I – fonction et organisation generale du systeme cardio-vasculaire





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PCEM 2 PURPAN
PHYSIOLOGIE CARDIO-VASCULAIRE


Professeur D. RIVIERE

SOMMAIRE
I – FONCTION ET ORGANISATION GENERALE DU SYSTEME CARDIO-VASCULAIRE

A – NOTION DE SYSTEME D’ECHANGE

B – ORGANISATION GENERALE

II – PHYSIOLOGIE CARDIAQUE

A – LA POMPE CARDIAQUE

1 – NOTIONS ELEMENTAIRES D’ANATOMIE ET D’HISTOLOGIE

2 – PROPRIETES DES FIBRES MUSCULAIRES CARDIAQUES

3 – SCHEMA GENERAL DE FONCTIONNEMENT

B – PHENOMENES ELECTRIQUES

1 – AUTOMATISME CARDIAQUE

a – MISE EN EVIDENCE

b – TISSU NODAL

α – DISPOSITION

β – MECANISME DE L’ACTIVATION

c – MODE DE FONCTIONNEMENT

α – AUTOMATISME HIERARCHISE

β – CONDUCTION INTRACARDIAQUE

2 – CONTROLE NERVEUX DE L’AUTOMATISME

a – INNERVATION VEGETATIVE DU COEUR

b – ACTION DU SN PARASYMPATHIQUE

c – ACTION DU SN ORTHOPARASYMPATHIQUE

3 – ETUDE PRATIQUE : ELECTROCARDIOGRAPHIE

a – BASES ELECTROPHYSIOLOGIQUES

b – MODALITE D’ENREGISTREMENT

c – TRACE ELECTROCARDIOGRAPHIQUE

α – ACCIDENTS ET ESPACES

β – PARAMETRES ETUDIES

C – PHENOMENES MECANIQUES : LA REVOLUTION CARDIAQUE

1 – DEFINITION ET SCHEMA GENERAL

2 – MOUVEMENTS DU SANG

3 – VARIATIONS DE PRESSION DANS LES CAVITES CARDIQUES

a – TECHNIQUES DE MESURE

b – COURBE DE PRESSION

4 – VARIATIONS DU VOLUME DE SANG INTRAVENTRICULAIRE

5 – APPLICATIONS CLINIQUES

D – DEBIT CARDIAQUE

1 – DEFINITION ET FACTEURS

2 – MESURE DU DEBIT CARDIAQUE

a – METHODE DE MESURE

b – RESULTATS ET VARIATIONS

3 – REGULATION DU DEBIT CARDIAQUE

a – REGULATION NERVEUSE

b – REGULATION HUMORALE

c – REGULATION PHYSIQUE : AUTOREGULATION

α – HETEROMETRIQUE : PRECHARGE

β – HOMEOMETRIQUE : POSTCHARGE

4 – ADAPTATION A L’EXERCICE MUSCULAIRE

a – ADAPTATION IMMEDIATE

b – EFFETS DE L’ENTRAINEMENT

E – TRAVAIL CARDIAQUE

III – PHYSIOLOGIE VASCULAIRE

A – CARACTERES GENERAUX DE LA CIRCULATION

1 – NOTION CIRCULATIONS LOCALES

2 – ORGANISATION

a – RAMIFICATIONS VASCULAIRES

b – ECOULEMENT DU SANG

c – CAPACITES VASCULAIRES

3 – HEMODYNAMIQUE DE LA CIRCULATION

a – RELATION DEBIT – PRESSION – RESISTANCE

b – RESISTANCES VASCULAIRES

 – RESISTANCES CIRCULATOIRES TOTALES

 – FACTEURS DE RESISTANCES

 – LOCALISATIONS DES RESISTANCES

c – VASOMOTRICITE

– RELATION PRESSION – TENSION ARTERIELLE

 – APPLICATIONS AUX VAISSEAUX

