7-Physiologie Cardiovasculaire.pdf

PHYSIOLOGIE CARDIO- VASCULAIRE Constitué de la pompe cardiaque et d'un ensemble de vaisseaux, le système cardio-vasculaire distribue le sang aux cellules pour subvenir à leurs besoins 1 Guy TAÏEB 2024 I/ ANATOMIE A/ LE CŒUR...

PHYSIOLOGIE CARDIO- VASCULAIRE Constitué de la pompe cardiaque et d'un ensemble de vaisseaux, le système cardio-vasculaire distribue le sang aux cellules pour subvenir à leurs besoins 1 Guy TAÏEB 2024 I/ ANATOMIE A/ LE CŒUR 2  1/ Structure générale Le cœur est un muscle creux qui comprend 2 parties séparées par un septum, le "cœur gauche" et le "cœur droit". CŒUR GAUCHE CŒUR DROIT SEPTUM 3 a- Cœur gauche Aorte - L’oreillette gauche reçoit le sang des Artère Pulmonaire veines pulmonaires - Le ventricule gauche éjecte l e sang par l’aorte. Veine Cave Supérieure OG Veines Pulmonaires Oreillette D b- Cœur droit - L’oreillette droite reçoit le sang des Septum VG veines caves - Le ventricule droit éjecte l e sang par Ventricule D l’artère pulmonaire. 4 c- les valvul es cardiaques Chaque ventricule est séparé de son oreillette par des valvules auriculo-ventriculaires et de son artère par des valvules sigmoïdes. → Valvules Mitrales entre oreillette gauche et ventricule gauche → Valvules Sigmoï des Aortiques entre Valvules Tricuspides Valvules Mitrales ventricule gauche et aor te. → Valvules Tri cuspides entre oreillette droite et ventricule droit → Valvules Sigmoï des Pulmonai res entre ventricule droit et art ère pulmonaires. Pulmonaires Valvules Sigmoïdes Aortiques 5  Observer la Séquence Observer la Séquence Du Cœur Gauche du Cœur Droit Veines Pulmonaires, Veine Cave, OD,VD, OG,VG, Aorte Artère Pulmonaire AORTE Artère Pulmonaire Veines Pulmonaires OG OD VG VD 6 7  AU TOTAL 1/ Le cœur gauche comprend successivement - Veines pulmonaires - Oreillette gauche - Valvule mitrale - Ventricule gauche - Valvule sigmoïde aortique - Aorte 2/ Le cœur droit comprend successivement - Veines caves - Oreillette droite - Valvule tricuspide - Ventricule droit - Valvule sigmoïde pulmonaire - Artère pulmonaire 8  2/ Histologie Le cœur est un organe entouré d'une enveloppe appelée péricarde. Les parois du cœur sont constituées d'un tissu musculaire ou myocarde, tapissé à sa face interne par l'endocarde et à sa face externe par l’épicarde. Au sein du myocarde se trouve un tissu spécial, le tissu nodal. 9  3/ Le tissu nodal C’est un tissu neur o-mu s cul ai re comparable à u n r és e au de di str ib ution él e ctr ique q ui com pr end de s é lé me n ts hi é rar chi sé s a) Le nœu d sin usal situé dans la par ti e haute de l' ore il le tte dr oite ( Gé né rate ur). b) Le nœu d auriculo -ventriculaire ou se ptal dans la p ar tie basse du se ptum i nte r-aur iculai re , au car re four de s 4 cavi té s (Re lais). c) Le faisceau de H is pr olon ge le nœ u d se ptal dans le se ptu m i nte r-ve ntr iculair e e t possèd e un tronc e t d eux bran ch e s gauche et droi te (Câbl es). d) Le réseau de Purkinj e qu i s e rami f ie à l' e ns e mbl e du myocard e ve ntr iculair e (F il s é le ctr iq ue s). 10  ou septal Nœud Sinusal Nœud Septal Faisceau de His Réseau de Purkinje 11 12 4/ La vascularisation du cœur Pour pouvoir distribuer le sang à toutes les cellules du corps, le cœur doit impérativement nourrir ses propres cellules. Deux artères coronaires, issues de l'origine de l'aorte, apportent au cœur ce sang nourricier. 