Notes sur le Système Cardiovasculaire PDF

2025-01-10 Cours 2 Le système cardiovasculaire et son contrôle Suite partie 1 Partie 2 : fonctionnement général du système cardiovasculaire au...

2025-01-10 Cours 2 Le système cardiovasculaire et son contrôle Suite partie 1 Partie 2 : fonctionnement général du système cardiovasculaire au repos et à l’effort 1 Résumé – cours 1 ü Le système cardiovasculaire est composé d’une pompe (le cœur) et d’une tuyauterie (le système vasculaire) ü Deux pompes indépendantes : le ventricule gauche et le ventricule droit ü ’’ ‘’ A deux types de circulation, la grande (systémique) et la petite (pulmonaire) ü Possède son propre réseau de conduction électrique, mais est également sous le contrôle du système nerveux ü Est en fait un muscle qui se contracte de façon coordonnée (battement cardiaque) ü Peut battre à un rythme minimal (FC de repos) et maximal (FC max) 2 1  2025-01-10 C e tte p h o to p a r A u te u r in co n n u e st so u m is à la lice n ce C C B Y -S A C e tte p h o to p a r A u te u r in co n n u e st so u m is à la lice n ce C C B Y -S A Capacité sanguine C e tte p h o to p a r A u te u r in co n n u e st so u m is à la lice n ce C C B Y -S A Capacité oxydative Faire circuler le sang de transport de assez vite pour musculaire Capter l’oxygène l’oxygène et des et le diffuser dans répondre aux besoins nutriments le sang… des muscles à l’effort Quels sont les déterminants de la consommation d’oxygène? 3 Les volumes cardiaques 4 2 pas besoin de faire le lien avec l’ECG = juste connaitre le cycle (les étapes) 2025-01-10 Le cycle cardiaque Tiré de Tortora et Derrickson, Principes d’anatomie et de physiologie (2007), 2e éd., Saint-Laurent, Québec : Éditions du Renouveau pédagogique, c2007. (p.767). Usage à des fins académiques seulement 5 Volumes cardiaques durant un cycle cardiaque 1. Volume télédiastolique (après la diastole): (VTD) Ø remplissage maximal du ventricule gauche avant chaque systole (contraction) = qté totale de sang pouvant être contenu dans les ventricules avant la contraction 2. Volume télésystolique (après la systole): (VTS) Ø volume résiduel après la systole (contraction) du ventricule gauche = volume qui reste après la contraction 3. Volume d’éjection systolique (VES) Ø Quantité de sang éjectée par le ventricule gauche à chaque contraction (systole) = qté de sang éjecté par ventricule dans la circulation àVES = VTD – VTS (Total – Résiduel) Tiré de Kenney, Wilmore et Costill, Physiologie du sport et de l’exercice (2017), 6e édition, Éditions de Boeck. (p.162). Usage à des fins académiques seulement 6 3  2025-01-10 Le volume d’éjection Systolique varie en fonction de 4 facteurs Il est fonction de 4 facteurs: -plus le coeur est rempli, le retour veineux Volume plus il s’étire télédiastolique la capacité de remplissage du ventricule -plus la contraction est forte, la contractilité (force) ventriculaire plus elle éjecte de sang Volume la pression sanguine dans l’aorte et le tronc = niveau de résistance télésystolique pulmonaire (résistance) -résistance que le ventricule doit surmonter pour éjecter le sang -2 composantes : hypertension = pression vasculaire -pression vasculaire : élevée = difficile pour les valves -pression dans le ventricule gauche > pression systémique s’ouvrir = qté de sang éjectée réduite (pour que valve aortique s’ouvre) -pression ventricule droit > pression pulmonaire (pour ouvrir valve pulmonaire) 7 -dommages aux valves (ex : sténose) = résistance élevée = qté de sang éjectée réduite Mécanisme de Frank-Starling : plus l’étirement est important, plus la force de contraction est grande Le retour veineux En position debout, 3 mécanismes pour s’assurer que le sang s’opposent à la force de pesanteur revienne au coeur et contribuent à favoriser le retour du sang veineux des territoires inférieurs vers le cœur: 1. Valvules des veines 2. Pompe musculaire 3. La pompe respiratoire (cours 3) Les valvules veineuses bloquent le flux en sens