B – PHYSIOLOGIE ARTERIELLE

1 – PROPRIETES DES PAROIS

a – RAPPEL HISTOLOGIQUE

b – DISTENSIBILITE ET ELASTICITE

c – CONTRACTILITE

 – VASOMOTRICITE ACTIVE

 – CONTROLE DE LA VASOMOTRICITE ACTIVE

.1 – MECANISMES LOCAUX

.1.1 – ACTIVITE METABOLIQUE

1.2 – AUTOREGULATION

1.3 – MECANISMES NERVEUX

1.4 – MECANISMES HUMORAUX

1.5 – ROLE DE L’ENDOTHELIUM

.2 – MECANISMES GENERAUX

.2.1 – SYSTEME VASOCONSTRICTEUR 

.2.2 – INFLUENCES HUMORALES

2 – PRESSION SANGUINE ARTERIELLE (PSA)

a – DEFINITION ET FACTEUR DE LA PSA

b – MESURE DE LA PSA

 – METHODES DE MESURE

 – RESULTATS

 – REGULATION DE LA PSA

.1 – ORGANISATION GENERALE

.2 – REGULATION RAPIDE

.2.1 – REFLEXE

  • LE BAROREFLEXE ARTERIEL

  • LES AUTRES REFLEXES

.2.2 – CENTRALE

.2.3 – INTERCENTRALE

.3 – REGULATION A MOYEN TERME

.3.1 – SYSTEME RENINE ANGIOTENSINE

.3.2 – MECANISMES PASSIFS PHYSIQUES

.4 – REGULATION A LONG TERME

C – PHYSIOLOGIE CAPILLAIRE

1 – RESEAU CAPILLAIRE ET PROPRIETES PHYSIQUES DES CAPILLAIRES

2 – ROLE DES CAPILLAIRES DANS LES ECHANGES

a – ADAPTATIONS AUX ECHANGES

b – MECANISMES DES ECHANGES

c – CONSEQUENCES PHYSIOPATHOLOGIQUES

3 – REGULATION DU SYSTEME CAPILLAIRE

D – PHYSIOLOGIE VEINEUSE

1 – STRUCTURE ET PROPRIETES

2 – ROLES DU SYSTEME VEINEUX

a – RESERVOIR SANGUIN

b – RETOUR DU SANG AU CŒUR

 – FACTEURS CARDIAQUES

 – FACTEURS EXTRA-CARDIAQUES

.1 – FACTEURS RESPIRATOIRES

.2 – ECRASEMENT RYTHMé DES VEINES

.3 – PESANTEUR

 – CONSEQUENCES PHYSIOPATHOLOGIQUES

IV – EXEMPLE D’ADAPTATION CIRCULATOIRE : L’EXERCICE MUSCULAIRE

PHYSIOLOGIE CARDIO-VASCULAIRE
I – FONCTION ET ORGANISATION GENERALE DU SYSTEME CARDIO-VASCULAIRE

A – NOTION DE SYSTEME D’ECHANGE

Système cardiovasculaire = système d’échange

La vie nécessite des échanges d’éléments :

nutriments + O2 + ADP + Pi  CO2 + H2O + déchets + ATP

La très grande majorité des cellules ne sont pas directement au contact de l’extérieur. Les cellules doivent donc puiser l’O2 et les nutriments dans le milieu intérieur, mais aussi y rejeter les déchets.

Le milieu intérieur fait lui-même des échanges avec les milieu plasmatique : le liquide interstitiel est en permanence renouvelé et maintenu constant par le système cardiovasculaire en mobilisant un tissu spécialisé : le sang.

Le système cardiovasculaire assure la mobilisation du sang : la circulation.