13 a- L'artère coronaire gauche comprend : - L’interventriculaire antérieure ou IVA qui descend par la sillon inter-ventriculaire antérieur vers la pointe. Elle donne des septales pour le septum interventriculaire. Coronaire Gauche Aorte - L’artère circonflexe chemine dans le sillon auriculo-ventriculaire gauche jusqu’à la face Circonflexe postérieure du cœur. Coronaire Droite IVA b- L'artère coronaire droite chemine dans le sillon auriculo-ventriculaire droit et parvenu à la face postérieure du cœur descend vers la pointe par la sillon interventriculaire postérieur. 14 Ainsi la coronaire gauche nourrit la partie antérieure et latérale gauche du cœur tandis que la droite nourrit la partie postérieure et latérale droite. 15  B/ LES VAISSEAUX 1/ Les artères partent de la pompe cardiaque, se subdivisent en ar térioles douées de vasomotricité (vasoconstriction ou vasodilatation) pour moduler le débit sanguin. 2/ Les capil laires issus de l'extrême division des ar térioles forment une zone d'échange entre le sang et les cellules (capillaires tissulaires) et entre sang et alvéoles pulmonaires (capillaires pulmonaires). 3/ Les veines ramènent le sang à la pompe cardiaque à par tir des capillaires. 16 4/ La paroi vasculaire La paroi des artères et des veines est constituée de trois tuniques : → l'adventice, → la média, musculaire et → l'intima tapissée par → l'endothélium. 17 C/ LE SYSTÈME CARDIO-VASCULAIRE Malgré sa grande complexité anatomique, il peut être représenté physiologiquement par un cercle où se disposent les principaux éléments anatomiques. 18 19 On y distingue : 1/ La petite circulation pulmonaire : Capillaires Pulmonaires Elle part du cœur droit, passe par les poumons et se termine au cœur gauche. Artère Veines Pulmonaire Pulmonaires Elle comprend artère pulmonaire, Petite Circulation capillaires pulmonaires et veines Cœur Droit Cœur Gauche pulmonaires. Elle permet au sang de s'oxygéner et de rejeter son CO2. 20 2/ La grande circulation périphérique ou systémique : Elle part du cœur gauche, passe par les tissus Grande Circulation et se termine au cœur droit. Cœur Droit Cœur Gauche Elle comprend aorte, artères et artérioles Veine Cave Aorte périphériques, capillaires tissulaires, veinules et veines périphériques et veines caves. Tissus Elle permet de subvenir à tous les besoins de toutes les cellules. 21 22  AU TOTAL -> Le circuit comprend donc deux zones d'échange pulmonaire et tissulaire, reliées par deux voies de transport, gauche et droite. P D G T -> Le système cardiovasculaire peut être symbolisé par un O représentant la circulation sur lequel se place le ß de la pompe cardiaque. 23 II/ FONCTIONNEMENT DU CŒUR Il comporte la séquence suivante : - Électrique - Musculaire - Hémodynamique 24  RAPPEL DE BIOLOGIE CELLULAIRE - LE MILIEU INTRACELLULAIRE EST RICHE EN IONS K + - LE MILIEU EXTRACELLULAIRE EST RICHE EN IONS Na + - LE MILIEU INTRACELLULAIRE EST RELATIVMENT PLUS NEGATIF QUE LE MILIEU EXTRACELLULAIRE; 25  A/ ACTIVITÉ ÉLECTRIQUE 1/ RAPPEL D’ÉLECTROPHYSIOLOGIE a / Le potentiel de membrane cellulaire au repos L'inégale répartition des ions de part et d'autre de la membrane cellulaire entraîne une différence de charge électrique entre l'intérieur et l'extérieur de toute cellule. L'int érieur étant relativement plus négatif que l'extérieur, cette différence de potentiel élect rique est d'environ - 70mv. 26 b/ Le potentiel d'action La stimulation des cellules excit ables (nerveuses, musculaires et nodales) provoque l’ouverture de canaux sodiques et une entrée d'ions Na+ à l'intérieur de la cellule. Cela fait évoluer le potentiel de membrane dans le sens d’une dépolarisation. Lorsque celle-ci atteint un niveau seui l, variable selon les cellules, elle provoque une entrée massiv e de Na+ qui accentue la dépolarisation et amène brutalement le potentiel de membrane à +30mv. 27 Puis l’ouverture des canaux potassiques provoque une sortie Na+ Entrée Sortie K+ d’ions K+, ce qui ramène le Cellule Cellule potentiel de membrane à sa valeur de repos, phénomène appelé Dépolarisation Repolarisation repolarisation. L'ensemble de ces modifications électriques de dépolarisation et de repolarisation qui inversent transitoirement le potentiel de membrane est le potentiel d'action. 