Cours d’introduction PDF - SCV-Physiologie - 23/09/24

SCV-Physiologie 23/09/24 9h-10h Binôme 2 : Suz au max SERONDE Cours d’introduction Livre recommandé si...

SCV-Physiologie 23/09/24 9h-10h Binôme 2 : Suz au max SERONDE Cours d’introduction Livre recommandé si besoin d’approfondir la physiologie en général (pas seulement cardiaque) : Physiologie humaine de Laureale SHERWOOD 🡪 livre de référence en physiologie De la naissance à la mort, le cœur ne cesse de battre. Dans toute une vie, le cœur bat environ 3 milliards de fois. Il commence à battre à 3 semaines de vie embryonnaire. I. L’appareil circulatoire ou système cardio-vasculaire L’appareil circulatoire ou système cardio-vasculaire (composé du cœur, des artères, des veines et des capillaires) est le système de transport des matières (O2, CO2, déchets, électrolytes, nutriments, hormones…) et de cellules essentielles à l’organisme (globules rouges, blancs…). Ce système contribue à l’homéostasie (stabilité du milieu intérieur). A) 3 éléments constitutifs de l’appareil circulatoire Le cœur : qui est un muscle creux et une pompe dont l’énergie permet l’écoulement du sang dans les vaisseaux. Comme tous les fluides, le sang s’écoule toujours des régions de haute pression vers les régions à basse pression. (+++) Les vaisseaux sanguins : voie de circulation du sang entre le cœur et les autres parties de l’organisme. Le sang : Il est composé d’éléments figurés (cellules et fragments cellulaires) en suspension dans un liquide appelé plasma. B) Rappels anatomiques du cœur Le cœur est au centre de la cavité thoracique. C’est un organe musculaire creux de la taille d’un poing fermé. Il est divisé longitudinalement en deux par deux cloisons étanches, les septas. On peut observer une perméabilité des cloisons en pathologie. La partie droite : « cœur droit » est en relation avec la circulation pulmonaire (petite circulation) et la partie gauche : « cœur gauche » est en relation avec la circulation systémique (grande circulation). Chacune de ces parties comprend un atrium (oreillettes) où arrive le sang des veines et un ventricule qui reçoit le sang de l’atrium à travers une valve et qui l’éjecte dans la circulation par les artères à travers une valve anti-retour (qui fonctionnent toujours dans le même sens). Donc le cœur possède 4 cavités, 4 valves cardiaques et des cloisons qui séparent le cœur droit et le cœur gauche. 1/11 SCV-Physiologie 23/09/24 9h-10h Binôme 2 : Suz au max SERONDE Les 4 valves sont: : 2 à droite : la valve tricuspide (entre AD et VD) et valve pulmonaire (entre VD et artère pulmonaires) 2 à gauche : la valve mitrale (entre AG et VG) et la valve aortique (entre VG et aorte) 🡪 Les valves tricuspide et mitrale sont appelées valves atrio-ventriculaires. NB : Il n’y a pas de valves entre les veines et les atriums. Le passage du sang de la veine vers les atriums (à droite comme à gauche) se fait par un jeu de pression. Le sang s’écoule toujours des atriums vers les ventricules dans le sens imposé par les valves unidirectionnelles. Si le sang revient dans la cavité c’est que la valve est anormale/pathologique. Le sang passe toujours de AD au VD et du VD à l’artère pulmonaire. Si il y a un retour de sang de la valve pulmonaire dans le VD, c’est que la valve est anormale/fuyante. C’est la différence de pression de part et d’autre de la valve qui provoque son ouverture ou sa fermeture : quand la pression en amont est supérieure à la pression en aval, la valve s’ouvre et quand la pression en aval est plus élevée que la pression en amont, la valve se ferme. C) 3 types de vaisseaux Les artères : Elles sortent du cœur et apportent le sang aux organes, c’est le régime à plus haute pression. Attention, elles ne transportent pas que du sang oxygéné (artères pulmonaires par exemple). Les capillaires : Petits vaisseaux à parois poreuses présents dans les organes. Sont le siège d’échanges entre le sang et les tissus. Les veines : Très distensibles (=élastiques), parois fines, elles ramènent le sang des organes au