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Physiologie de la Circulation
I/ Introduction A\ Rôle de la circulation sanguine B\ Compartiments liquidiens
II/ DEBIT CARDIAQUE ET BESOINS EN OXYGÈNE DES TISSUSIII/ BIOPHYSIQUE DE LA CIRCULATION 1) LE LIT VASCULAIRE 2) LOI DE CONTINUITÉ 3) RÉSISTANCE PÉRIPHÉRIQUE 4) MODE D’ÉCOULEMENT SANGUIN 5) ÉCOULEMENT DE SANG DANS LES CAPILLAIRESIV/ CIRCULATION DANS LE SYSTÈME VASCULAIRE A BASSE PRESSION A- ANATOMIE FONCTIONNELLE B- ÉCHANGES À PARTIR DES CAPILLAIRES V/ Circulation dans un système à haute pression. A/ Notion de débit et de pression. B/ Élasticité. C/ VASOMOTRICITÉ C1- INTRODUCTION C2- ACTIONS VASOCONSTRICTRICES C21 - SYSTÈME NERVEUX VASOCONSTRICTEUR C22- ACTIONS HUMORALES VC C3- ACTIONS VASODILATATRICES C31- ACTIONS NERVEUSES 1) Vasodilatation parasympathique 2) Vasodilatation sympathique C32- ACTIONS HUMORALES VASODILATATRICES VI/ LA PRESSION ARTERIELLE I- DEFINITION II- MISE EN EVIDENCE ET MESURE III- ENREGISTREMENT MANOMÉTRIQUE DE LA PA IV- FACTEURS DÉTERMINANTS DE LA PRESSION ARTÉRIELLE V- Valeurs normales, variations physiologiques VI- MESURE DE LA PRESSION ARTERIELLE VII- RÉGULATION DE LA PRESSION ARTÉRIELLE A\ Régulation à court terme B\ Régulation à moyen terme C\ Régulation à long terme
I/ Introduction
A\ Rôle de la circulation sanguine
La circulation a pour but d'apporter de l'oxygène, des
combustibles métaboliques, des vitamines et des hormones, et
de la chaleur à chaque cellule vivante de l'organisme ; elle a
aussi pour but d'enlever les produits terminaux du métabolisme
et de la chaleur de chaque cellule.
Le sang a donc une fonction respiratoire qui permet le
transport d'oxygène des poumons aux tissus et du CO2 des
cellules aux poumons.
Une fonction nutritive qui permet le transport de nutriments
du tube digestif aux tissus.
Un rôle excrétoire qui permet d'éliminer les déchets des
cellules aux organes qui les excrètent (rein, foie).
Un rôle dans le maintien de la teneur en eau des tissus:
bien que le sang reste dans le système vasculaire, il y a un
échange continuel de fluide à travers les parois vasculaires. Le
fluide qui a quitté les vaisseaux et se trouve en contact direct
avec les cellules tissulaires s'appelle fluide interstitiel. Il
ressemble le plasma sanguin en composition (et il est identique
à la lymphe).
Une fonction dans la régulation de la température
corporelle: le plasma contient 90- 95 % d'eau. Cette eau a 3
caractéristiques qui sont d'une grande importance dans la
régulation thermique:
- chaleur spécifique: nombre de calories
nécessaires pour élever la température d'1 gramme d'une
substance d'1.25°C. La chaleur spécifique de l'eau est très
élevée, ce qui permet aux tissus d'emmagasiner plus de
chaleur et les variations soudaines de températures sont
évitées. (L'être humain produit environ 3000 kcal/j, et s'il n'y a
pas le bénéfice de la chaleur spécifique de l'eau, la T°
corporelle augmentera de 100 à 150°C (on n'aurait plus un
organisme vivant mais une centrale thermique!).
- conductivité thermique de l'eau est très élevée.
Ce qui permet à la chaleur produite dans les tissus profonds de
se dissiper facilement à la surface du corps.
- chaleur latente d'évaporation : très élevée. Un
cm3 d'eau exige environ 0.6 kcal pour sa vaporisation. Ainsi, de
grandes quantités de chaleur sont perdues quand l'eau est
évaporée à partir de la peau ou du système respiratoire de
l'animal.
La mobilité du sang ajoute un facteur supplémentaire. Il
peut être amené très rapidement des profondes régions du
corps à la superficie pour dissiper la chaleur.
Enfin, le sang joue un rôle dans la protection et la
régulation. Il contient des antitoxines, des lysines et des
anticorps et il transporte les hormones.
Par conséquent, les systèmes de contrôle circulatoire ont
pour devoir de fournir à chaque organe suffisamment de sang
pour satisfaire les besoins nutritionnels intrinsèques des tissus
et supporte donc les fonctions spéciales des organes.
En plus, ils doivent garantir un débit adéquat aux organes
critiques, même si c'est au dépends des autres, en cas de crise
circulatoire. Le coeur et le cerveau sont des exemples de ces
organes critiques (nobles), parce que leurs fonctions sont
essentielles à la survie et leurs altérations sous les conditions
anaérobiques sont irréversibles.
B\ Compartiments liquidiens
L’eau est répartie dans l'organisme dans plusieurs
compartiments : le compartiment intracellulaire et le
compartiment extracellulaire (50%). Le liquide interstitiel, qui
baigne les cellules, est composé d'environ 10,5 litres. Il joue un
rôle dans l’homéostasie. Le plasma sanguin ne comprend qu'à
peu près 3,5 litres.
La circulation sanguine ne représente qu’une faible
proportion des liquides corporels. Pour être efficace, elle a une
vitesse importante. Le débit cardiaque est de 5 litres par
minute.
III/ BIOPHYSIQUE DE LA CIRCULATION
1) LE LIT VASCULAIRE
Le sang est un liquide contenant des cellules (globules,
plaquettes) en suspension dans le plasma. Toutefois, ces
cellules sont suffisamment petites pour que l'on puisse
considérer que, sauf dans la microcirculation (capillaires et plus
petites artères et veines), le sang est un fluide homogène tel
que l'eau, mais plus visqueux que celle-ci.
Le sang est constitué de quatre éléments principaux : les
globules rouges, les globules blancs, les plaquettes et le
plasma.
Les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes
constituent les "éléments figurés" ou cellules. Ces éléments
figurés sont en suspension dans le plasma.
Les globules rouges et blancs sont détruits
continuellement et l'organisme en fabrique de nouveaux en
permanence.
Le sang total, c'est-à-dire le sang avec tous ses
constituants, est composé à 55 % de plasma et à 45 % d'éléments figurés.
Les vaisseaux sanguins constituent un système de canaux
par lequel le sang est transporté du coeur aux tissus et des
tissus au coeur.
Le sang part du coeur par les artères et y retourne par les
veines. Les capillaires forment des réseaux très fins interposés
entre les artères et les veines (relient les artères et les veines).
Le sang traverse 2 fois le coeur, 1 fois pour irriguer tout le
corps et la deuxième fois, quand il part vers les poumons pour
s'enrichir en oxygène.
De l'artère aux veines pulmonaires, le sang accomplit la petite circulation. L'aorte et les veines caves assurent la grande circulation.
Le relais entre les artères et les veines correspondantes
s'effectue au niveau des tissus, par l'intermédiaire d'un riche
réseau de petits canalicules, les vaisseaux capillaires , de telle
sorte que le sang est complètement endigué: le système
circulatoire est "clos".
L’écoulement du sang se fait toujours d’une région de haute
pression vers une région de basse pression.
Système haute pression. Il est composé du cœur gauche, de l’aorte et des artères systémiques. La
pression est de 100 mm de Hg. On a donc un
écoulement rapide du sang vers les organes. Ce
système rassemble 20% de la masse sanguine. Il
permet de faire face à des variations locales de débit.
Le système basse pression. Il est composé du cœur droit, de la circulation pulmonaire, des veines systémiques et des capillaires. La pression est de
15 mm de Hg. Ce système comprend 80% de la
masse sanguine. Il sert aux échanges avec les
organes.
Ce système comprend cinq types de vaisseaux :
* Les artères : sont les Vaisseaux de distribution. Les
artères transportent le sang sous forte pression jusqu’aux
tissus. Leur paroi vasculaire est résistante et le sang s’écoule
rapidement vers les tissus.
* Les artérioles petites branches terminales du système
artériel, jouent le rôle de valves de contrôle et libèrent le sang
dans les capillaires. L’artériole à une paroi musculaire solide,
capable de constriction complète comme de dilatation
importante, pouvant ainsi modifier de façon notable le débit
sanguin intra capillaire.
* Les capillaires : vaisseaux des échanges. La fonction
des capillaires est d’échanger l’eau et les substances nutritives
entre le sang et l’espace interstitiel. Aussi, leurs parois sont très
fines et perméables aux petites substances moléculaires.
* Les veinules : recueillent le sang des capillaires et
confluent progressivement pour former des veines de plus en
plus grosses.
* Les veines : vaisseaux de collection. Les veines sont les
conduits de retour du sang des tissus au coeur. La pression
veineuse étant basse, les parois de ces vaisx sont fines.
Néanmoins, leur musculeuse leur permet de se contracter ou
de se dilater de façon à loger de petites ou de grandes
quantités de sang, suivant les besoins corporels.
Dans chaque tranche de ces différents vaisseaux, le flux
sanguin reste toujours le même. Ceci est du à la loi de
continuité.
5) ÉCOULEMENT DE SANG DANS LES CAPILLAIRES
Les capillaires sont de très petits vaisseaux d’un diamètre
comparable à celui des érythrocytes eux-mêmes et beaucoup
de capillaires sont nettement plus petits, allant parfois jusqu’à 5
de diamètre au moins.
Les globules rouges passent en file indienne, séparés par
du plasma, en se déformant grâce à leur grande flexibilité. Ils
passent ainsi, par groupe de deux, l’un derrière l’autre, avec
des segments de plasma « pris au piège » entre eux.
Les globules rouges normaux sont capables de se
déformer en prenant l’aspect général d’une saucisse. Ils sont
capables de passer à travers des pores ayant jusqu’à 3 de
diamètre, sous une très faible pression ( 3 cm H2O). Dans ces
conditions, ils sortent intacts, non hémolysés et ils retrouvent
leur forme normale.
Le plasma se déplace sur son axe en progressant à une
vitesse qui est égale à environ deux fois la vitesse de transport
des globules, il rattrape le globule rouge en avant, tourne de
côté pour atteindre la paroi, et attend là le globule rouge suivant
pour le rattraper.