contraire du sang Tiré de Tortora et Derrickson, Principes d’anatomie et de physiologie (2007), 2e éd., Saint-Laurent, Québec : Éditions du Renouveau pédagogique, c2007. (p.804). Usage à des fins académiques seulement 8 1 = écoulement à sens unique 2 = contraction musculaire -compriment de manière rythmique les veines lors de n’importe quel mouvement = favorisent le retour veineux -bas de compression crée une compression sur les muscles des jambes = augmente contraction muscu 3 = respiration compresse les veines vers le tronc = change le niveau de pression sur la veine cave (un peu 4 le même principe que pompe muscu)  2025-01-10 -Quand exercice intense = FC élevée = peu de temps pour le remplissage ventriculaire = optimisation du mécanisme La capacité de remplissage des de torsion-détorsion =la contraction et le ventricules relâchement des oreillettes et des ventricules créent un mouvement de torsion et de La capacité de remplissage détorsion des ventricules dépend de 1- Lors de la systole, le leur capacité à s’étirer coeur exerce un mouvement de suffisamment torsion graduel au cours duquel de l’énergie est emmagasinée au Plus la force de contraction niveau de composants est importante, plus le tels que la titine myocarde va s’étirer en conséquence 2- Lorsque la valve aortique se ferme, la torsion du ventricule Mécanisme de Frank-Starling : gauche est suivie par https://www.youtube.com/watch une rapide détorsion de ce ?v=vFRkSB46bl8 dernier (x3 lors de l’exercice) 3- = création d’une dépression Image: https://quizlet.com/515814838/cardiac-output-flash-cards/ 4- génération d’un phénomène de succion = meilleur 9 remplissage des ventricules -L’efficacité du mécanisme de torsion–détorsion est améliorée par l’entraînement et diminuée par le désentraînement Le volume d’éjection systolique chez l’enfant Le VES et la capacité de remplissage du coeur augmentent pendant l’enfance et l’adolescence Ex : 5ml à la naissance ; 25 ml à 5 ans; et 85 ml à 15 ans En lien avec le poids et la surface du corps (plus de tissus à oxygéner) L’augmentation du VES est due à l’augmentation de la taille du ventricule gauche et des dimensions du coeur et de la taille de la personne 10 5  2025-01-10 La fraction d’éjection (FE) Fraction d’éjection : Ø Pourcentage du volume sanguin éjecté par le ventricule gauche à chaque contraction = Vol. d’éjection systolique X 100 Volume télédiastolique = qté sang sorti/qté sang entré x 100 = part relative du volume sanguin éjecté par rapport au volume maximum que le ventricule gauche peut contenir - FE est utilisée en clinique comme un index de l’efficacité de pompage du coeur - FE = environ 60% chez les gens au repos Tiré de Kenney, Wilmore et Costill, Physiologie du sport et de l’exercice (2017), 6e édition, Éditions de Boeck. (p.162). Usage à des fins académiques seulement 11 -change selon période d’entrainement prolongé -change selon repos ou non Le débit cardiaque VS volume d’éjection systolique = qté de sang éjecté à chaque contraction Débit cardiaque ( ) Ø Quantité de sang éjectée par le ventricule gauche dans la circulation systémique en 1 minute = correspond au volume sanguin total éjecté par le ventricule en une minute = Fréquence cardiaque x volume d’éjection systolique Par exemple chez l’adulte : valeur moyenne représente la qté de sang total dans le corps = c’est la 60-80 ml x 70bpm = entre 4,2 et 5,6L totalité du sang qui est pompée par le coeur en une minute Quel est le lien entre le débit cardiaque et la consommation d’oxygène (VO2) ? Lors d'un effort physique la demande Tiré de Kenney, Wilmore et Costill, Physiologie du sport et de l’exercice (2017), 6e édition, Éditions de Boeck. (p.162). Usage à des fins académiques en O2 des muscles augmente = Pour seulement répondre à cette demande, l'organisme va : VO2 = Débit cardiaque x (CaO2 - CvO2) 12 -Augmenter le débit cardiaque : -plus le débit cardiaque est fort, plus tu consommes d’o2 au niveau VO2 : consommation d'oxygène en augmentant la FC et le Vs muscu car le sang contient l’o2 qu’on veut consommer CaO2 : contenu en oxygène du sang artériel CvO2 : contenu en oxygène du sang veineux -Augmenter la différence artério-veineuse -comment augmenter le débit cardiaque = respirer plus vite, en oxygène : les muscles extraient plus d’O2 du sang pour répondre entrainement aérobie (coeur devient plus fort = vol ejection sys plus élevé) à leurs besoins énergétiques. 