28  2/ PROPRIÉTÉS DU TISSU NODAL a) L’automatisme Le potentiel de membrane des cellules nodales n’est pas st able, il évolue spontanément vers le niveau seuil en raison d'une entrée permanente de Na+ par des canaux ouver ts. Il se produit ainsi une dépolarisation lente spontanée qui déclenche des pot ent iels d'action répétitifs : Cet automatisme explique qu'un cœur isolé et normalement perfusé continue à battre. 29 La fréquence des potentiels d'action spontanés dépend : → de la pente de la dépolarisation lente → du niveau du seuil de dépolarisation. 30  mV 30 0 Seuil -70 1- Si la pente de dépolarisation est plus forte → le seuil de dépolarisation est atteint plus rapidement et la fréquence augmente. 2- Si la pente de dépolarisation est plus faible → le seuil de dépolarisation est 31 atteint moins rapidement et la fréquence diminue.  mV 30 0 Seuil Seuil plus bas -70 1- Si le seuil de dépolarisation est plus bas → la pente de dépolarisation l’atteint plus rapidement et la fréquence augmente. 2- Si le seuil de dépolarisation est plus élevé → la pente de dépolarisation l’atteint moins rapidement et la fréquence diminue. 32 Etant donné que le nœud sinusal possède le seuil de dépolarisation le plus bas, il se dépolarise en premier et donne naissance à des potentiels d'action à fréquence élevée. (Générateur) En cas de destruction du nœud sinusal, les centres sous-jacents du tissu nodal prennent la commande de l'automatisme mais à un rythme plus lent, étant donné leur seuil de dépolarisation plus élevé. 33 b / La Conduction Le potentiel d'action issu du nœud sinusal dépolarise d’abord les oreillett es puis fait relais au nœud septal. La vitesse de conduction subit à ce niveau u n net ralent issem ent afin de dépolariser les ventricules après les or eillettes. Par cont re la grande vitesse au niveau du His et du Purkinje perm et la dépolarisation simult anée des 34 2 ventricu les. En résumé, le rythme cardiaque, initié par le nœud sinusal est conduit par le reste du tissu nodal à l'ensemble du myocarde pour l’activer. Ce rythme est normalement régulier, à fréquence de repos de 60 à 80 cycles /mn. Il peut être modulé en fonction des besoins par le système de contrôle neuro-hormonal. L'analyse de ce rythme s'effectue par l'intermédiaire d'un électrocardiogramme. 35 5/L’Électrocardiogramme : ECG Des électrodes réceptrices disposées à la surface du corps enregistrent l’activité électrique du cœur selon des points de vue différents ce qui permet d'en faire une synthèse. 36  Le tracé électrocardiographique comprend : - Une onde P qui traduit la dépolarisation des oreillettes - Un complexe QRS qui traduit la dépolarisation ventriculaire - Une onde T qui témoigne de la repolarisation ventriculaire et qui est suivi d'un temps de repos. - L'espace PR entre le début de P et le début du QRS traduit le temps de conduction auriculo- ventriculaire - Le segment ST situé entre la fin du QRS et le début de T doit se trouver sur la ligne de base. - L'espace QT enfin, du début de l'onde Q à la fin de l'onde T mesure le temps de repolarisation ventriculaire. 