Le mélange facilite beaucoup l’échange des gaz traversant
la paroi.
IV/ CIRCULATION DANS LE SYSTÈME VASCULAIRE A BASSE PRESSION
Le système vasculaire à basse pression comprend le
réseau capillaire et lymphatique, le système veineux et la
circulation pulmonaire.
Le réseau capillaire est la raison d’être du système
circulatoire, car c’est la zone d’échange avec les tissus. Ces
échanges d’eau et de substances dissoutes sont
considérables : les échanges du corps avec le milieu extérieur
sont de l’ordre de 2,6 l de liquide, mais les échanges internes
peuvent s’estimer à près de 100 fois plus.
Les capillaires sont des vaisseaux d’environ 1 mm de long
et moins de 10 µ de diamètre dont la structure se résume en un
endothélium fenêtré (plus ou moins selon le territoire), montés en réseau parallèle, dont l’accès est parfois commandé par un
sphincter sauf au niveau musculaire. La densité capillaire
augmente avec le métabolisme de la zone (maximale dans le
foie et le cœur). Si les sphincters artériolaires se ferment, alors
le sang passe directement par l’anastomose artérioveineuse
(AAV).
Ainsi, la microcirculation se défini comme l’ensemble des
vaisseaux, artériels, capillaires et veineux dont le diamètre est
du même ordre de grandeur que celui des hématies. Le rôle
des vaisseaux artériels de la microcirculation est de réduire la
pression du sang à l’entrée des capillaires et de contrôler le
nombre et la répartition des capillaires perfusés dans les tissus
à un moment donné. Les petites veines musculaires de la
microcirculation constituent une résistance variable en série
avec celle des artères et sont de ce fait l’un des déterminants
de la pression du sang dans les capillaires. Les capillaires
proprement dits sont la zone d’échange de matière et de
cellules entre le sang et le fluide interstitiel.
A- ANATOMIE FONCTIONNELLE
L’anatomie fonctionnelle de la microcirculation est difficile
à schématiser ; les artérioles peuvent donner directement des
capillaires. Dans certains tissus, les artérioles donnent
naissance à des métartérioles qui donnent à leur tour des
capillaires. A la métartériole fait suite une veinule ; cet
ensemble forme une voie directe qui court-circuite les
capillaires.
1. Les capillaires sont, par définition, les vaisseaux
sanguins au niveau desquels s'effectuent des échanges entre
le sang circulant et les tissus de voisinage (milieu interstitiel
extracellulaire).
D'un diamètre moyen de l'ordre de 8µ, ils possèdent une
structure relativement simple avec un endothélium et une
membrane basale. Cette structure est par endroit renforcée par
la présence de quelques cellules de type musculaire, les
péricytes (dans un dédoublement de la basale).
Ce sont les segments spécialisés dans les échanges entre
les tissus et le sang. Leur paroi permet la filtration des
nutriments, de l’oxygène et des hormones vers le liquide
interstitiel ainsi que de réabsorber les produits du métabolisme
(CO2, déchets azotés).
Le réseau de capillaires forme un entrelacement de 50 km
de long. Toutefois, tous les capillaires ne sont pas fonctionnels
en même temps. Dans un organe au repos, le sang circule
dans 5% des capillaires. La modulation du passage sanguin est
due à des sphincters pré capillaires. Ils sont situés à la
terminaison des artérioles. Ils contrôlent l’adaptation des
échanges en fonction des cellules. La distance entre les
cellules et le capillaire est de 100 µm.
Dans le plus classique et le plus commun, les artérioles se
résolvent en métartérioles auxquelles font suite les veinules.
Les capillaires ou anses capillaires sont branchées sur ce
système. L'existence à leur origine de sphincters pré capillaires
permet la régulation du débit sanguin dans le lit capillaire (un
sphincter correspond, par définition, à un système de cellules musculaires
dont la contraction permet d'augmenter la pression au niveau de la lumière
d'un tube).
Le débit sanguin qui traverse les capillaires est appelé
débit nutritionnel puisqu’il permet l’échange entre le sang et
les tissus.
Cependant, le sang qui passe directement des artérioles
aux veinules sans passer par les capillaires est appelé débit non nutritionnel ou débit shunté
Les capillaires n’ont pas de muscle lisse dans leur paroi et
par conséquent, ne sont pas capable de changer leur calibre
d’une façon active ; les variations de diamètre sont passives et
sont provoquées par les variations de la résistance pré- et post
capillaire.
Ces capillaires à paroi fine sont capables de supporter de
grandes pressions internes sans se déformer à cause de leur
petit diamètre.
2- Les vaisseaux lymphatiques
Deux litres par jour de liquide interstitiel sont pris par les
vaisseaux lymphatiques (les 10%). La lymphe rejoint ensuite la
circulation veineuse. 90% du liquide interstitiel filtré est
réabsorbé.
3- La circulation veineuse
Elle collecte le sang des capillaires pour le ramener au
cœur droit. C’est elle qui maintien la réserve sanguine,
disponible en cas de nécessité.
Il n’y a pas de fibre musculaire pour ramener le sang au cœur.
C’est l’activité du cœur (aspiration quand il se contracte) qui fait
remonter le sang. Les mouvements respiratoires entraînent une
compression du diaphragme qui va comprimer les veines et
faire remonter le sang au cœur par aspiration. L’activité
contractile des muscles fait aussi remonter le sang vers le
cœur. Les valvules anti-reflux facilitent la remontée de ce sang.
B- Échanges à partir des capillaires
Ils sont possibles du fait d’une vitesse de circulation lente,
conséquence de la très grande surface d’échange (la même
quantité d’énergie répartie sur une surface plus grande. Deux
types d’échanges sont à considérer :
- Par diffusion pour les éléments dissous
- Par filtration forcée pour les liquides
1) Échanges par diffusion concerne tous les éléments
dissous
C’est le mécanisme d’échange transcapillaire le plus
important. Elle est due à l'existence de gradients de
concentration (C), sans échange de liquide, à travers la
membrane, et est caractérisée par le coefficient de perméabilité
(P). Les matériaux liposolubles tels que l’O2, le CO2 et certains
agents anesthésiques diffusent rapidement. Ce type d’échange
assure, également, le transfert des éléments nécessaires au
métabolisme : glucose, acides aminés.
V/ Circulation dans un système à haute pression.
B/ Élasticité.
L’élasticité est une caractéristique importante des grosses
artères qui renferment des fibres élastiques (plus que
f.musculaires). L’élasticité sert à amortir l’amplitude des variations
de pression : elle sert à la régulation du débit à un organe
donné.
Le flux discontinu à la sortie du cœur se transforme en un
flux continu grâce à l’élasticité des artères. La tension maximale
pendant la systole est comprise entre 110 et 140 mm de Hg. La
tension minimale pendant la diastole est comprise entre 60 et
80 mm de Hg. La différence entre ces deux valeurs donne la
tension différentielle.
C/ VASOMOTRICITÉ
C1- INTRODUCTION
a) Définition
C’est la propriété que possèdent les vaisseaux sanguins
de faire varier leur diamètre par le jeu des éléments contractiles
contenus dans leur paroi. Cette variation peut se faire dans le
sens de réduction, c’est la vasoconstriction ; ou d’une
augmentation du calibre, c’est la vasodilatation.
La vasomotricité s’intéresse aux artères moyennes et aux
artérioles (elles possèdent plus de fibres musculaires que de
fibres élastiques).
Cette vasomotricité est contrôlée de deux façons :
- contrôle local qui s’exerce sur les fibres musculaires
lisses de la paroi des artérioles, déclenché par une diminution
locale de la pression artérielle qui entraîne une réduction du
débit des capillaires et des taux d’oxygène. On a alors une
contraction réflexe des artérioles. Ce contrôle local est du aux
concentrations en O2, CO2 et autres métabolites : c’est une
autorégulation du débit sanguin vers les organes.
- voie nerveuse. L’activité des fibres du système
orthosympathique va activer la contraction des artérioles. La
fixation de la noradrénaline sur les récepteurs a et b
adrénergiques entraîne deux résultats différents : quand le
récepteur a est activé, on a une vasoconstriction et une
vasodilatation si le récepteur b est activé.
b) Signification physiologique de la vasomotricité
b1) permet une irrigation générale de tous les
tissus :
L’irrigation des tissus nécessite une certaine pression de
perfusion. Celle-ci est assurée par le tonus VC permanent qui
maintient une pression élevée dans les artères (exemple : la
filtration glomérulaire au niveau des reins ; toute hypotension
peut entraîner l’anurie). Par ailleurs, le tonus VC des artérioles
maintient le sang sous pression dans les grosses artères et
permet la perfusion de sang dans les territoires éloignés du
cœur.
Le tonus VM règle la qté de sang qui est acceptable par
les vaix en fn du volume sanguin. Puisque la masse sanguine
n’est pas telle qu’elle remplissent ts les vaisseaux, il va y avoir
au niveau de la circulation une sorte de répartition de cette
masse sanguine aux organes qui en ont le plus besoin.
b2) participation à des ajustements de la PA :
Toute variation de la PA se répercute sur les zones
barosensibles, ce qui modifie le tonus vasomoteur et permet de
maintenir une PA constante.
b3) participation à la thermorégulation :
La VD périphérique pendant l’exposition à la chaleur
permet le transfert de calories vers la périphérie où elles seront
éliminées (convection, radiation, évaporation). La VC
périphérique pendant le froid maintient la masse sanguine à
l’intérieur et évite aussi son refroidissement.
b4) participation aux réactions de défenses :
Exemple : l’inflammation entraîne une VD locale qui
permet l’apport d’éléments bénéfiques comme les anticorps, les
leucocytes etc…
c) Structure de la paroi vasculaire
La circulation sanguine entre le coeur et les tissus
périphériques est assurée par des artères (s'éloignant du
coeur) et des veines (retournant au coeur). La disposition
anatomique des vaisseaux artériels et veineux homologues est
le plus souvent pédiculaire (notamment dans le territoire de la
grande circulation). Ce secteur de conduction est encore
appelé territoire de la macrocirculation.
La structure générale des vaisseaux sanguins correspond
à une lumière centrale, entourée par une paroi en trois couches
(de la lumière vers la périphérie : intima, média puis
adventice). La constitution histologique différente de ces trois
couches permet de distinguer différents types de vaisseaux
artériels et veineux.