Le sang :

  • Plasma : 55%

  • Eléments figurés (hématocrite : 55%) :

    • Globules rouges (érythrocytes) : 5-6 106.mm-3

    • Globules blancs (leucocytes) : 6000-7000 .mm-3

    • Plaquettes : 450 000 106.mm-3

Le sang assure le transport des cellules, de l’eau et des substances dissoutes, des hormones, des gaz respiratoires, des calories. Les échanges s’effectuent au niveau des capillaires localisés soit à l’intérieur des tissus, soit vers l’extérieur de l’organisme (rein, poumon).
B – ORGANISATION GENERALE

Appareil cardiovasculaire = système de plomberie :

  • Cœur : double pompe aspirante refoulante

    • Cœur gauche : circulation systémique ou grande circulation.

    • Cœur droit : circulation pulmonaire ou petite circulation.

  • Vaisseaux :

    • Artères : quittent le cœur.

    • Veines : reviennent au cœur.


II – PHYSIOLOGIE CARDIAQUE

A – LA POMPE CARDIAQUE

1 – NOTIONS ELEMENTAIRES D’ANATOMIE ET D’HISTOLOGIE



Le cœur est un muscle creux, composé de quatre cavités : 2 atriums (ou oreillettes) et 2 ventricules.

Les parties droite et gauche sont séparées par un septum interatrial et un septum interventriculaire qui parcourent toute la longueur du cœur (de la base à l’apex).
Atrium droit : cavité où arrivent les grandes veines de retour du sang de la circulation générale (veines caves craniale et caudale).

L’atrium droit et le ventricule droit sont séparés par l’orifice tricuspide fermé par trois valvules composées d’éléments fibreux très souples et très résistants. Les cuspides s’insèrent sur un anneaux fibreux : l’anneau de l’orifice tricuspide.

Ventricule droit : le sang est éjecté, sur le bord ventral droit, dans l’artère pulmonaire, dont l’orifice est fermé par trois valvules sigmoïdes, dites en nid de pigeon, leur convexité est tournée vers le cœur.
Atrium gauche : voit l’abouchement des veines pulmonaires.

Entre l’atrium gauche et le ventricule gauche, on trouve l’orifice mitral, obturé par la valve mitrale, composée de deux cuspides s’insérant sur l’anneau fibreux de l’orifice.

Le ventricule gauche éjecte le sang dans l’aorte dont l’orifice est fermé par des valvules sigmoïdes qui sont au nombre de trois.



Le cœur est un muscle, il est constitué de cellules musculaires sauf au niveau de la séparation entre atrium et ventricule : plancher atrioventriculaire formé par le plan des 4 orifices et des valvules à ce niveau.
D’un point de vue histologique, il convient de distinguer à un cœur trois structures différentes de l’extérieur vers l’intérieur :

  • Epicarde : enveloppe  feuillet interne du péricarde

  • Myocarde (muscle proprement dit) : envoie des expansion vers l’intérieur : les muscles papillaires servent d’amarrage aux cordages qui se fixent sur les valvules atrioventriculaires. Dans l’infarctus, si un cordage se rompt, alors la pathologie est extrêmement grave. On le divise en deux parties :

    • myocarde sous épicardique : vers l’extérieur

    • myocarde sous endocardique : vers l’intérieur

  • Endocarde : tapisse l’ensemble des cavités.

Les fibres musculaires striées myocardiques ne sont pas séparées les unes des autres : elles sont reliées par des traits scalariformes. Il s’agit des surfaces de contacts permettant au courant électrique de se déplacer de fibre à fibre.


2 – PROPRIETES DES FIBRES MUSCULAIRES CARDIAQUES

  • Polarisées.

  • Excitables : propriété de modifier la polarité sous l’effet d’un stimulus.

  • Conductrice :

    • Période réfractaire au niveau de la fibre musculaire striée myocardique très longue.

    • Conduit les PA à vitesse constante sans modification.

  • Contractilité : phénomène électrique qui entraîne un phénomène mécanique : le muscle cardiaque est intarissable : on ne peut pas avoir de sommation des secousses musculaires.


