge  épaississement;
• nécrose  réactions au intoxication;
• Le cardiomyocyte utilise la plupart du Ca2+ en
provenant du milieu extracellulaire. Le potentiel
d’action qui apparait dans un myocite l’extend
dans l’entier myocarde.
• Le cardiomyocyte a des nombreuses
mitochondries et un réseau, endoplasmique. Le
myocarde a besoin du beaucoup d’oxygène,
parce ’quil se produit l’énergie en utilisant la
phosphorylation oxydative.
Caractéristiques métaboliques du
myocarde
• conditions normales:
•
•
•
•
•
•
fonctionnement en aérobiose;
saturation très basse en O2 du sang veineux;
mitochondries denses;
les enzymes glycolytiques sont peu actives;
le catabolismes des acides gras augmenté;
contenu riche en myoglobine – réservoir de O2;
des substrats énergétiques:
− organe aerobe  absorption d’acides gras
non-estérifiés;
− Glucose et acide lactique  moins que
dans le muscle squelettique;
− substrat:
– absorbé passivement: acides gras nonestérifiés et acides amines  utilisant le
gradient de concentration;
– absorbé activement: la glucose  par
un mécanisme insulino-dépendant;
métabolisme glucidique:
− réserves réduites de glycogène  mobilisées par
les catécholamines;
− glycolyse:
– anaérobe  ATP (la seule source anaérobe )
– aérobe  ATP – cycle Krebs (mitochondries)
– lactique – déshydrogénase:
– myocardique (lactate  pyruvate)
– musculaire (pyruvate  lactate)
– Phospho-fructokinase  phosphorylation des
hexoses  catabolisme
– Quantité réduite
– réglage allostérique  ADP et ATP 
l’hypoxie baisse l’ATP
• métabolisme lipidique:
• acides gras  oxydés sur la voie du pyruvate (mitochondrie)
• acides gras  estérifiés  produisent des glycérides (anoxie)
• les acides gras ont aussi du catabolisme et anabolisme dans les
cardiomyocytes.
• l’absorption des acides gras du plasma se fait par diffusion, donc
elle est dépendante de leur concentration plasmatique.
• dans la cytoplasme les acides gras sont couplés avec une protéine
pour la solubilisation et après couples avec le CoA.
• dans les mitochondries, les acides gras seront introduits dans le
processus de beta-oxydation.
• La quantité d’énergie produit par la dégradation d’une molécule
d’acide gras est beaucoup plus grande que celle obtenue par
l’oxydation d’une molécule de glucose
Le tissu
excitoconductive