1. Les artères
Leur diamètre varie surtout avec la variation de la PA. Les phénomènes vasomoteurs y sont minimes.
2. Les veines
Ramènent le sang depuis les tissus périphériques
(secteur d'échanges) vers le coeur. Elles contiennent les
mêmes couches que les artères mais les parois sont beaucoup
plus minces. Leur média comporte beaucoup moins de fibres
élastiques et musculaires. La média est moins développée
dans les veines que dans les artères. L’intima forme des replis
qui donneront des valvules anti-reflux à circulation en sens
unique vers le cœur. Ces valvules seront surtout présentes
dans les membres inférieurs.
3- Les capillaires
Ils sont formés d’une paroi mince (une seule couche de
cellules endothéliales). La circulation sanguine, dans ces
vaisseaux, est à faible vitesse afin de permettre les échanges
entre les deux compartiments. Les échanges sont faits par
diffusion.
4- Les vaisseaux lymphatiques
Le liquide interstitiel est drainé et filtré par les vaisseaux
lymphatiques qui passent dans tous les organes. Ce liquide est
composé de liquide sanguin en excès. Sa composition est
comparable à celle du plasma (ni hématies ni plaquettes). Les
capillaires lymphatiques sont disposés en réseaux concentrés,
puis en canaux et enfin en veine.
C2- ACTIONS VASOCONSTRICTRICES
C21- SYSTÈME NERVEUX VASOCONSTRICTEUR
1) Mise en évidence
Expérience fondamentale de Claude Bernard (1852) sur
le lapin:
3) Mécanisme d’action
Les fibres vasoconstrictrices post-ganglionnaires
(sympathiques) agissent par l’intermédiaire d’un médiateur
chimique libéré à leur extrémité: la Noradrénaline. Ce
médiateur est libéré sous l'influence de potentiel d'action en
quantité d'autant plus grande que la fréquence de stimulation
est grande. La Nad qui diffuse de l’adventice jusqu’au média ;
est en grande partie reprise par les terminaisons nerveuses.
Elle subit une inactivation enzymatique dans la terminaison
nerveuse ou dans la cellule effectrice. Plus de 50% de la Nad
circulante sont inactivés dans le poumon. Pour les raisons
précitées, la Nad a un effet passager. C'est essentiellement un
neuromédiateur qui ne joue pas le rôle d'une hormone,
contrairement à l'adrénaline.
* Mise en jeu du tonus VC
Il existe un tonus vasomoteur permanent. On peut bloquer
ce tonus et obtenir une VD de plusieurs façons en utilisant soit
des moyens chirurgicaux soit des moyens pharmacologiques
qui aboutissent aux mêmes résultats:
- destruction de la moelle épinière : en réalisant le
curetage du canal rachidien, on obtient une chute de la PA.
Celle ci est synonyme de vasodilatation.
- destruction de la chaîne ganglionnaire ou tout
simplement blocage de la transmission nerveuse à son niveau
en injectant un ganglioplégique: Hexaméthonium (Substance
qui interrompe la transmission ganglionnaire et donc s’oppose à
la transmission de l’influx). On obtient une chute de la PA.
- inhibition de la transmission au niveau de la fibre
elle même en injectant un anesthésique local (Xylocaine). On
bloque la transmission de l’influx nerveux au niveau des axones
et on obtient une VD importante. Ceci explique le fait que
l’anesthésie locale entraîne un saignement important des
plaies. Pour palier à ce problème, on emploie actuellement
l’association Xylocaine adrénaline.
- inhibition de l’action du médiateur chimique: on
utilise une substance adrénolytique (l’injection par voie
générale du Phentolamine) qui entraîne une chute PA.
C22- ACTIONS HUMORALES VC
1) Système adrénalino-sécréteur
La modifié et son activité est liée àmédullosurrénale est
un ganglion ∑ l’activité du ∑. En cas d’activation des centres
bulbaires et médullaires ∑, il y a libération dans la circulation de
catécholamines, adrénaline et noradrénaline (respectivement
70 et 30 % chez l’homme). Ainsi au bout d’une minute, il y a
une prolongation de l’action du ∑.
Les catécholamines circulantes ont un rôle minime dans
le tonus de base, mais ce rôle peut devenir majeur en cas
d’activation ∑ (exercice intense ou hémorragie importante avec
chute de PA). À ce moment-là, il y a une vasoconstriction d’un
grand nombre de territoires ce qui permet de stabiliser la
pression artérielle. Après dénervation cardiaque (greffe), elles
sont seules responsables de l’augmentation lente de Fc à
l’exercice.
A côté de la régulation nerveuse, il existe une autre voie
de contrôle neurohumoral qui est autonome dans sa nature
mais qui agit sur le muscle lisse vasculaire à travers les
catécholamines circulantes. La stimulation des nerfs
splanchniques, des colonnes latérales de la corde spinale, du
centre vasomoteur, ou l’hypothalamus entraîne la sécrétion
d’adrénaline (avec de très petites quantités de noradrénaline) à
partir de la médullo-surrénale.
Le système adrénalino-sécréteur est le système humoral
VC le plus important. L’adrénaline est sécrétée par les cellules
chromaffines de la médullo-surrénale. La glande surrénale est
innervée par le nerf splanchnique. La fibre SP qui innerve la
médullosurrénale est une fibre préganglionnaire. On assimile
souvent les cellules chromaffines à des fibres
postganglionnaires adrénergiques.
Ce syst. adrénalinosécréteur est sous la dépendance du
syst SP.
Lors d’un exercice intense, choc circulatoire ou d’autres
formes de stress, la concentration plasmatique en
catécholamines augmente et renforce les effets circulatoires de
la stimulation SP.
* Effets de l’adrénaline sur les vaisseaux
L'adrénaline, contrairement à la Nad, n'est pas détruite
dans le poumon, ce qui lui permet de jouer le rôle d'une
véritable hormone.
Les effets de l’adrénaline ne sont pas toujours
superposables à ceux de la noradrénaline :
- Au niveau du cœur, les effets sont semblables.
- Au niveaux des vaisseaux :
- la Nad est constamment VC. Cette action toujours
VC s'observe quelque soit la dose.
- l’action de l’adrénaline dépend de la dose
employée; elle est tantôt VC et tantôt VD.
* A très faible dose, l’Ad est VD (à travers stimulation des
récepteurs bêta)
* A dose moyenne ou forte, elle est VC mais moins forte
que la Nad. (l’effet alpha constricteur cache l’action bêta
dilatatrice, particulièrement dans le muscle)
Pour expliquer ce phénomène, on admet que les
catécholamines sont liés au niveau du muscle lisse vasculaire à
deux types de récepteurs : des récepteurs alpha et des
récepteurs bêta. Ces récepteurs sont appelés adrénergiques,
et font partie de la cellule cible puisque la dénervation
n’empêche pas la réponse aux catécholamines circulantes.
Dans le muscle lisse vasculaire, la stimulation des
récepteurs alpha entraîne une vasoconstriction (VC) et la
stimulation des récepteurs bêta entraîne une VD.
La noradrénaline agit principalement sur les récepteurs alpha (elle est leur activateur naturel à partir des
terminaisons nerveuses sympathiques adrénergiques).
L’adrénaline agit sur les deux types de récepteurs, à
la fois alpha et bêta. Il existe une substance de synthèse :
l’Isoprénaline, connue comme un stimulant électif des
récepteurs bêta.
Les récepteurs alpha-adrénergiques prédominent dans
les artérioles de résistances et dans les veines. Les récepteurs
bêta prédominent dans les vaisseaux de résistances du muscle
squelettique.
Par conséquent, la réaction d’un organe dépend d’une
part de la nature de la substance mise en jeu et d’autre part du
type de récepteur que renferme cet organe.
Les vaisseaux de la peau et des viscères contiennent plus
de récepteurs alpha que bêta (Ad → VC); tandis qu’au niveau
des muscles, les récepteurs bêta sont les plus abondants (Nad
→ VC; Ad → VD). Les récepteurs bêta sont les seuls présents
au niveau des artères coronaires (Ad → VD).
De là, la Nad entraîne une VC généralisée sauf au niveau
du coeur. Elle augmente la résistance vasculaire dans la
plupart des réseaux vasculaires: peau, viscères et foie, rein et
habituellement muscle squelettiques.
L’Ad entraîne une VC au niveau de la peau et des
viscères et une VD au niveau des muscles (la VD dans muscles
est en générale masquée par l’action VC alpha qui est plus
forte) et des coronaires : le sang est détourné de la peau et des
viscères vers les zones de moindre résistance (muscle, coeur
et cerveau). (les vaisx du cerveau ne contiennent pratiquement
pas de fibres VC).
A la suite du blocage pharmacologique des récepteurs
alpha, la perfusion intra-artérielle de noradrénaline peut
produire une vasodilatation, comme résultat de la stimulation
des récepteurs bêta. La stimulation des nerfs sympathiques ne
produit pas de vasodilatation sous ces conditions. Par
conséquent, ces observations mènent à la supposition que les
récepteurs bêta ne sont pas innervés ou du moins ne
réagissent pas à la noradrénaline libérée par le nerf.
Cependant, après blocage de la vasoconstriction alpha-
adrénergique (par un alpha-bloquant), et de la vasodilatation
cholinergique (par l’atropine), la stimulation nerveuse
sympathique entraîne une vasodilatation liée aux récepteurs
bêta dans le muscle squelettique). Ainsi, bien que l’activité
nerveuse sympathique entraîne normalement une VC
prédominante liée aux récepteurs alpha, dans le muscle
squelettique au moins une VD sympathique liée aux récepteurs
bêta peut être dévoilée sous des conditions expérimentales
particulières.
Un troisième récepteur pour les effets cholinergiques, le
récepteur gamma, est postulé pour l’action vasodilatatrice
sympathique cholinergique dans le muscle squelettique.
Dans les vaisseaux du muscle squelettiques, les
concentrations physiologiques d’adrénaline entraîne presque
une dilatation maximale avec une réduction significative du
rapport de la résistance précapillaire sur la résistance
postcapillaire. La sécrétion d’adrénaline, par conséquent,
produit la vasodilatation dans, par exemple, l’exercice. Si la
quantité d’adrénaline sécrétée est grande, comme à la suite
d’hémorragie, les effets alpha-adrénergiques prédominent et
renforcent les effets nerveux vasoconstricteurs liés aux
récepteurs alpha, particulièrement dans les vaisseaux du rein.
