BLG002 BIOLOGIE APPLIQUEE

TD Physiologie cardiaque
Les exercices de ce TD sont inspirés des TD du BDE sciences de l’Université de Nice
Anaïs Brosse
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Anaïs Brosse - BLG 002
BLG002 BIOLOGIE
APPLIQUEE
EXERCICE 1 :ANATOMIE DU CŒUR
1. Légendez le schéma suivant
Crosse aortique
Veine cave supérieure
Anaïs Brosse - BLG 002
Artère pulmonaire gauche
Valvule pulmonaire
Oreillette droite
Valvule tricuspide
Tronc pulmonaire
Oreillette gauche
Veine pulmonaire
Valvule mitrale
Muscle papillaire
Ventricule gauche
Ventricule droit
Septum interventriculaire (cloison)
Veine cave inférieure
2. Décrivez le trajet du flux sanguin
1) Le sang provenant des tissus entre par l'oreillette droite par les veines caves (au
nombre de 2)
2) Il est ensuite poussé par le ventricule droit dans les artères pulmonaires  le sang
s’oxygène dans les poumons
3) Le sang retourne dans le cœur par l'oreillette gauche via les veines pulmonaires (au
nombre de 4).
4) Le sang oxygéné est poussé dans l'aorte par le ventricule gauche. L'aorte se divise en
artères qui irriguent tout le corps.
2
EXERCICE 2 :CONTRACTION CARDIAQUE
1. Décrivez les différents évènements constituant une révolution cardiaque. Aidez vous
de ce schéma.
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1.
2.
3.
4.
5.
6.
Oreillette gauche
Ventricule gauche
Nœud sinusal (ou sinu-atrial)
Nœud auriculo-ventriculaire
Faisceau de His
Réseau de Purkinje
La révolution cardiaque :
a)
Les cellules du nœud sinusal se dépolarisent.
b) La dépolarisation se transmet aux cellules musculaires des oreillettes.
Dépolarisation = ouverture des canaux Na+ des cellules ce qui génère un courant entrant de forte
amplitude aboutissant à la contraction cellulaire
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 cela correspond à la relaxation des muscles et à
la repolarisation des cellules (= fermeture des canaux Na+ et ouverture des canaux K+)
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EXERCICE 2 :CONTRACTION CARDIAQUE
2. Que représente le tracé ci-dessous ?
L'activité électrique du cœur peut être enregistrée grâce à un système appelé électrocardiographe.
Le tracé s'appelle un ElectroCardiaGramme (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 auriculo-ventriculaire (AV), le signal
électrique initial né du nœud sinusal (ou sinu-atrial 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.
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3. Après avoir identifié les trois complexes, expliquez les différentes phases du tracé.
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EXERCICE 3 :DÉBIT CARDIAQUE
1. Définissez les termes suivants :
-
Volume d'éjection systolique
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Le volume d'éjection systolique (VES) est le volume de sang éjecté par chaque ventricule lors de la
systole ventriculaire. 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 donc juste
avant l’éjection du sang
Volume télésystolique = volume ventriculaire minimal à la fin de la systole ventriculaire c’est à dire le
volume de sang restant dans le ventricule juste après l’éjection du sang et juste avant le remplissage
suivant.
-
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)
-
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
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EXERCICE 3 :DÉBIT CARDIAQUE
2. A partir des graphiques ci-dessous, calculez le débit cardiaque à l'effort de l'individu :
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-
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
Ici il s’agit donc d’un effort modéré.
Valeurs normales :
Au repos 5L/min
À l’exercice 30-40 L/min
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EXERCICE 4 :CONSOMMATION D’OXYGÈNE
Un individu réalise une série d'exercices d'intensité croissante. Trois paramètres ont été mesurés : sa
consommation en oxygène (VO2), son débit cardiaque et sa fréquence cardiaque.
Les résultats vous sont présentés dans les 2 figures ci-dessous.
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Variation du débit cardiaque lors d'un exercice
d'intensité croissante
Variation de la fréquence cardiaque lors d'un
exercice d'intensité croissante
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EXERCICE 4 :CONSOMMATION D’OXYGÈNE
1. Calculez les volumes d'éjection systolique (VES) de l'individu pour des consommation d'oxygène de 1,
2, 3, et 4 L.min-1. Tracez le graphique représentant les variations du VES en fonction de la VO2 . Que
pouvez vous en conclure ?
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Débit cardiaque (Q) = Fréquence cardiaque (FC) X Volume d'éjection systolique (VES)
VES = Q / FC
Pour VO2 = 1L/min,
VES = 8 / 88 = 90 mL / battement
Pour VO2 = 2L/min,
VES = 15 / 125 = 120 mL / battement
Pour VO2 = 3L/min,
VES = 22 / 160 = 137.5 mL / battement
Pour VO2 = 4L/min,
VES = 27 / 200 = 135 mL / battement
VES (mL/battement)
VES=f(VO2)
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
0
1
2
3
VO2 (L/min)
4
5
Le volume d'éjection systolique augmente avec
l'intensité de l'exercice. Classiquement, il est admis
que le VES augmente jusqu'à une intensité
d'exercice correspondant à 40 à 60% des possibilités
maximales. Il atteint alors un plateau qui se
maintient même si l'exercice est poursuivi jusqu'au
maximum des possibilités de l'individu.
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EXERCICE 4 :CONSOMMATION D’OXYGÈNE
2. Calculez les différences artério-veineuses en oxygène de l'individu pour des consommation d'oxygène
de 1, 2, 3, et 4 L.min-1. Tracez le graphique représentant les variations de la différence artérioveineuse en O2 en fonction de la VO2 . Que pouvez vous en conclure ?
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VO2 = Fréquence cardiaque (FC) X Volume d'éjection systolique (VES) X différence artério-veineuse
Débit cardiaque (Q)
différence artério-veineuse = VO2 / Q
Pour VO2 = 1L/min,
da-vO2 = 1 / 8 = 12.5 mL / 100 mL
Pour VO2 = 2L/min,
da-vO2 = 2 / 15 = 13.3 mL / 100 mL
Pour VO2 = 3L/min,
da-vO2 = 3 / 22 = 13.6 mL / 100 mL
Pour VO2 = 4L/min,
da-vO2 = 4 / 27 = 14.8 mL / 100 mL
d(a-v)O2 = f (VO2)
La différence artério-veineuse en oxygène augmente
avec l'intensité de l'exercice. Cette augmentation
témoigne d'une diminution en oxygène du sang
veineux. En effet, la quantité d'oxygène prélevée par
les muscles actifs augmente ce qui diminue en aval
la quantité d'oxygène dans le secteur veineux.
d(a-v)O2 (mL/100mL)
15
14,5
14
13,5
13
12,5
12
0
1
2
3
VO2 (L/min)
4
5
9
RÉSUME CONTRACTION CARDIAQUE
Anaïs Brosse - BLG 002
Extrait du livre : Atlas de poche
de physiologie 4ème édition S.
Silbernagl et A Despopoulos
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