37 La morphologie de ces différents éléments varie en fonction de la position des électrodes : Lorsque une électrode voit venir un vecteur électrique, elle enregistre une positivité et lorsqu’elle voit fuir ce vecteur, elle enregistre une négativité. En ce qui concerne le QRS, cette morphologie est traduite au moyen de trois lettres : * On appelle Q toute onde négative non précédée d'une onde positive * On appelle R toute onde positive * On appelle S toute onde négative précédée d'une onde positive. Le QRS peut ainsi avoir différents aspects : R QR QRS RS 38 39  B/ LA POMPE CARDIAQUE Veine Cave Aorte Le fonctionnemen t de la pom pe cardiaque Artère Pulmonaire peut êtr e étudié sim plement avec deux Veines Pulmonaires temps prin cipaux la systole et la diastole. 1/ Suit e à la dépolarisation ventriculaire, le ven tricule se contracte, c ’est la systole qui permet l’éjection du sang ver s les ar tères. Oreillette Gauche Oreillette Droite Ventricule Gauche 2/ La r epolar isation ven triculair e per met Ventricule Droit au ventricu le de se décontracter, c ’est la diastole qui assure le remplissage ven triculair e à par tir des oreillettes. 40 Le mécanisme de pompe peut être étudié de manière plus complète grâce à la courbe pression /volume : 41 1/ Ouverture des valves auriculo-ventriculaire (OAV) Le ventricule qui se relaxe diminue sa pression et lorsque celle-ci devient inférieure à la pression auriculaire, de quelques mm Hg, la différence de pression de part et d'autre de la valve auriculo- ventriculaire permet son ouverture vers le ventricule. 2/ Remplissage ventriculaire (R) Il est d'abord et surtout dû à une aspiration ventriculaire car la pression continue à baisser dans le ventricule, puis à la contraction de l'oreillette qui vide le sang qui lui reste dans le ventricule. Le volume de sang contenu dans le ventricule en fin de remplissage est appelé volume télédiastolique (VTD) 42  3/ Fermeture des valves auriculo-ventriculaires (FAV) À la suite de la dépolarisation ventriculaire, le ventricule se contracte et augmente sa pression. Dès que celle-ci devient supérieure à la pression auriculaire les valves auriculo- ventriculaires se ferment donnant le premier bruit du cœur B1. 4/ Contraction isovolumique (CI) Le ventricule continue à se contracter puissamment et à élever sa pression. Le sang contenu dans le ventricule conserve le même volume car toutes les valves sont fermées. 5/ Ouverture des sigmoïdes (OS) Lorsque la pression ventriculaire dépasse celle qui règne dans l'artère, les sigmoïdes s'ouvrent vers l'artère. 5 4 3 43  6/ Éjection ventriculaire (E) La contraction ventriculaire se poursuit, le sang est éjecté vers l'artère ce qui permet au système artériel de maintenir ses pressions. Le volume de sang éjecté est appelé VES ou volume d'éjection systolique. Après cette éjection, il reste encore du sang dans le ventricule, c'est le volume télésystolique ou VTS. 7/ Fermeture des sigmoides (FS) Le ventricule se relaxe et abaisse sa pression. Dès que celle-ci devient inférieure à la pression de l'artère, les sigmoïdes se ferment provoquant le 2è bruit B2. 8/ Relaxation isovolumique (RI) Le ventricule continue à se relaxer et à abaisser sa pression. Le sang contenu dans le ventricule conserve 6 le même volume car toutes les valves sont fermées. 7 Cette baisse de pression amorce le cycle suivant. 8 44 Le mécanisme de pompe est le même pour le cœur gauche et pour le cœur droit, avec simultanéité. Seul change le niveau de pression qui est 5 fois plus élevé à gauche qu'à droite. 