Le SN VC exerce une activité permanente; par contre, le
système adrénalosécréteur n’est activé que dans des
circonstances particulières: on parle de décharge d’adrénaline.
L’Ad est l’hormone des circonstances critiques pour lesquelles
l’intégrité de l’individu est en jeu ; elle est sécrétée dans les
états d'urgence et elle contribue chez certaines espèces à
préparer l'organisme à une lutte imminente contre un
adversaire:
- l’animal en proie d’un autre animal, il a peur (réaction de
défense)
- hypoglycémie sévère
- exposition brutale au froid: la VC périphérique évite la
perte de chaleur
- exercice musculaire: dévie le sang vers le muscle
- hémorragie: limite la perte de sang périphérique et évite
la chute de la PA
2) Vasopressine
Elle est synthétisée par les noyaux paraventriculaires
hypothalamiques et sécrétée par l’hypophyse postérieure. Sa
sécrétion est induite par 1) l’augmentation de l’osmolarité
plasmatique détectée par les osmorécepteurs centraux 2) la
diminution de la volémie détectée par les volorécepteurs
auriculaires (moindre distension de la paroi). L’hypertonie
plasmatique ou l’hypovolémie stimulent la sécrétion d’ADH ce
qui favorise la résorption d’eau au niveau rénal et rétablit donc
l’osmolarité (dilution) et la volémie. L’ADH agit via des
récepteurs spécifiques sur le muscle lisse vasculaire.
Ici aussi, il y a unL’activation des neurones VP via ADH
renforce le tonus ∑ cercle vicieux possible entre ADH et ∑, en
particulier quand l’endothélium ne module plus le tonus
vasoconstricteur, ce qui se produit chaque fois que la fonction
des cellules endothéliales est anormale (athérosclérose).
La vasopressine est une hormone sécrétée par la post-
hypophyse (comme l’ocytocine). Elle est synthétisée au niveau
de l’hypothalamus. Son action principale est d’économiser l’eau
en concentrant les urines: on parle également d’hormone
antidiurétique (ADH).
In vitro, la vasopressine est un vasoconstricteur puissant
(d’où son nom : plus puissant que l’angiotensine II). Chez
l’animal intact, , seule l’action antidiurétique s’obtient avec la
dose physiologique de 10 à 12 mUI /kg PV. L’effet vasculaire
s’obtient à 100 - 500 mUI/kg PV. Par conséquent, elle
n’intervient pas sur le tonus dans les conditions physiologiques.
Son rôle physiologique normal est principalement lié à la
régulation à long-terme de la pression artérielle à travers la
réabsorption d’eau dans le tubule rénale.
Dans certaines circonstances, quand l'équilibre du
système CV est perturbé, comme dans l’hémorragie sévère (où
il y a une diminution du volume sanguin et une chute de la PA),
on observe une décharge massive de vasopressine qui
provoque une VC et empêche une chute de la PA. (ceci est
similaire aux réponses compensatrices du système rénine-
angiotensine et des barorécepteurs pour ramener la PA à la
normale).
(Test de la table basculante: on place le sujet horizontal
sur une table, celle-ci est basculée brutalement. La masse
sanguine part vers les zones inférieures. Quand on remet à
l'horizontale, il reste un certain temps en constriction. Ex. Les
pilotes ont des vêtements spéciaux qui compriment les régions
inférieures).
3) Sérotonine = 5 hydroxy-tryptamine (5
HT)
C'est une substance isolée pour la première fois dans le
sérum (lorsque du sang est soumis au processus de
coagulation, la phase liquide qui reste contient une action VC
que le plasma ne possède pas).
La sérotonine est trouvée dans de nombreux tissus; ceux
qui en contiennent le plus sont les plaquettes sanguines et les
cellules argentaffines de l’intestin
Rôle dans l'organisme :
- La sérotonine est un médiateur chimique au niveau du
SNC.
- Elle a une action équivalente au niveau de l’intestin:
c’est le médiateur du péristaltisme.
- La sérotonine provoque la VC au niveau des capillaires
lésés, en plus de la formation du thrombus (En effet, la
sérotonine est libérée des plaquettes quand celles-ci subissent
le processus d’agrégation qui est à l’origine de la formation du
thrombus).
4) Système rénine-angiotensine
- Expérience fondamentale de Goldblait (1934): on réalise
une ischémie rénale unilatérale et on étudie l’évolution de la
PA : le rein continu à être irrigué mais le débit diminue ;
l’ischémie rénale fait apparaître une hypertension durable.
- Exp. Complémentaire : l’ablation de ce rein ischémique
fait disparaître l’hypertension. La PA revient à son niveau
antérieur.
Interprétation:
Suite à l’ischémie, le rein ischémique sécrète un facteur
hypertensif (quand j'enlève le rein, la PA revient à son niveau
initial).
Il existe, par conséquent, une substance élaborée par le
rein : Rénine qui va agir non pas en tant qu’hormone mais
comme une enzyme protéolytique.
La rénine, par elle même, ne présente pas de propriétés
hypertensives, mais, si on met en incubation des extraits de
rein avec le plasma sanguin, on obtient la production d'un
facteur vasoconstricteur (hypertensif).
La rénine est synthétisée, stockée et sécrétée
principalement par le rein. Elle agit (par division) sur une a2-
globuline circulante : angiotensinogène pour former une
décapeptide vasoinactive, angiotensine I. Une enzyme de
conversion (dipeptidyl carboxypeptidase) change l’angiotensine
I à une octapeptide vasopressive active, angiotensine II. Cette
enzyme de conversion se trouve principalement dans les
poumons mais aussi dans le plasma circulante, le rein et
d’autres organes.
L’angiotensine II est un vasoconstricteur puissant. Elle est
rapidement détruite dans le lit capillaire par des enzymes
appelées angiotensinases.
L’Angiotensine II possède un effet vasoconstricteur
puissant (d'où son nom). Elle est à peu près dix fois plus
puissante que la Nad à nombre de molécules égales. Elle
stimule la sécrétion d’Aldostérone à travers l’angiotensine III
(métabolite produit par la dégradation de l’angiotensine II par
l’angiotensinogène. angiotensine III est un stimulateur puissant
de la libération d’aldostérone à partir du cortex surrénale).
La production de la rénine se fait dans l’appareil
juxtaglomérulaire. Elle est augmentée par la baisse de la
pression artérielle rénale, la diminution du volume du fluide
extracellulaire, la stimulation des nerfs sympathiques des reins,
ou altération de la charge sodique du tubule distale. L’inhibition
de la libération de la rénine se fait à travers l’augmentation des
niveaux sanguins en ions sodium, ions potassium, angiotensine
II ou l’ADH.
L’angiotensine II a des effets vasoconstricteurs directs ;
elle stimule centralement des neurones vasoconstrictrices, et
peut entraîner la libération d’ADH.
La sécrétion de rénine est augmentée par la baisse de la
pression de perfusion ou de la natrémie dans l’artère rénale,
l’augmentation de l’activité ∑, de la kaliémie ; elle est inhibée
par l’augmentation des taux circulants d’angiotensine II (AGII),
d’ADH, de FAN ou d’adénosine.
L’angiotensinogène plasmatique est un facteur limitant, il
y a diminution de l’activité du SRA en cas d’insuffisance
hépatique et augmentation en cas d’augmentation du taux
d’œstrogènes, de corticoïdes, d’hormones thyroïdiennes. AGI
peu actif est transformé par l’enzyme de conversion (EC) en
AGII qui est le produit actif du SRA. La synthèse d’AGII se fait
dans tout l’endothélium.
AGII qui agit par différents récepteurs spécifiques :
- Est un très puissant vasoconstricteur
- Stimule l’hypertrophie des fibres musculaires lisses.
- Augmente la synthèse d’aldostérone (qui augmente la
réabsorption sodique rénale, augmente la sensibilité des
vaisseaux aux vasoconstricteurs et favorise la fibrose cardiaque
en cas hypertrophie)
- Augmente l’activité sympathique du CMVB (action directe)
et centrale (libération de noradrénaline agissant sur des
récepteurs pré-synaptiques).
C3- ACTIONS VASODILATATRICES
Il n’existe pas de système vasodilatateur nerveux aussi
organisé hiérarchiquement que l’est le système
vasoconstricteur, on trouve cependant des éléments humoraux
qui vont largement compenser cette moindre efficacité
nerveuse.
Deux types d'actions: nerveuse et humorale
C31- ACTIONS NERVEUSES
Généralement, le diamètre des vaisseaux sanguins est
contrôlé par les variations du tonus vasoconstricteur.
Cependant, certaines parties du corps sont innervées par des
fibres VD. On distingue:
- des fibres dilatatrices rattachées au système
parasympathique
- des fibres dilatatrices distribuées avec les fibres
sympathiques.
1) Vasodilatation parasympathique
Les nerfs VD PSP prennent origine dans les divisions
crâniennes et sacrées du SN parasympathique.
Les fibres PSP cholinergiques sont très localisées. Elles
ont comme médiateur l'Ach et sont destinées aux glandes de la
région céphalique (glandes salivaires, la langue), aux vaisseaux
cérébraux, à la vessie et aux muqueuses des organes digestifs
et des organes génitaux.
La libération d’acétylcholine au niveau des vaisseaux
induit une vasodilatation liée à
l’augmentation de la production endothéliale de NO. Sans cette
contribution endothéliale (athérosclérose), on obtient une faible
vasoconstriction.
On trouve chez l’homme des éléments nerveux paraΣ
vasodilatateurs locaux avec des centres médullaires situés aux
pôles:
1) céphalique (noyaux des nerfs crâniens III, V, VII, IX, X et
XII) pour les vaisseaux de la tête, les glandes salivaires, la
région pharyngo-laryngée et le plexus thoraco-abdominal.
2) médullosacrés (S3, S4) pour les nerfs érecteurs
responsables de la vasodilatation lors de l’érection.
Il existe des réflexes vasodilatateurs à point de départ cutané
avec conduction antidromique de l’influx vers les vaisseaux
responsables des dermographismes (lors d’un frottement appuyé
sur la peau, il apparaît dans les secondes qui suivent une rougeur par
rapport avec la vasodilatation).