cœur et jouent un rôle de réservoir. C’est le régime de basse pression. Repères anatomiques : Du « côté droit » du cœur le sang est pauvre en oxygène (bleu) alors qu’il est riche en oxygène (rouge) du « côté gauche » du cœur. Entre les deux parties du cœur, des cloisons (septum inter-atrial et septum inter-ventriculaire) empêchent le mélange du sang riche et du sang pauvre en oxygène : les septums sont complètement étanches. S’il existe une communication entre eux, c’est alors pathologique (problème de maturation du cœur au niveau fœtal). (Pendant la vie fœtale, les poumons ne fonctionnent pas et la circulation pulmonaire est fermée. Il y a la présence d’un foramen ovale perméable qui doit se fermer à la naissance. 2/11 SCV-Physiologie 23/09/24 9h-10h Binôme 2 : Suz au max SERONDE Chez certaines personnes, le foramen ovale reste perméable même après la naissance 🡪 pathologie). D) Deux circuits vasculaires complètement fermés en série Les circulations pulmonaires et systémiques sont en série. Le cœur droit pompe dans la circulation pulmonaire, le cœur gauche dans la circulation systémique. -Dans la circulation pulmonaire (petite circulation), le sang irrigue un seul organe : le poumon. La circulation pulmonaire forme un circuit entre le cœur et le poumon. -Dans la circulation systémique (grande circulation) le sang irrigue plusieurs organes. La circulation systémique forme un circuit entre le cœur et le reste des organes. -Les circulations entre les différents organes se font en parallèle. (!! Question qui tombe à l’examen). La disposition en parallèle des organes permet une variation d’apport en oxygène aux différents organes en fonction de leurs activités. Les différents organes reçoivent une quantité de sang variable, avec un débit variable mais la composition en O2 du sang reste inchangée. Cette répartition en sang n’est pas homogène ; elle se fait selon les besoins de l’organe : lors d’un exercice physique, les muscles et la peau sont les plus irrigués alors que pendant la digestion, c’est le tube digestif. Cette régulation se fait au niveau capillaire. 3/11 SCV-Physiologie 23/09/24 9h-10h Binôme 2 : Suz au max SERONDE Les veines caves ramènent le sang dans l’atrium droit puis dans le ventricule droit. Il passe ensuite dans l’artère pulmonaire puis les capillaires où il y aura les échanges gazeux. Les capillaires se chargent en oxygène et le retour se fait par les 4 veines pulmonaires. Le sang oxygéné arrive des poumons, passe dans l’atrium gauche et le ventricule gauche et va ensuite être distribué aux différents organes en sortant du cœur par l’aorte. II. La petite circulation ou circulation pulmonaire Le sang veineux arrive dans l’atrium droit par les veines caves supérieure et inférieure (attention il n’y a pas de valvules entre les veines caves et l’oreillette droite), il franchit la valve tricuspide, puis le ventricule droit (VD) pour être expulsé dans l’artère pulmonaire. Les poumons reçoivent tout le sang veineux (du VD). Débit cardiaque entre 4,5 et 5,5 L donc chaque minute, 5L de sang arrivent aux poumons. (NB : Mme Seronde ne le dit pas mais ça m’avait l’air important) Au niveau du poumon l’artère se divise en deux pour chacun des poumons. Dans chaque poumon les artères continuent à se diviser donnant des artérioles de plus en plus petites puis des capillaires dans l’alvéole pulmonaire. C’est à cet endroit que se font les échanges gazeux. Puis ces capillaires se regroupent en veinules riches en oxygène. Ces veinules se regroupent en 4 veines pulmonaires qui se jettent dans l’AG. Donc le sang dans les veines pulmonaires est riche en O2. Dans la circulation pulmonaire, les artères pulmonaires sont pauvres en oxygène et les veines pulmonaires sont riches en O2. Le sang du capillaire se charge en O2 à l’inverse de ce qui se passe au niveau des organes de la circulation systémique (car organes pompent O2). La circulation pulmonaire est à basse pression et à une faible résistance à l’écoulement. Quand on parlera d’hémodynamique, on pourra observer