45  III/ LE DÉBIT CARDIAQUE A/ DÉFINITION C'est le volume de sang éjecté par chaque ventricule en une minute. Il est d’environ 6l /mn au repos, égal à gauche et à droite. B/ DÉTERMINANTS Le débit cardiaque Q est égal au produit de la fréquence cardiaque par le volume d'éjection systolique : Q = FC X VES. 46  1/ La fréquence cardiaque C'est le nombre de cycles effectués par le cœur en une minute. Au repos chez l'adulte, elle est de 60 à 80 cycles par minute. On peut la mesurer par la prise du pouls, l'auscultation cardiaque et par l'ECG. 47  2/ Le volume d'éjection systolique a) Il est égal au volume télédiastolique moins le volume télésystolique : VES = VTD-VTS. Au repos chez l'adulte, il est de l'ordre de 80 ml. 48 b) Le VES dépend de trois facteurs : - La précharge = degré de remplissage ventriculaire (VTD). - L’inotropisme = puissance, contractilité myocardique. - La postcharge = ensemble des forces qui s’opposent à l’éjection. c) La fraction d'éjection FE = VES/VTD normalement égale à 66 %, est très utilisée pour apprécier les performances cardiaques systoliques. 49 C/ VARIATIONS PHYSIOLOGIQUES Le débit cardiaque s’adapte aux situations grâce au système de contrôle neuro-hormonal qui agit sur les deux déterminants FC et VES. 50  a) Le système nerveux végétatif → Le sy stème parasympathique ave c s on acéty lch olin e freine le cœur - Il di mi nu e sa f ré quence = e ff et chron otrope n ég ati f - Il di mi nu e l a vi te sse de conducti on d u tissu nod al = ef fe t dromo tro pe n ég ati f - Il di mi nu e l a contr actil ité m yocar di que = e ff et inotro pe n ég ati f - Il di mi nu e l’e xcit ab il it é m yocar di qu e = e ff et bathmotro pe n ég ati f → Le sy stème sy mpathique ave c sa no radrénalin e active le cœur Il e st chronotr ope , dr omot rop e, in otr ope et bat hm otr ope pos i ti fs. L’adr én ali ne sécrétée par l a gland e médull o-surrénale a les mêmes effets que le sympathique. 51 b / Variation de la fréquence À l’effort, elle peut augmenter de sa valeur de repos jusqu'à un maximum de 220-âge. À l’arrêt de l’effort, la fréquence revient à sa valeur de repos d'autant plus vite que le sujet est entraîné. c / Variation du VES A l'effort, le VES peut être multiplié par deux. d / Variation du débit Le débit peut évoluer de sa valeur de repos jusqu'à une valeur de l’ordre de 30 l /mn grâce à l'élévation conjuguée de la fréquence et du VES. 52 53 IV/ PRESSION ARTÉRIELLE A/ DÉFINITION C'est la pr essio n du sang qui s'exerce sur la paro i de l’aorte et des ar tèr es pér iphér iques. B/ VALEURS NORMALES Au repo s, c hez l'adulte, elle va rie en fonc tio n de l'activité ca rdiaque entre : Un maximum systolique ( PAS) de 12 0 mm Hg (+ ou - 20) Et un minimum dias to lique ( PAD) de 70 mm Hg (+ ou - 20). 54 C/ FACTEURS DETERMINANTS 1/ La Volémie (V) C'est le volume de sang présent dans le circuit cardiovasculaire, de l’ordre de 5 litres, responsable de la pression de remplissage. Cet te volémie dépend de la richesse en eau mais aussi en sodium du sang. Elle reste normalement constante grâce au rein qui élimine l'excès d'eau et de sel appor té à l'organisme. Cependant une rétention hydro-sodée élevant la volémie, peut provoquer une hypertension ar térielle. À l’inverse, une hémorragi e ou une déshydratation peut 55 provoquer une hypot ension. 