3 – SCHEMA GENERAL DE FONCTIONNEMENT

Excitation électrique d’origine interne : AUTOMATISME




Couplage excitation - contraction



Contraction et relâchement cyclique des fibres musculaires

Myocardiques et des différentes parties du cœur



Mouvement du sang



Débit cardiaque

Au niveau du cœur, il faut une excitation électrique d’origine interne : c’est un organe automatique.

Il y a ensuite couplage excitation - contraction. La contraction myocardique est succédée par un relâchement, il s’agit d’un cycle.
Le coeur se contracte comme un syncytium, sauf au niveau du plancher atrio-venticulaire (car c’est une partie fibreuse).
Contraction atriale puis ventriculaire.

  1. Contraction : systole

  2. Relâchement : diastole


Remarque : Quand une cavité se contracte, elle expulse le sang, quand elle se relâche elle aspire le sang.
1 + 2 = mouvement cyclique assurant le débit cardiaque.
B – PHENOMENES ELECTRIQUES

1 – AUTOMATISME CARDIAQUE

Le cœur possède en lui-même l’origine de son fonctionnement. Le système nerveux (végétatif) ne détermine pas sa fonction mais la régule.
a – MISE EN EVIDENCE

Expériences :


- Sur une grenouille décérébrée et démédullée, on prélève son cœur qui bat. On met son cœur dans un bécher avec du sérum physiologique.

 Le cœur continue de battre.

Conclusion : même isolé, le cœur bat : Automatisme.
- Si on coupe se cœur en morceau, certains morceaux continuent de battre mais pas tous. Il y a différents rythmes de battements selon les morceaux.

 Mise en évidence de la présence d’un tissu particulier différent selon la localisation.
b – TISSU NODAL

C’est le tissu responsable de l’automatisme cardiaque, c’est un tissu MUSCULAIRE.
Caractéristiques de ces fibres musculaires :

  • Quasiment plus de myofibrilles  quasiment pas de contraction.

  • Automatiques.

  • Vitesse de conduction supérieure à celle des fibres musculaires myocardiques striées (communiquent les PA).


Fibres musculaires nodales : 1% des fibres musculaires du cœur.
α – DISPOSITION

De la base vers la pointe :

  • Nœud sinusal (Keith et Flack) : localisé dans la paroi de l’atrium droit au niveau de l’abouchement de la veine cave craniale.

  • Nœud atrio-venticulaire : localisé au niveau de la cloison postero-inférieure de l’atrium droit (près du septum interatrial).

  • Faisceau de His : traverse le plancher jusqu’au septum interventriculaire puis se divise en 2 faisceaux (branches) :

    • la branche gauche se divise très vite dans le septum ; il n’y a pas de tissu nodal au niveau de la pointe du cœur.

    • la branche droite descend dans le septum et se divise en remontant dans le ventricule droit.

 Les ramifications forment le réseau de PURKINJE.
Remarque : Le réseau de Purkinje n’atteint pas le péricarde. La région péricardique est dépourvue de tissu nodal.
Le plancher atrio-ventriculaire est fibreux. Le faisceau de His est le seul pont musculaire entre atrium et ventricule, c’est donc par le faisceau de His que passeront les phénomènes électriques.
β – MECANISME DE L’ACTIVATION



Les fibres du tissu nodal possèdent la propriété d’émettre de façon spontanée et à intervalle régulier des PA.

Cf courbe de PA : le potentiel de repos subi un dépolarisation progressive (= dépolarisation lente ou prépotentiel : potentiel pace maker) pendant la diastole, ce qui prépare la systole.

Quand la dépolarisation atteint un seuil, il y a déclenchement d’un PA.

Le PA nodal excite à son tour les fibres myocardiques à son contact transmettant aussi la contraction de toutes les fibres myocardiques.
Pourquoi une dépolarisation lente ?

Car il y a modification progressive de la perméabilité du K+. En effet, il y a une diminution de la perméabilité ou K+ qui a tendance à dépolariser la cellule. De plus, il y a augmentation de la perméabilité au Na+.

La fréquence d’émission du PA dépend de la pente du prépotentiel.
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