P12 PHYSIO Le système cardiovasculaire: Structure et fonction

Composition du sang et rôles du sang

• Le sang est composé de globules rouges, de globules blancs, de plaquettes et de plasma.

Le cœur : structure et fonction

• Le cœur est situé dans la cage thoracique.
• Le cœur agit comme deux pompes distinctes.
• Le myocarde est le muscle cardiaque.
• Le système cardionecteur assure la conduction électrique dans le cœur.
• Le couplage excitation-contraction est le processus par lequel un signal électrique déclenche la contraction musculaire.

Paramètres de la fonction cardiaque

• La fonction cardiaque est caractérisée par plusieurs paramètres.
• La fréquence cardiaque peut être modulée.
• Le volume d'éjection systolique (VES) est régulé.

Le système vasculaire

• L'hémodynamique étudie les forces impliquées dans la circulation du sang.
• Le système vasculaire est constitué de diverses structures anatomiques.
• La pression artérielle est soumise à une régulation.

Les artérioles

• Les artères se ramifient en artérioles au niveau des organes.
• Le diamètre des artérioles varie entre 10 et 100 µm.
• Les artérioles sont réparties à travers tout l'organisme.
• Elles acheminent le sang vers les capillaires et contrôlent le débit sanguin.
• Les artérioles sont composées de trois couches : l'intima, la média et l'adventice.
• Près des capillaires, il ne reste que l'endothélium et la média, réduite à une couche de cellules musculaires lisses (CMLs).
• Le diamètre des artérioles est modulé par vasodilatation et vasoconstriction, influencées par le système nerveux sympathique et des hormones.
• L'environnement chimique local (ex : consommation en O2, augmentation en H+ et CO2) affecte également le diamètre, induisant la vasodilatation.
• Durant l'exercice, la redistribution du sang est assurée par la vasodilatation dans les zones actives et la vasoconstriction dans les zones inactives.
• La vasoconstriction est induite par l'activité sympathique, tandis que la vasodilatation est favorisée par la libération d'adrénaline et les modifications chimiques locales.

Les capillaires

• Les capillaires sont les plus petits vaisseaux du système vasculaire, avec un diamètre de 3 à 10 µm.
• Leur paroi est très fine, limitée à l'intima et quelques fibres de collagène.
• Ils relient les artérioles aux veinules, formant un réseau dense dans les tissus et organes (lit capillaire).
• La multiplicité des capillaires augmente la surface d'échange pour les gaz, nutriments et déchets.
• Les échanges sont facilités par la paroi fine et poreuse des capillaires.
• Le débit sanguin dans les capillaires s'adapte aux besoins métaboliques du tissu.
• Le flux sanguin est contrôlé par des sphincters pré-capillaires contractiles composés de cellules musculaires lisses.
• L'activité des sphincters est influencée par le système nerveux sympathique et les conditions chimiques locales.
• La relaxation des sphincters, favorisée par une diminution de l'activité sympathique et une augmentation des métabolites, ouvre les capillaires dans les tissus actifs.
• Dans les capillaires, il est possible de mesurer les concentrations d'O2 et de CO2 aux pôles artériel et veineux pour déterminer les différences artério-veineuses.
• Au repos, la concentration d'O2 à l'entrée des capillaires est de 20 ml/100 ml de sang et de 15 ml à la sortie, résultant en une différence de 5 ml due à la consommation des tissus.
• L'exercice physique augmente cette différence chez les sujets entraînés et non entraînés, reflétant les besoins accrus en O2.
• La différence artério-veineuse double ou triple durant l'effort maximal, indiquant une meilleure capacité d'extraction de l'O2 vers les muscles actifs chez les sujets entraînés.
• L'augmentation de la consommation d'O2 entraîne une augmentation de la production de CO2, menant à une augmentation de la DAVCO2.

Veines et veinules

• Les veines et les veinules assurent le retour du sang des capillaires vers le cœur, sous basse pression.
• Les veinules, formées à partir du lit capillaire, collectent le sang et le déversent dans les veines.
• Le diamètre des veines augmente à mesure qu'elles se rapprochent du cœur.
• La structure des veines est similaire à celle des artères (intima, média, adventice), mais la lumière est plus large, la média plus fine, et l'adventice plus épaisse.
• Les veines sont munies de valves, particulièrement dans les membres inférieurs, pour empêcher le reflux du sang et faciliter le retour vers le cœur.
• La défaillance de ces valves peut causer des varices.
• D'autres mécanismes, comme la pompe musculaire (compression de la voûte plantaire et contraction des muscles des mollets et des cuisses) et l'inspiration (diminution de la pression thoracique), favorisent également le retour veineux.

Régulation de la pression artérielle

• La régulation de la pression artérielle est un processus complexe qui dépend de divers facteurs : paramètres cardiaques (FC, VES), résistance vasculaire et volume sanguin.
• Les mécanismes nerveux et endocriniens sont impliqués dans cette régulation, à court terme (modulation du débit cardiaque et de la vasomotricité) et à long terme (modulation du volume sanguin, impliquant le rein).
• La pression artérielle est contrôlée en permanence par des barorécepteurs situés dans la crosse aortique et le sinus carotidien.
• Les informations des barorécepteurs sont transmises aux centres cardio-vasculaires du bulbe rachidien, qui gèrent la fréquence cardiaque, la contractilité du myocarde et la vasomotricité.
• Ces centres analysent l'information et adaptent les réponses cardiaques et vasculaires pour maintenir la pression artérielle.
• En cas de diminution de la pression artérielle, les barorécepteurs activent le centre vasomoteur pour augmenter la résistance vasculaire périphérique et le centre cardiaque pour augmenter la contractilité et la fréquence cardiaque, élevant ainsi le débit cardiaque.
• Les centres cardiovasculaires sont également influencés par les centres nerveux supérieurs (hypothalamus, stress).
• Certaines hormones, comme l'adrénaline, accélèrent la fréquence cardiaque et augmentent la contractilité, tandis que la noradrénaline affecte les vaisseaux en fonction des récepteurs (alpha ou bêta).
• L'hormone antidiurétique a un effet vasoconstricteur puissant.