6  2025-01-10 Volumes cardiaques au repos Volume télédiastolique ± 100 ml Volume d’éjection systolique : ± 60 ml Volume télésystolique : ± 40 ml Fraction d’éjection : ± 60% Débit cardiaque : 4.2 à 5.6 L/min au repos chez l’adulte Ø Donc, l’ensemble du sang contenu dans l’organisme est pompé par le cœur en environ 1 min Résumé volumes cardiaques : https://www.youtube.com/watch?v=vFRkSB46bl8 13 Le sang : rôles et composition 14 7  2025-01-10 Rôles du sang permet le transfert de chaleur du noyau central ou des régions à activité métabolique élevée vers le reste du corps, dans les conditions normales et vers la peau si la production de chaleur est vraiment excessive Transport O2 et nutriments et hormones contractions muscu produisent CO2 CO2 et autres déchets métaboliques Régulation de la température changer le volume plasmatique a un effet sur la thermorégulation Contrôle de l’équilibre acido-basique effort intense = change l’équilibre acido-basique car sang fait sortir l’acide (lactique?) Contrôle du volume sanguin/liquidien total tamponne les acides produits par le Prévention de l’hémorragie métabolisme anaérobie assurant le maintien C de défense du pH au niveau optimal Défense de l’organisme (immunité) immunitaire sont acheminées par sang 15 niveau d’entrainement : -plus de globules rouges donc plus d’O2 dans le sang = donc plus d’éléments figurés -augmente le volume plasmatique (car composé d’eau et on en a besoin quand on s’entraine) =personne entrainée a plus de volume sanguin que personne pas entrainée Volume et composition du sang Varie en fonction de la taille, chaleur = diminue volume plasmique du niveau d’entraînement et d’acclimatation à la chaleur Peut atteindre 5 à 6 L chez majoritairement composé d’eau l’homme et 4 à 5 L chez la femme adulte - Augmente avec la croissance Globules blancs (leucocytes) : -défense de l’organisme Le sang est composé de via phagocytose ou dev. plasma (liquide) et d’éléments anticorps) figurés Hématocrite: éléments Plaquettes (thrombocytes) : figurés/volume sanguin total -coagulation -limitent risque hémoragie Tiré de Kenney, Wilmore et Costill, Physiologie du sport et de l’exercice (2017), 6e édition, Éditions de Boeck. (p.170). Usage à des fins académiques seulement 16 Adultes : l’hématocrite se situe normalement -H : entre 41 et 50% c -F : entre 36 et 44% 8  varie selon : -âge (augmente le contenu en hémoglobine) 2025-01-10 -sexe (F : plus faible hémoglobine car pertes de sang à chaque mois et car hormones sexu masculines favorisent formation des globules rouges) -entrainement (augmente la qté de globules rouges dans le sang) -altitude (augmente la qté de globules rouges) -consommation de drogues (Erythropoetine EPO) -certaines maladies (ex : anémie, cancer, faible alimentation) Les globules rouges (érythrocytes) Le transport de l’oxygène par les globules rouges est assuré par l’hémoglobine Globule rouge Composée d’une protéine (globine) et 4 molécules d’hème (pigment rouge). L’hème contient du fer qui se L’oxygène se lie au fer contenu dans le lie à l’oxygène groupement hème 1 globule rouge contient ~ 250 millions de molécules d’hémoglobine, donc Hémoglobine environ ~ 1 milliard de molécules d’oxygène Contenu maximal du sang en Molécule d’O2 oxygène ~ 20 ml pour 100 ml de sang. 17 Les globules rouges (érythrocytes) 1er rôle : transporter l’oxygène Pas de noyau : ne peuvent pas se reproduire Durée de vie : ± 120 jours (3 mois) raison pour laquelle on peut donner du sang juste aux 3 mois Ces cellules sont en permanence détruites