une différence entre les courbes de pression de l’aorte et des poumons : les variations de pressions sont les mêmes mais les degrés de pression diffèrent. La pression artérielle dans les poumons (30 mmHg) est plus faible que la pression artérielle dans l’aorte (120 mmHg). En anatomie, on verra également que le VG est plus musculaire que le VD. NB : Mme SERONDE n’a pas du tout mentionné l’hémondynamique 4/11 SCV-Physiologie 23/09/24 9h-10h Binôme 2 : Suz au max SERONDE III. La grande circulation ou circulation systémique La circulation systémique est à l’inverse un système à haute pression et forte résistance. Les pressions à l’intérieur des vaisseaux pulmonaires sont plus faibles que la pression qui se trouve dans l’aorte. On peut séparer cette circulation en trois secteurs avec 3 catégories de vaisseaux (artères, veines, et capillaires) : - supra cardiaque (divisée en circulation céphalique et des membres supérieurs) - thoracique = centrale (cœur et coronaires) - infracardiaque (divisée en circulations abdominale, pelvienne et des membres inférieurs) (exception : présence de la veine porte entre l’intestin et le foie. Dans cette zone on retrouve une absorption de nutriments et de vitamines au niveau de l’intestin qui vont aller directement au niveau du foie pour fabriquer les protéines et pour réguler les déchets) 5/11 SCV-Physiologie 23/09/24 9h-10h Binôme 2 : Suz au max SERONDE A) Répartition du débit cardiaque au repos Au repos, c’est le système digestif et les reins (filtration des déchets) qui reçoivent la majorité du sang (20% chacun) car ils ont un grand besoin d’O2. Le cœur ne reçoit alors que 3%. En fonction des besoins métaboliques des organes, les pourcentages varient. Néanmoins la composition du sang qui arrive au niveau des organes est identique. La perfusion des organes s’adapte en fonction des besoins. Dans chacun des organes, il y a des récepteurs qui captent l’arrivée d’O2 pour réguler la perfusion de l’organe (en réclamer plus ou pas). Ex : lors d’un exercice physique, les organes qui ont le plus besoin d’O2 sont les muscles, alors le débit au niveau du muscle va être multiplié par 10. Celle du cœur augmentera elle aussi, à l’inverse du tube digestif qui sera mis au repos. On observe aussi une vasodilatation, la peau est très irriguée pour éliminer la chaleur. (Retenir les organes les plus perfusés au repos) NB : Mme Seronde précise que cette notion est très importante et qu’elle tombe souvent à l’examen La circulation systémique en parallèle des organes a plusieurs avantages : la composition du sang arrivant aux organes est identique. Ainsi chaque organe reçoit du sang oxygéné. Cette disposition permet une variation indépendante du débit cardiaque dans les différents tissus en fonction de la variation de leur activité métabolique. Il y a deux exceptions : Le foie qui reçoit aussi du sang du système digestif (système porte) en plus de l’artère hépatique. Le foie a une fonction de triage et de sélection des nutriments. L’hypophyse où le débit sanguin est toujours le même 6/11 SCV-Physiologie 23/09/24 9h-10h Binôme 2 : Suz au max SERONDE B) On distingue 3 secteurs Secteur ARTERIEL: A la sortie du cœur gauche, permet la répartition du flux sanguin aux organes et la perfusion optimale de ceux-ci. Nécessite une grande force motrice. Cette force est déterminée par le volume et la force du cœur, mais également par la résistance importante à l’écoulement des artères. Les artères sont de plus en plus résistantes quand elles s’éloignent de l’aorte. (=résistance variable) Secteur d’ECHANGE : Par les capillaires tissulaires. Échanges entre vaisseaux et organes; au plus près des cellules. Secteur VEINEUX : ramène le sang au coeur. Par rapport aux artères, les veines ont une capacité à se distendre : c’est un système capacitif (capable de beaucoup se dilater et de stocker beaucoup de sang), représente la « réserve » de sang disponible qui arrive jusqu’à la cavité cardiaque. (=contenance variable) Le ventricule gauche va éjecter le sang dans le