2/ Le Débit Cardiaque (Q) Par son activité de pompe, le ventricule gauche génère dans le système artériel périphérique une pression proportionnelle au débit : → Toute du débit au cours de l'effort ou des émotions, s'accompagne d'une de la pression artérielle. → Si le cœur s'arrête, la pression devient imprenable 56  3/ Les Résistances artérielles périphériques (R) Forces qui s'opposent à l'écoulement du sang du cœur gauche vers les tissus, elles dépendent essentiellement du calibre des art érioles. Or ce calibre peut varier grâce à la vasomotricit é : - La vasoconstriction en le calibre des artérioles, les résistances et la pression artérielle. - La vasodilatation en le calibre des artérioles, les résistances et la pression artérielle. 57 AINSI 3 FACTEURS INFLUENCENT LA PRESSION ARTERIELLE : - La Volémie V - Le Débit Cardiaque Q - Les Résistances Artérielles Périphériques R CE SONT LES PARENTS DE LA PRESSION ARTÉRIELLE 58 SI L’ON CONSIDÈRE Q, R et V COMME LES PARENTS DE LA PA : - Eau et Sodium seront les grands parents Verts - FC et VES seront les grands parents Bleus - La vasoconstriction et vasodilatation les grands parents Noirs CES GRANDS PARENTS INFLUENCENT LA PRESSION ARTÉRIELLE… 59 AINSI 3 ORGANES ADMINISTRENT LA PRESSION ARTÉRIELLE : - Les Reins qui régulent la Volémie V - Le Cœur qui donne le débit cardiaque Q - Les Vaisseaux responsables des Résistances Artérielles R 60 D/ RÉ GULATION DE LA PRESSION ARTÉRIE LLE La pression artérielle doit se maintenir à un niveau normal au repos et pouvoir varier en fonction des besoins. Cette régulation s'effectue grâce au système de contrôle neuro- hormonal capable de faire varier les déterminants de la pression artérielle en agissant sur les organes responsables. 61 1/ Le Système Nerveux Végétatif - Le parasympathique P∑ la pression artérielle en le débit cardiaque et les résistances artérielles périphériques. - Le sympathique ∑ la pression artérielle en le débit cardiaque (action sur les récepteurs ß1) et les résistances artérielles périphériques globales. 62 En effet, ce système qui gère l'action, provoque à la fois une vasodilatation des artères musculaires munies de récepteurs ß2 et une vasoconstriction des artères digestives munies de récepteurs alpha 1 → Il y a redistribution de la masse sanguine. L'augmentation des résistances globales s'explique par la prédominance de la vasoconstriction. 63  2/ Le Système Hormonal - L'Adrénaline a les mêmes effets que le sympathique. ADRENALINE 64 - L’ADH, hormone anti-diurétique est l'hormone de l'économie de l'eau ADH Sécrétée par l'hypothalamus et stockée dans la post-hypophyse, elle est libérée en cas d'augmentation de la concentration sanguine qui témoigne d'un manque d'eau. Elle agit sur les reins pour augmenter la réabsorption de l’eau afin d’augmenter la volémie et la pression artérielle. 65 - L’Aldostérone, hormone de l'économie du sodium, sécrétée par la glande corticosurrénale en cas de baisse de la natrémie ou de la volémie, elle agit sur les reins pour augmenter la réabsorption du sodium afin d’augmenter la volémie et la P.A. 66 - Le Système Rénine-Angiotensine- Aldostérone (SRAA) Lo rsque la p ression b aisse d ans les artères rénales, le rein lib ère de l a Réni ne. Celle-ci transfo rme l'Angio tensi no gène circulant en Angiotensi ne I q ui est ensuite activ ée par l'Enzyme de C onv ersi on en Angiotensi ne II. C et te der nière pr ovoqu e à la fo is u ne vas ocons tric tio n pui ssan te, une sécr étio n d'al dos téro ne et une st imulat io n du sympathi que. L'augmentati on de R, V et Q él ève la p ression art ériell e. 67 - Le Facteur Natriurétique Auriculaire (FNA) Libéré par les oreillettes en cas d’augmentation de la volémie, il permet au rein d’éliminer plus de sodium ce qui diminue la volémie et la pression artérielle. 68 69 70