L’action de cette vasodilatation p Σ est localement
importante, mais a peu d’influence sur la
régulation de la pression artérielle.
La stimulation de ces fibres entraîne la VD. Ces fibres sont
cholinergiques, mais leur effet vasodilatateur est résistant à
l’atropine. La vasodilatation est peut être due à la libération
d’enzymes protéolytiques qui agissent sur les protéines
plasmatiques pour produire un nonapeptide : bradykinine qui
est un puissant vasodilatateur.
* Il faut noter également le parallélisme entre VD et
bradycardie (X). Toutes les deux sont provoquées par le PSP et
toutes les deux tendent à abaisser la PA.
* Il n'existe pas de fibres PSP VD au niveau des muscles
squelettiques et des téguments.
* Le PSP stimule la motricité, les sécrétions et provoque
une VD au niveau du TD,
(Ainsi, à côté de l'inhibition cardiovasculaire (diminution de
la Fce cardiaque), la stimulation PSP entraîne la contraction du
muscle lisse non vasculaire, des bronchioles, de l’intestin et de
la vessie ; entraîne également la contraction de la pupille
oculaire - myosis - et augmentation de la sécrétion de certaines
glandes exocrines).
Ces fibres n'ont pas de tonus et ne participent pas à la
régulation réflexe de la PA (par les baro et chémorécepteurs).
(On a séparé deux types de fibres parasympathiques :
des fibres VD, et des fibres sécrétrices. Par la stimulation de la
corde du tympan, Claude Bernard a obtenu une VD de la
glande sous maxillaire et la sécrétion de la salive. (La corde du
tympan est le rameau nerveux issu du nerf facial et qui passe
très près de l'oreille interne et aborde les glandes sous
maxillaires et sublinguales. Sa stimulation déclenche la
sécrétion de la glande qui en même temps se congestionne
d'où l'effet vasodilatateur).
Cependant, on pense que le travail pourrait être le
responsable de la VD d'où cette expérience est critiquée.
Arguments de l'existence des fibres nerveuses dilatatrices
dans la corde:
1) 1er argument: Quand on stimule la corde, la dilatation
des vaisx apparaît rapidement et les deux phénomènes sont
parallèles; et si c'est le travail qui en est responsable, les deux
phénomènes seront séparés.
2) 2ème argument: l’étude d’électrophysiologie du nerf
montre que la corde du tympan ait une structure nerveuse
3) 3eme argument: le traitement par l’atropine suivi d'une
nouvelle stimulation de la corde entraîne un abolissement de la
sécrétion mais la dilatation des vaisseaux subsiste. D'où on
admet l’existence de fibres dilatatrice.)
En effet, on pense que la stimulation des nerfs
glossopharyngiens (PSP) qui innervent les glandes salivaires
sous maxillaires peut entraîner une sécrétion glandulaire
(salivaire) qui va provoquer, de sa part, la libération d'une
neurohormone, la bradykinine, qui a un effet VD local très
puissant. Donc, on peut penser que la VD obtenue est
secondaire et non pas due à la libération de l'Ach qui est le
médiateur chimique habituel libéré au niveau des terminaisons
nerveuses parasympathique).
Les vasodilatateurs sacrés qui innervent les tissus
érectiles génitaux sont importants en reproduction. Cependant,
le reste des vasodilatateurs parasympathiques jouent des rôles
relativement mineurs.
2) Vasodilatation sympathique
Bien que le contrôle nerveux principal des vaisx
périphériques se fait par les fibres VC sympathiques (VD
survient après inhibition de la VC), certaines fibres
vasodilatatrices sympathiques innervent les vaisx de résistance
du muscle squelettique.
Chez certaines espèces, chiens et chats notamment, des
fibres post-gg cholinergiques du SP innervent les vaisx des
muscles squelettiques. La stimulation de ces fibres dès le début
de l’exercice produit la VD initiale dans les muscles au travail.
Ces fibres n’existent pas semble t-il chez le lapin et les primates
supérieurs.
Il existe donc des fibres confondues anatomiquement dans
le syst SP (cordon SP cervical), et qui n’agissent pas par
l’intermédiaire de la Nad. Ces fibres sont différentes des autres
fibres SP.
Ainsi, quand on stimule le gg cervical supérieur, il se
produit outre les effets "décrits" de constriction des vaisseaux
de l’oreille une VD au niveau de la langue et du palais.
L’activité de ces fibres peut être démontrée en utilisant des
agents bloquants pour les récepteurs -adrénergiques. Si on
bloque l’action VC par des sympatholytiques (propranolol), on
obtient une VD en réponse à la stimulation des fibres SP.
Leur centre est au niveau du cortex cérébral ; les fibres
prennent un relais au niveau de l'hypothalamus mais pas au
niveau du bulbe. Ils ne se distribuent qu'aux vaisx des muscles
striés. Ils agissent par l’intermédiaire de l'acétylcholine.
Ce système est responsable de la VD musculaire qui se
produit au moment ou juste avant un exercice musculaire.
En effet, il existe dans le muscle squelettique de petits
vaisx artériels qui sont uniques parce qu'ils sont innervés par
des nerfs VD SP cholinergiques (Muscariniques) et qui
peuvent être bloqués par l’atropine. Ces récepteurs sont activés
seulement dans des circonstances particulières telles que dans
les réactions de défense (lors d'un danger : permettent un effort
musculaire maximal immédiat ; VD dans muscle, VC
généralisée).
L'activité musculaire entraîne de grandes variations du flux
sanguin. Au repos, le muscle squelettique reçoit à peu près 15-
20% du débit cardiaque. Il présente ainsi, relativement, une
grande résistance à l'écoulement du sang. Pendant l’exercice,
le muscle peu recevoir 85-90% du débit cardiaque, cet
accroissement ne peut donc pas être expliqué par le
relâchement du tonus nerveux SP. On observe :
- une diminution de la résistance musculaire à
l’écoulement
- le débit cardiaque augmente par 4-5 fois mais la pression
artérielle moyenne n’augmente que de petit peu.
Ce phénomène est initié par une anticipation des
vasodilatateurs sympathiques cholinergiques au muscle
squelettique et renforcé par la VC SP dans le rein et la région
splanchnique.
Chez plusieurs espèces animales dont le chien, le chat et
le rat, la stimulation nerveuse sympathique après blocage des
récepteurs -adrénergiques entraîne une VD qui peut être
bloquée par l'atropine. Ceci est du à l'existence de fibres
nerveuses SP cholinergiques. Celles-ci innerveraient seulement
les vaisx précapillaires. Elles seraient responsables de la VD
précédant le début de l'exercice qui appartient à la réaction
d'anticipation préparant l'organisme à l'exercice; la VD d'origine
locale prend le relais une fois l'exercice commencé.
Le muscle squelettique possède plusieurs type de
récepteurs qui sont capables de donner des réponses
vasculaires différentes si des stimuli appropriés sont impliqués.
L'activité de ces récepteurs peut être démontrée par l’effet de la
stimulation SP après blocage successif des différents
récepteurs sur le débit sanguin du muscle squelettique.
Effet de la stimulation des nerfs sympathiques sur l’écoulement sanguin
dans le muscle squelettique :
1- une forte VC due à l’action sur les récepteurs .
2- après blocage des récepteurs , l’effet VD SP est
démasqué.
3- après l’atropine (vagolytique), l’action VD principale
dans 2 est montrée être due à l’action SP cholinergique.
4- la petite action VD résiduelle (effet des ß récepteurs) est
supprimée par blocage des ß récepteurs.
* Mise en jeu de ces systèmes
- Existence ou pas d’un tonus : ni les nerfs
parasympathiques ni les nerfs distribués avec les fibres
sympathiques ne possèdent d’activité tonique.
- Causes de variations : dans le système
parasympathique, les fibres dilatatrices sont toujours associées
à des éléments de sécrétion. Ces fibres interviennent pour
augmenter l’irrigation sanguine. L'activité de ces fibres VD n’est
pas modifiée par les facteurs qui modifient la PA. Les éléments
distribués avec l’orthosympathique sont dispersés dans
l'organisme. Ces éléments vasodilatateurs entrent en jeu dès
que l’effort commence (activité motrice).
- Effet de cette augmentation du diamètre des vaisseaux :
L'irrigation dans le muscle. C'est une augmentation du diamètre
des vaisx, en particulier les artérioles situées en amont ; cela
aboutit à faire baisser la PA dans les autres systèmes (grosses
artères), ça empêche l’hypertension qui devrait survenir. Le fait
que les vaisx se dilatent, la PA n'a pas à augmenter d'une
manière importante.
Remarques:
+ Le système vasoconstricteur a une distribution quasi
générale. Les fibres VC sont réparties à tous les vaisx.
Le système VC possède une activité tonique. Les vaisx
sont sous l'influence du tonus VC permanent.
+ Les fibres VD n'existent pas partout, ces fibres
n'intéressent que quelques organes (TD pour PSP et muscle
strié pour SP).
Ce système n'a pas d'activité tonique. Le tonus VD ne se
produit que pendant le travail des organes innervés. On parle
de tonus vasomoteur = tonus vasoconstricteur.
Par conséquent, la régulation de la vasomotricité se fait
principalement par la variation du tonus VC.
C32- ACTIONS HUMORALES VASODILATATRICES
1) Vasodilatation métabolique.
L’irrigation d’un tissu s’adapte aux besoins de ce tissu.
a) Vasodilatation fonctionnelle
- Définition: La VD fonctionnelle est la VD liée au
fonctionnement des organes,
- Mise en évidence: tout organe qui travaille est le
siège d'une VD importante. Ceci est due à l'expce de
CHAUVEAU ET KAUFMAN qui ont étudié le débit sanguin dans
le muscle releveur de la lèvre supérieure du cheval. On mesure
le débit veineux (témoin de vasomotricité) à la sortie du muscle
releveur de la lèvre sup du cheval. On donne du foin au cheval:
donc les lèvres travaillent; le débit veineux augmente de
manière considérable: il est 20 fois plus grand qu'au début.
Ceci montre que le muscle qui travaille est accompagné de
vasodilatation.