système artériel qui aura une résistance variable. Après les échanges dans les capillaires, le sang revient dans le système veineux qui aura une contenance variable IV. Les vaisseaux A) Les couches ou tuniques vasculaires La paroi vasculaire est composée de trois couches : Intima 🡪 Endothélium (couche la plus interne). L’organe dont la taille est la plus importante de l’organisme. Les cellules endothéliales sont un vrai organe : elles sont capables de sécréter des hormones qui permettent de réguler les résistances et les pressions dans les vaisseaux (avec le monoxyde d’azote (NO, vasodilatateur puissant) entre autres). Media 🡪 Cellules musculaires lisses (couche moyenne) Adventice 🡪 Fibroblastes, vaisseaux nourriciers, vaisseaux lymphatiques (couche la plus externe) 7/11 SCV-Physiologie 23/09/24 9h-10h Binôme 2 : Suz au max SERONDE Il existe des limitantes élastiques (interne et externe) entre les couches vasculaires, uniquement dans les artères (il n’y a pas de limitante élastique interne et externe dans les veines). L’histologie de la paroi des artères va varier en fonction du niveau où on se trouve. Couche par couche cela donne pour l’artère : l’intima est faite d’une tunique interne qu’on appelle l’endothélium, la membrane basale et la limitante élastique interne. La tunique moyenne est faite de muscles lisses(=Media) et d’une limitante élastique externe. L’adventice est la tunique externe. Dans les veines, la paroi musculaire est moindre = moins de résistance et pas de limitante élastique. La membrane interne est faite de valvules qui va permettre le retour veineux jusqu’au cœur : une fois que le sang est passé par la valvule, il ne peut pas redescendre. Les valvules sont surtout présentes au niveau des membres inférieurs. Quand les valvules sont défaillantes, il y a un gonflement des veines et des varices apparaissent. Plus le vaisseau est petit, plus il est musculaire. Plus le vaisseau est gros, plus il est élastique (ex: aorte 25mm, quand le sang va arriver dans celle-ci elle va se distendre). En fonction du type d’artère, la proportion en muscle, en élasticité et en collagène varie. Elles peuvent être mixtes. NB : Mme Seronde insiste BEAUCOUP sur ce point (précise que ça peut tomber à l’examen). B) Rôle des artères Les artères constituent la voie d’écoulement rapide du sang oxygéné vers les tissus. Lorsqu’elles sont de gros calibre, elles opposent peu de résistance à l’écoulement. Elles constituent une réserve de pression fournissant la force motrice pour l’écoulement de sang pendant la phase de repos du cœur. Phase de contraction du cœur : SYTOLE 🡪 D’abord, le cœur se contracte puis la valve aortique s’ouvre. Le sang arrive dans l’aorte et la valve se ferme. L’aorte va alors se contracter et va envoyer le sang dans la circulation. 8/11 SCV-Physiologie 23/09/24 9h-10h Binôme 2 : Suz au max SERONDE Ce phénomène est lié à l’élasticité de la paroi vasculaire (présence de fibres élastiques). Exemple du ballon de baudruche en comparaison à l’aorte : l’aorte se dilate, puis se remplit de sang, et l’éjecte. Le cœur se remplit, il éjecte le sang, l’artère se remplit de sang et l’expulse dans la circulation. Celles qui sont d’un plus petit calibre vont opposer plus de résistance à l’écoulement du sang a) Les résistances vasculaires Elles correspondent à la résistance à l’écoulement du sang par le vaisseau (comparé à un tuyau d’arrosage, si on augmente le débit d’eau on augmente la résistance à l’écoulement. Si on pose le pied sur le tuyau on diminue son diamètre, on va augmenter le débit et la pression). La résistance dépend donc du diamètre du vaisseau, de sa longueur et de la viscosité et est inversement proportionnelle au rayon. Plus le vaisseau sera gros plus la résistance sera faible et inversement (rayon petit donne une résistance élevée). Plus le vaisseau sera long, plus la résistance sera élevée. La formule ci dessus n’est pas à apprendre mais elle vous permettra peut être de mieux retenir l’information Il existe une relation entre la résistance