et renouvelées dans les mêmes proportions chaleur = si je m’exerce et donc = diminution Toute diminution des globules rouges diminuera la constamment à la chaleur et que ça capacité de transport d’oxygène du sang détruit mes globules rouges = performance physique adaptations et le corps en produit ++ Les globules rouges peuvent être détruits lors de l’exercice (turbulence, température corporelle et exercice à fort impact comme la course à pied) La croissance augmente le nombre de globules rouges 18 Don de sang : -volume prélevé = 500ml = 8-10% du volume sanguin total et du nbr de globules rouges -boire bcp après car comme eau est principal constituant de plasma, il peut se reconstituer en 24-48h -MAIS prend 6 sem pour retrouver compte globules rouges (délai nécessaire à leur maturation) = peut compromettre performance des athlètes d’endurance en limitant leur capacité de transport de l’O2 9  2025-01-10 Formation des globules rouges : l’érythropoïèse utilisation d’o2 stimule la production d’érythropoiétine Tiré de Marieb et Hoehn, Anatomie et physiologie humaines (2015), Éditions Pearson. (p.751). Usage à des fins académiques seulement 19 et le fer est mis en réserve Destin des globules rouges Tiré de Marieb et Hoehn, Anatomie et physiologie humaines (2015), Éditions Pearson. (p.751). Usage à des fins académiques seulement 20 10  2025-01-10 -En principe, toute augmentation du nombre de globules rouges améliore les possibilités de transport de l’oxygène -MAIS en l’absence d’augmentation associée du volume plasmatique, la viscosité du sang s’élève, ce qui diminue le débit sanguin Viscosité du sang = consistance, épaisseur = Plus un liquide est visqueux plus l’écoulement est difficile Viscosité du sang : 2 fois celle de l’eau Toute augmentation de l’hématocrite (éléments figurés) (sans augmentation du vol plasmatique) s’accompagne d’une augmentation de la viscosité du sang et donc, et de la résistance à son écoulement Hématocrite > 60% = Risques de problèmes circulatoires (p. ex. caillot) Pour les athlètes/sportif.ves, il est préférable d’avoir un taux d’hématocrite bas, avec un volume plasmatique élevé et un niveau de globules rouges au-dessus de la normale (↓ viscosité + ↑ transport oxygène) 21 -Hématocrite bas et volume plasmatique élevé = diminue la viscosité du sang = aide au transport de l’oxygène, en facilitant l’écoulement et le débit du sang -MAIS un hématocrite bas provient en général d’une diminution du nombre des globules rouges, c’est-à-dire d’une anémie = Le sang circule alors normalement mais véhicule moins d’oxygène Impact de l’anémie sur la composition du sang Rappel : les réserves de fer sont essentielles à la synthèse (formation) de nouveaux globules rouges ; Valeurs de référence – niveaux d’hémoglobine : Hommes : 14 à 18 g/dl ; Femmes 12 à 16 g/dL Enfants : 9.5 à 13 g/dL L’anémie est un manque de fer relatif (rappel : la ferritine est le composé de l’Hb qui se lie à l’O2) La prévalence est plus élevée chez les femmes/filles (causes multiples, dont l’absorption et la perte des réserves de fer plus importante) L’anémie diminue la capacité de transport – moins de molécules d’Hb sont en mesure de transporter l’O2 Image: https://www.niddk.nih.gov/health-information/blood-diseases/anemia-inflammation-chronic-disease 22 À l’exercice, il est préférable d’avoir un hématocrite bas avec un nombre de globules rouges normal voire légèrement augmenté = Ceci facilite le transport de l’oxygène. 11  2025-01-10 La composition du sang au cours de la vie L’atteinte de la puberté augmente l’hématopoïèse : rôle des hormones sexuelles dans la synthèse des globules rouges Impact important de la testostérone Donc, la puberté est associée à une augmentation de la capacité de transport de l’O2 capacité à l’effort est donc limitée chez les enfants Daniels, S. R. (2005). Puberty and erythropoesis. The Journal of Pediatrics, 146(2), A2. 23 Anatomie et fonctionnement du système vasculaire et hémodynamique 24 12