Cette VD fonctionnelle est également mise en évidence
dans un muscle où l’artère et la veine sont en contact l'une de
l'autre : Si l’on détruit l’endothélium de la veine, on aura une
hyperhémie bien moindre. L’endothélium de la veine produit du
NO qui va agir sur l’artère associée.
b) Vasodilatation réactionnelle
L'hypoxie qui accompagne le travail musculaire est
responsable de VD. Quand on clampe une artère, on provoque
l'ischémie par occlusion. On observe une VD à la fin de
l'occlusion. (Quand on déclampe on obtient une hyperhémie réactionnelle qui est témoin de VD). Le facteur majeur c’est
la privation en oxygène (hypoxie), mais également une
hypercapnie (trop de CO2) et une chute de pH qui sont tous des
stimuli vasodilatateurs, avec des mécanismes d’action
différents.
Les fonctions vasomotrices de l’endothélium expliquent
l’hyperhémie réactionnelle : l’interruption de débit sanguin dans
un tissu est obligatoirement suivie d’une vasodilatation au
rétablissement de la circulation dans ce tissu ; l’interruption de
perfusion entraîne une accumulation d’ADP et d’adénosine et
une hypoxie qui entraînent une vasodilatation par action directe
sur le vaisseau; dès la reperfusion l’augmentation de débit
entraînée par cette vasodilatation induit une augmentation de la
production de NO qui majore la vasodilatation. Ces
mécanismes contribuent à l’augmentation majeure du débit
local aux muscles squelettiques lors de l’effort ou après
clampage d’une artériole.
c- Substances en causes.
Toutes les substances qui sont produites par le
métabolisme du muscle (dont la concentration est augmentée
au niveau du territoire de travail) sont vasodilatatrices.
Les métabolites accumulés localement sont:
- CO2: l'hypercapnie exerce 2 effets:
. un effet local: le CO2 est pratiquement un agent VD
au niveau local. C'est une VD de l'organe en cause. Son action
est directe sur le muscle lisse vasculaire. Ainsi quand le CO2
vient au contact avec la fibre musculaire, il entraîne un
relâchement des vaisseaux.
. un effet général: le CO2 est très diffusible, il diffuse
dans tout l'organisme. Il atteint le bulbe où il stimule le centre
vasomoteur. Ce qui entraîne une VC généralisée sauf au
niveau de l'organe en activité (producteur de CO2).
--- VC par ses actions centrales
--- VD par ses actions locales
ex: Asphyxie: entraîne une VC et une hypertension.
- Acides: l'accumulation des acides, donc la baisse du pH,
le CO2 en solution (H2CO3) présente une caractéristique acide.
Les acides du cycle de Kreps sont des agent VD. Les acides
lactiques: le muscle qui travaille, en particulier en état
d'anaérobiose, en produit.
- Nucléosides Phosphorilés: ATP, ADP. Ces
substances, expérimentalement, montrent des propriétés VD
intense. La simple adénine possède des propriétés VD.
A titre thérapeutique, ne pas injecter ces substances par
voie IV.
- Ions K+: libérés par le muscle en activité. Quand le
muscle travaille, suite à la répétition des PA, il y a pénétration
du Na et récupération du K+. Il existe donc toujours un déficit
en K pour la cellule musculaire et il existe une hyperkaliémie.
Le K agit comme agent stabilisant vis à vis des vaisseaux.
Une quantité plus importante de K se trouve à l'ext. Cela
perturbe le potentiel de membrane. L'automatisme myogénique
disparaît. K a une action relaxante sur les vaisx.
- Température: la chaleur du métabolisme ( T) entraîne
VD.
- Osmolalité: la pression osmotique du sang varie dans
l'effort. La PO augmente par migration ionique et par perte
d'eau. Il s'ensuit une hyperosmolalité sanguine entraînant la
relaxation des vaisx (action sur fibre muscl. lisse).
d- mécanisme d'action de ces substances.
La VD locale s'obtient par un relâchement des sphincters
précapillaires et VD des artérioles.
On décrit un réflexe théorique d'ouverture: la libération
dans la veine des métabolites entraîne un réflexe
vasodilatateur.
Les produits du catabolisme vont gagner le secteur
veineux (CO2 éliminé par le poumon). Quand il s'agit d'un
travaille modéré, ces produits ne modifient pas la composition
chimique du sang, pourtant la VD se produit. Il existe d'autre
action. Ceux sont donc des réflexes qui augmentent l’irrigation
des organes en travail: on parle de réflexe nutritif de HESS.
Les récepteurs sont situés au niveau des veines. Les réflexes
cheminent par des voies sensitives vers la moelle. Les
neurones s'articulent avec les nerfs VC pour lever le tonus
vasoconstricteur.
La section du nerf perturbe la VD lors du travail. Si la
dilatation est réalisée dans des territoires de travail, ces
réflexes tendent à contracter les vaisseaux dans les organes
qui ne travaillent pas.
Quand on effectue un travail somatique, le travail viscéral
est réduit.
2) facteurs humoraux occasionnels
21- Les catécholamines médullosurrénaliennes
a- Adrénaline: provoque une VD sur les vaisx qui
contiennent seulement des récepteurs comme les coronaires
et sur les vaisx à prédominance de récepteurs tels les vaisx
des muscles squelettiques.
b- Histamine: (substance qui dérive de l'aa Histidine
par décarboxylation. Elle est stockée dans certaines cellules:
Mastocytes et certaines polynucléaires basophiles).
L'histamine possède des propriétés VD importantes sur les
vaisx. Ces propriétés sont montrées par: - l'injection IV, -
l'injection intradermique; ces voies sont la réplique de certaines
modifications dans des cas pathologiques qui correspondent au
choc anaphylactique et à différents phénomènes d'allergie.
Le choc anaphylactique est caractérisé par une VD générale et une
hypotension due à la libération d'histamine. (Anaphylaxie: augmentation de
la sensibilité de l'organisme à l'égard d'une substance déterminée, par
l'introduction d'une dose préalable de cette même substance- ceci explique
par ex: l'asthme, migraine, eczémas. Le choc: accident se produit
rapidement. Tachycardie, refroidissement, vomissement, collapsus,
syncope et mort).
Lors d'allergie, il y a une manifestation d'hypersensibilité
avec de l'urticaire due à la libération au niveau de la peau
d'histamine.
L'histamine joue un rôle parmi les médiateurs de
l'inflammation. Elle est libérée par les cellules endommagées et
dilate les capillaires et augmente leur perméabilité
c- Kinines: la bradykinine est la plus importante de
cette famille. Elle dérive d'une 2 globuline (kininogène); donc
rappelle le mode d'apparition dans l'organisme d'angiotensine.
(Brady) Kininogène (Brady)
Kinine
Kallikréine (enzyme - protéolytique- plasmatique ou
tissulaire).
( Venin )
La bradykinine est un VD puissant. C'est un médiateur de
l'inflammation comme l'histamine. Elle augmente la perméabilité
capillaire. Elle intervient dans les envenimations. Certains
venins contiennent ces enzymes protéolytiques qui font
apparaître la bradykinine.
Ce peptide, obtenu par protéolyse du bradykininogène,
contracte les muscles lisses intestinaux et utérins et dilate les
vaisseaux. En conditions physiologiques, le pancréas, les
glandes salivaires, les glandes sudoripares sécrètent, en plus
de leurs sécrétions exocrines, des protéases du groupe des
kallikréines qu’elles déversent dans la circulation. Ces
protéases activent le bradykininogène induisant une
vasodilatation locale favorisant l’activité de ces glandes.
d- VIP: (vasoactive intestinal peptide).
C'est un peptide libéré par l'intestin au moment de la
digestion. Il provoque la VD des vaisx splanchniques et favorise
l'absorption pendant la digestion.
La constatation du départ était le fait que des extraits de
muqueuse intestinale ont une action VD. C'était en 1973 par
MUTT. Sa structure ressemble à celle de la sécrétine et
glucagon
e- prostaglandines: agents d'inflammation également.
Exercent une action VD dans certains organes. Ils participent à
la régulation des circulations locales comme au niveau du rein
et de l'utérus gravide.
Ils exercent également une action VD indirecte: les PG
diminuent la sensibilité des vaisx aux actions VC des agents
hypertenseurs comme l'angiotensine. (L'injection d'aspirine
potentialise l'action vasopressive d'angiotensine. On pense que
ces substances sont d'origine rénale: la binéphréctomie
entraîne une augmentation de la PA. Celle-ci ne peut être
ramenée à sa valeur de départ même si l'on réalise l'épuration
des toxine).
f- Facteur atrial natriurétique (FAN)
Peptide sécrété par les cardiocytes auriculaires sous
l’influence de la distension pariétale.
Le FAN agit surtout sur le rein et à très fortes doses dilate les
vaisseaux. Ces actions passent par la formation de GMPc, ce
qui entraîne une natriurèse très importante (augmentation de la
filtration glomérulaire et diminution de la réabsorption tubulaire
proximale). Au niveau central, le FAN diminue l’activité des
centres de sécrétion d’ADH.
VI/ LA PRESSION ARTERIELLE
I- DEFINITION
La pression artérielle est la pression hydrostatique dans
les artères de gros calibre de la circulation systémique. (Cad
pression dans l'aorte et les 1ères ramifications de l'aorte).
Les petites artères ne sont pas utilisées parce qu'elles
offrent une résistance à l'écoulement et parce que la pression
diminue quand on s'éloigne du coeur.
Le maintient de la PA permet la perfusion de sang au
niveau de tous les organes.
((P = g (h). P = augmentation de pression
(dynes/cm2), = densité de fluide (g/cm2), g= accélération due
à la pesanteur (~ 980cm/s2), h= augmentation de profondeur
(cm).
Ex: 1mm Hg de pression = 1330 dynes/cm2; P= g h = 13.6 x
980 x 0.1 = 1330 dynes/cm2.))
II- MISE EN EVIDENCE ET MESURE
L'incision d'une artère entraîne la sortie de sang sous
forme de jets saccadés (rapide et irrégulier) indiquant que le
sang se trouve sous pression et qui est variable.
- Poiseuille en 1828 invente le manomètre à mercure (tube
en U). Les valeurs de pression se lisent directement en cm Hg
qui est l'unité de PA.
- Actuellement on utilise des capteurs de pression
électroniques.
III- ENREGISTREMENT MANOMÉTRIQUE DE LA PA
L'enregistrement de la PA montre des oscillations qu'on
divise en trois catégories:
1) Oscillations de 1er ordre: = oscillations
cardiaques.
Synchrones des contractions cardiaques (cad, pendant la
systole la PA augmente et pendant la diastole la PA diminue).