vasculaire, le débit et la différence de pression de part et d’autre du circuit selon la loi d’Ohm U=RI (U= tension, R= résistance, I= intensité): R=delta de pression (P à l’entrée du circuit - P à la sortie)/Débit Définition à connaître La viscosité du sang joue aussi un rôle dans la résistance. Plus il sera épais, plus la résistance à l'écoulement va être importante. Comme on peut le retrouver dans un cas pathologique extrême de déshydratation. Mmd Serond a bien appuyé sur le fait de connaître cette notion de résistance 9/11 SCV-Physiologie 23/09/24 9h-10h Binôme 2 : Suz au max SERONDE C) Rôle des veines Elles sont de très grand diamètre et ont une structure histologique différente. Leurs parois sont composées de trois tuniques (interne,moyenne,externe) et elles sont plus minces que celles des artères et ne sont pas du tout musculaires (pas de limitantes élastiques). Couche par couche : tunique interne (Endothélium, couche sous endothéliale), tunique moyenne, tunique externe. Elles possèdent des valvules anti-retours, évitant que le sang stagne au niveau des pieds. Ex des pilotes de ligne (explication rôle des valvules) : les pilotes mettent des pantalons antiG pour que le sang circule bien. Quand les valvules sont incompétentes, les veines se dilatent et créent de l’insuffisance veineuse que l’on appelle aussi varices (veines dilatées et tortueuses). Pour éviter les varices : il faut bouger les pieds ou mettre des bas de contention car les veines sont entourées de muscles. Les varices sont différentes de la phlébite (la phlébite présente des caillots, des thromboses). Embolies pulmonaires possibles suite à une phlébite. L’aspiration du sang vers l’atrium est créée grâce aux valvules anti-retour et à la différence de pression. En plus de ramener le sang vers le cœur (1er rôle), les veines ème constituent un énorme réservoir de sang (2 rôle), surtout les veines abdominales et cutanées. En termes de volume de sang, le système veineux (veines ou veinules systémiques) contient 60% du sang circulant. 10/11 SCV-Physiologie 23/09/24 9h-10h Binôme 2 : Suz au max SERONDE D) Le retour veineux Le retour veineux est influencé par la capacité des veines à recevoir le sang. Si la capacité augmente, le sang stagne dans les veines = moins de retour sanguin dans le cœur. Le retour veineux est favorisé par des phénomènes externes : - Les valvules (pas dans la veine cave) -La pompe musculaire (surtout au niveau des mb inf) : la contraction des muscles du mollet et de la cuisse exerce une pression sur les veines alentours = retour veineux favorisé. Donc il est recommandé de marcher régulièrement lorsqu’on est immobile. - La ventilation facilite également le retour veineux et en particulier l’inspiration car elle abaisse la pression intra thoracique améliorant ainsi le retour veineux par un phénomène de succion hémodynamique (la veine cave se collabe lors de l’inspiration). - Le système sympathique (système neuro végétatif) aide à la régulation et à la remontée du sang veineux jusqu’aux cavités droites. E) Rôle des capillaires Ce sont des vaisseaux de très petit calibre. Ils se trouvent au niveau des organes et possèdent une paroi poreuse faite de cellules endothéliales. Ils sont situés dans les tissus, autour des cellules. Les capillaires sont un lieu d’échanges entre le sang et les cellules. Il existe un système qui permet de fermer l’entrée et la sortie des capillaires et ainsi empêcher les échanges, ou au contraire l’ouverture des capillaires afin de permettre les échanges (O2, gaz carbonique, ions, protéines…). Notions importantes +++ : ⮚ En physiologie et comme dans toute mécanique des fluides : les fluides (ici le sang) passent toujours des cavités de haute pression vers les cavités de basse pression ⮚ La circulation systémique au niveau des organes se fait en parallèle. La pulmonaire en série Mme SERONDE a insisté sur le fait de : 🡺 Bien connaître les particularités de l’artère 🡺 Bien connaître le système de retour veineux (comment ça marche, ce qui le favorise) 11/11