- P max: c'est la valeur maximale qui est retrouvée de
manière périodique. Elle est dite systolique.
- P min: qualifiée de diastolique
- P #cielle: c'est la valeur qui est obtenue par la #ce entre
les 2.
- Pmyne: c'est une P théorique. Par définition, c'est la P
continue qu'il faudrait appliquer au début de l'aorte pour obtenir
dans les tissus un même débit sanguin.
P my = P min + 33% P diff
La P moyenne est la P théorique qui, si elle était constante
assurerait le même débit sanguin. P moyenne =
(P systolique + 2 P diastolique) / 3
2) Oscillations de 2e ordre: = Oscill
cardiorespiratoire = oscill de TRAUBE ET HERING. Elles sont
synchrones des mouvements du thorax. On ne peut les
observer que si on enregistre plusieurs cycles.
Ces oscillations sont synchrones des mouvements
respiratoires. La phase ascendante de la pression coïncide
avec l'inspiration et tire son origine essentiellement d'une
tachycardie par diminution du tonus cardio-modérateur au
moment de l'activité maximale du centre respiratoire à
l'inspiration. Pendant l'inspiration, la fréquence cardiaque
augmente. Pd l'expiration, la FC diminue. Les centres
respiratoires modifient le centre vasomoteur.
3) Oscillations de 3e ordre = 0scill Vasomotrice =
oscill SIGMUND ET MAYER. Si on réunit par une ligne les
sommet des oscillations de 2e ordre, on décèle (découvre) des
oscill de 3e ordre qui se produisent une à deux fois par minute.
Ces oscillations résultent de la variation du tonus vasomoteur.
IV- FACTEURS DÉTERMINANTS DE LA PRESSION ARTÉRIELLE
Pourquoi il existe une pression dans le système artériel?
Quels sont les facteurs qui la créent? Les facteurs qui
interviennent pour donner la morphologie?
Pour pouvoir étudier les facteurs physiologiques qui créent
la PA et les facteurs qui la règlent, il serait intéressant de
reproduire un modèle purement physique. Ce dispositif doit
comprendre une pompe qui crée la PA et un circuit comprenant
des gros tubes élastiques et de petits tubes dont le diamètre
peut être réglé.
1) la pompe : le cœur est le facteur créateur principal de
la PA.
Le débit cardiaque entraîne une variation dans le même
sens que la PA: D entraîne PA
Or, les facteurs qui modifient le débit sont :
- volume d’éjection systolique,
- fréquence cardiaque.
Débit cardiaque (Qc) = Fréquence (N) x qté éjectée à chaque systole
(Q)
Le volume est plus grand quand l’amplitude de contraction
est grande.
La PA dépend de Qc et de la résistance du circuit artériel.
En arrêt cardiaque (Qc = 0), PA est nulle : PA = Qc x RPT
avec Qc = VES x Fc et RPT = 8η L/ π r4
Un effet chronotrope positif augmente R et un effet
inotrope positif augmente Q. Par conséquent, le système
sympathique renforce R et Q et augmente la PA ; et le système
parasympathique abaisse R et Q et diminue la PA.
La mise en jeu des modifications de Qc est
essentiellement nerveuse : l’excitation du Σ cardioaccélérateur
élève le débit, l’excitation du pΣ cardio-inhibiteur le diminue.
Le débit cardiaque (Qc = 5 à 6 l/min au repos) étant le
produit de Vs et Fc, ses variations physiologiques (élévation ou
diminution) sont surtout liées aux modifications de Fc (plus
grandes que celles de Vs) si Vs ne diminue pas.
Si l’augmentation de Qc peut parfois entraîner une
hypertension artérielle (hyperthyroïdie par exemple), chez 95 %
des sujets hypertendus, c’est l’augmentation de RPT qui est en
cause.
Lors d’effort musculaire, Qc peut atteindre 25 à 30 l/min et
PA s’élève malgré la baisse de RPT par rapport à sa valeur de
repos : donc RPT baisse moins que Qc n’augmente.
Inversement, la baisse profonde de Qc finit par entraîner
une hypotension, l’augmentation de RPT ne pouvant être
illimitée (il faut perfuser les tissus, cerveau et cœur en
particulier). Ce sont les tendances des variations de PA
résultant des variations de Qc qui viennent d’être décrites. En
effet, les systèmes de régulation de PA font varier en sens
inverse RPT quand Qc varie ; ces régulations peuvent rencontrer
leurs limites : sans fonctionnement cardiaque, il ne peut y avoir
génération d’une pression significative dans les vaisseaux et
Qc n’augmente pas indéfiniment.
2) la soupape : c’est la valvule sigmoïde qui évite le retour
sanguin. L’insuffisance sigmoïde entraîne des tendances à
l’hypotension.
3) le volume : la volémie est pratiquement constante.
Toute diminution notable du volume sanguin artériel
entraîne une hypotension dans le circuit circulatoire. À l’état
normal, le volume sanguin dans le système à haute pression du
VG jusqu’aux sphincters pré-capillaires est constant : toute
variation entraîne la mise en jeu de mécanismes régulateurs
car sinon les débits locaux (cérébraux, coronaires…) varieraient
avec et dans le même sens que la volémie. La réserve
volémique éventuelle se trouve dans les veines.
Cependant, ces régulations ont leurs limites : si la volémie
continue de baisser, PA finira par diminuer et inversement, une
élévation importante et rapide de la volémie finira par
augmenter PA. L’organisme ne peut pas faire varier le calibre
des vaisseaux à l’infini.
Dans les conditions normales, la volémie est réglée par le
rein et à un degré moindre par la prise d’eau.
3) l’élasticité artérielle : à chaque coup de pompe,
l’élasticité va déplacer la membrane vers le haut. Il y a mise en
réserve d’une partie du volume chassé.
Temps passif : la soupape se ferme, la membrane tend à
revenir à sa place et le liquide continue à s’écouler. Son rôle :
assuré la continuité de l’écoulement.
L’action synergique des valvules et de l’élasticité des
grosses artères permet la mise en réserve de l’excédent de
sang pendant la systole et le maintien d’une pression de
perfusion pendant la diastole.
Pendant la systole, la dilatation artérielle met en réserve
du sang. Pendant la diastole, il sera remis en circuit et de ce
fait, il y aura un débit constant dans les petites artères.
Le système artériel est un système fermé à l’entrée : à
l’ouverture des valvules sigmoïdes, la PA va suivre la pression
dans le ventricule. Quand le ventricule se relâche : PVG revient
à zéro.
Les grosses artères étant pauvre en cellules musculaires,
leur étirement par une augmentation de pression intravasculaire
ne déclenche pas de réflexe de contraction. Du fait de leur
distensibilité (tissu conjonctif et élastique), le calibre de l’aorte
et des grosses artères s’accroît dans une certaine limite quand
la pression augmente. Toute diminution de la distensibilité de
l’aorte entraîne une augmentation de la pression systolique.
Cette distensibilité qui atténue les conséquences du
fonctionnement discontinu du cœur, diminue avec l’âge (ce qui
augmente Pas), mais le volume de l’Ao s’accroît aussi (ce qui
diminue PAd) d’où finalement peu de changement de Pam. Par
contre si les petites artères sont aussi athéromateuses (calibre
rétréci, résistance augmentée), PAD augmente, Pam et le
travail cardiaque aussi. La distensibilité artérielle peut se
mesurer (doppler vasculaire). Cette distensibilité augmente à
l’exercice (de façon permanente si entraînement aérobie) d’où
les effets favorables de l’exercice chez les hypertendus.
4) la viscosité : varie relativement peu.
Sang = eau + protéines + éléments figurés (Hématie).
Une baisse du taux de globules rouges (anémie) ou une
hypoprotéinémie entraîne une baisse de la PA parce qu’avec la
diminution de la viscosité il y a une diminution de la résistance à
l’écoulement sanguin dans les vaisseaux périphériques. La
polyglobulie peut causer de l’hypertension ( de la viscosité).
Le sang est environ 4 fois plus visqueux que l’eau. Si l’on
perfuse au même débit la patte postérieure de chien isolée
avec du sang et avec du sérum physiologique on constate que
la pression de perfusion doit être toujours plus grande avec le
sang qu’avec le sérum physiologique. La viscosité est
augmentée lors de la polyglobulie, l’hyperprotidémie,
l’hypercapnie ; elle diminue en cas d’hyperthermie. Elle
intervient peu dans les variations de PA.
5) calibre des vaisseaux : c’est la vasomotricité. La
vasoconstriction s’oppose à l’écoulement sanguin et entraîne
l’hypertension. La vasodilatation provoque par contre une
baisse de la PA.
La vasomotricité est le facteur régulateur le plus
important de la PA (le facteur créateur est le cœur). Des fois on
parle de synonymie hypertension et vasoconstriction.
La variation du diamètre vasculaire aura la plus grande
répercussion sur la PA. La résistance à l’écoulement est régit
par la loi de Poiseuille.
La PA est déterminée par: l'action de pompage du cœur,
la résistance périphérique, la viscosité du sang, la quantité de
sang dans le système artériel, et l'élasticité des parois
artérielles.
Ces facteurs sont contrôlés par un système régulateur
complexe qui maintient d'une manière ordinaire la PA dans des
limites très étroites.
Le calibre des vaisseaux est le déterminant essentiel des
variations des résistances, la pression augmentant comme
l’inverse de la puissance 4e du rayon. Le calibre des grosses
artères intervient peu car ces artères possèdent
proportionnellement à leur calibre très peu de fibres
musculaires lisses et beaucoup de tissu élastico-conjonctif.
C’est le calibre des artérioles riches en fibres musculaires lisses
et des métartérioles (sphincters pré-capillaires) qui détermine la
variation des résistances périphériques.
Dans le système cardio-vasculaire, les principaux
compartiments vasculaires (artères, capillaires, veines) sont
disposés en série. La résistance totale est égale à la somme
des résistances en série. Mais chaque compartiment vasculaire
est composé de vaisseaux placés en parallèles. En effet, la
plupart des lits capillaires sont disposés en parallèles
(exception faite du rein où les capillaires péritubulaires sont en
série avec les capillaires glomérulaires et du territoire
splanchnique où les capillaires sont en série avec les capillaires
hépatiques). Dans ce cas, la résistance totale est moindre que
la résistance de chaque élément en parallèle. En effet :
D’où :
Si R1 = R2 = R3 alors R = 0,33 R1
Bien que la résistance unitaire de chaque capillaire soit
plus forte que celle d’une artériole (diamètre), les capillaires
sont montés en parallèle de sorte que la chute de pression
pendant la traversée de la zone artériolaire est
proportionnellement beaucoup plus forte que pendant la
traversée de la zone capillaire. La résistance périphérique
totale (RPT ou Rtot) est la résistance qu’oppose au débit la
totalité du lit vasculaire périphérique (de l’orifice aortique à
l’oreillette droite).
Le niveau relatif des résistances dans les différents tissus
détermine la répartition du débit global de l’organe considéré.
Par exemple la diminution de la résistance dans les muscles de
la jambe, sans variation des résistances dans le territoire
cutané et osseux, augmente la fraction du débit du membre
destiné aux muscles aux dépens de l’irrigation de la peau et
des os.
Certains territoires vasculaires à la vasomotricité très
active (cutanée, mésentérique, rénale) servent
préférentiellement aux adaptations circulatoires pour maintenir
PA. Dans d’autres territoires, la vasomotricité est soit moins
importante en conditions normales (circulation pulmonaire, qui
constricte par contre à l’hypoxie) soit réglée par des conditions
métaboliques locales : vaisseaux cérébraux, coronaires,
muscles : pH - PO2 - PCO2, il s’agit de territoires vitaux.
Pendant l’effort, pour envoyer le maximum de débit aux
zones musculaires actives, il est indispensable que les débits
dans les territoires mésentérique, cutané et rénaux augmentent
peu voire diminuent (vasoconstriction) car sinon la diminution
de RPT serait telle du fait de l’effondrement des résistances
dans les muscles squelettiques produisant l’effort que
l’augmentation de Qc (limitée à Qmax) ne pourrait empêcher
l’effondrement de PA : l’exercice s’arrêterait aussitôt avec une
syncope par hypoperfusion cérébrale ! Tout le débit cardiaque
ne peut être accaparée par une zone au détriment du cœur et
de l’encéphale
6) Les résistances vasculaires
Les résistances vasculaires à l’écoulement du sang sont
fonction pour un vaisseau de dimension donnée de la viscosité
du sang, de la longueur du vaisseau et de son rayon:
7) La longueur des vaisseaux
Celle-ci se modifiant peu n’est donc pas susceptible de
faire varier la pression.
V- Valeurs normales, variations physiologiques
1) Valeurs normales :
La PAs (maxima) est observée pendant la systole
ventriculaire (120 à 140 mmHg chez un homme au repos), PAd
(minima) étant observée au cours de la diastole (60 à 80
mmHg). On parle d’hypertension au-delà de 135/85 mmHg
chez un adulte (en révision à la baisse).
PAm est la pression constante qui assurerait le même
débit dans les vaisseaux que la pression variable qui y règne.
Sa valeur nécessite l’intégration de PA f(t), mais on peut en
obtenir une approximation par la formule PAm = 1/3 (PAs +
2PAd).
La courbe de PA se modifie de l’aorte aux artérioles. Ceci
explique que l’on ne puisse pas mesurer avec précision PA au
niveau digital dans une population où le système vasculaire est
forcément anormal chez un nombre non négligeable de
représentants.
2) Variations physiologiques
La pression artérielle varie physiologiquement :
- Avec l’âge : PA est plus faible chez le nourrisson et l’enfant,
plus élevé chez le sujet âgé (baisse de la distensibilité des
parois artérielles). C’est surtout PAs qui change. Pad ne doit
pas dépasser 80 mmHg, au moins jusqu’à 80 ans.
- Avec le sexe : elle est plus faible chez la femme.
- L’émotion ,peut élever PAs de façon importante (décharge
∑
- Le sommeil abaisse PAs sauf pendant la phase de sommeil
paradoxal (REM).
- L’orthostatisme entraîne une chute de PA, amortie par le
baroréflexe. En pathologie, l’absence d’amortissement est
responsable de syncopes aux changements de position.
- La digestion est responsable d’une élévation modérée (6 à
10 mmHg).
- Surtout l’effort musculaire entraîne une augmentation de
PA.
Les valeurs de la PA pour les différentes espèces sont
données dans le tableau : A la différence de la fréquence
cardiaque, il n'y a pas de relation entre la PA des différentes
espèces et le poids corporel. La plupart des mammifères
tombent dans les mêmes intervalles.
Cependant, il existe une relation, au moins chez la girafe,
entre la PA et la hauteur de la tête au dessus du niveau du
coeur. Ainsi, au repos, la PA au niveau du coeur augmente
avec la longueur de l'encolure du chien au bovin à la girafe,
alors que les différences au niveau du cerveau sont beaucoup
moins importantes. L'espèce qui a la plus longue encolure a la
pression la plus élevée.
Quand la girafe est debout avec sa tête élevée, son
cerveau est placé à environ 6 m au-dessus du sol et 1.5 m au-
dessus du coeur. Si la PA perfusant le cerveau doit être
maintenue (13 KPa), la pression sanguine aortique prêt du
coeur doit être élevée (26 - 40KPa). Comme la girafe baisse sa
tête vers le sol, la PA au niveau du coeur sera réduite d'une
manière considérable pour maintenir un débit sanguin constant
vers le cerveau. Les moyens de contrôle sont la dilatation et la
constriction dans les artérioles menant vers les lits capillaires
autres que ceux dans la tête. Comme la girafe élève sa tête, il
se produit une VC des vaisseaux périphériques autres que
ceux de la tête.
Au niveau du cerveau, les valeurs sont plus ou moins
uniformes parce que moins d'énergie est perdue en élevant une
colonne courte de sang du coeur au cerveau (34 cm chez
l'homme) qu'une colonne longue (160 cm chez la girafe). La
girafe possède des valvules dans les veines pour empêcher le
sang de retourner vers la tête.
Les oiseaux ont des intervalles de pression artérielle plus
élevées que les mammifères, sans doute pour tamponner les
forces de gravité pendant le vol.
Chez le nouveau né la PA est plus basse que chez les
adultes, que ça soit les oiseaux ou les mammifères.
VI- MESURE DE LA PRESSION ARTERIELLE
Dans les artères, la pression du sang peut être mesurée
de façon directe ou indirecte :
- méthode invasive ou directe: consiste à introduire un
cathéter dans un vaisseaux. C'est la méthode la plus fiable.
- méthode non invasive ou indirecte: moins fiables.
1) Méthodes directes de mesure de la PA
Toutes les méthodes directes exigent la mise en place
d’un cathéter artériel. Les capteurs transforment la déformation
mécanique (résultat de la pression exercée sur la surface du
capteur, soit directement s’ils sont situés au bout du cathéter
soit par l’intermédiaire d’une colonne de liquide peu
compressible s’ils sont situés à l’extérieur) en signal électrique
(variation de résistance, de capacitance, etc...).
Ces méthodes sont les seules à permettre de suivre en
continu PA si basse soit-elle. Elles sont couramment utilisées
en expérimentation ou quand PA est très basse (réanimation).
Les variations instantanées de PA du sang enregistrées
en fonction du temps sont périodiques, synchrones de l’activité
cardiaque. On décrit un maximum (pression systolique) et un
minimum (pression diastolique). Ces oscillations sont
influencées par la vitesse d’éjection du VG et les propriétés
viscoélastiques des artères.
La pression moyenne permet les transferts capillaires
entre sang et milieu interstitiel. C’est la pression de perfusion
efficace et c’est elle qui est régulée.
2) Méthodes indirecte de la mesure de la PA
Les méthodes indirectes non sanglantes sont les plus
utilisées en clinique. Elles ne permettent pas de connaître la
valeur instantanée de PA à chaque instant du cycle quand PA
est très basse, mais seulement quelques valeurs remarquables
de cette pression (la pression systolique ou pression maximale,
la pression diastolique ou pression minimale, l’amplitude des
oscillations (Pas – Pad) correspondant à la pression
différentielle ou maintenant pression pulsée, et par le calcul la
pression moyenne PAm.
Toutes les méthodes indirectes consistent à comprimer
une grosse artère à travers les parties molles, grâce à un
brassard pneumatique gonflé à une pression connue, et à
observer ce qui se passe.
Deux méthodes sont utilisées :
a) Auscultatoire
C’est la méthode la plus utilisée en clinique. Un segment
de membre est entouré d’un brassard pneumatique relié à un
manomètre. À l’aide d’un stéthoscope, on ausculte l’artère
comprimée au-dessous du brassard : l’artère humérale dans le
cas choisi. Au fur et à mesure de la décompression, les
pulsations donnent naissance à une série de bruits
caractéristiques :
- Le premier bruit rythmé, franc et net, correspond à la PA
systolique.
- Puis l’intensité du bruit diminue, voire disparaît « trou
auscultatoire ».
- Elle s’élève à nouveau au voisinage de la PA moyenne.
- Enfin, les bruits s’assourdissent et disparaissent : ceci
correspond à la PA diastolique.
L’existence du « trou auscultatoire » est cause d’erreur et
peut faire sous-estimer la valeur de PAs, aussi, est-il prudent de
contrôler la palpation du pouls. En général, PAs et PAd sont
déterminées sans problème.
b) Oscillométrique
Si un brassard posé sur un segment de membre est gonflé
à une pression supérieure à la pression intravasculaire du
vaisseau sous-jacent, le sang ne peut pas passer et il n’y a pas
d’oscillation car pas d’ondes sanguines. Si on diminue
progressivement la pression (par 1 ou 2 mmHg), quand la
pression du brassard est égale à PAs, des oscillations
artérielles apparaissent qui sont de plus en plus amples et qui
diminuent pour disparaître quand la pression est minimale
(PAd). Les oscillations sont enregistrées et stockées dans un
ordinateur commandant le gonflage et dégonflage automatique
du brassard. Les chiffres de PAs, PAd et Pam sont directement
obtenus.
Cette méthode est d’utilisation quotidienne (bloc,
urgences, soins intensifs). Ces appareils portatifs remplaceront
la méthode auscultatoire car la reproductibilité de la mesure
obtenue est meilleure qu’en manuel, surtout avec des
opérateurs différents. En enregistrant quelques heures, on
supprime l’effet « blouse blanche » qui fait mesurer chez un
sujet une PA très supérieure à celle qu’il a réellement. Ces
appareils sont inopérants quand PA est très basse. Dans ce
cas, il faut passer à la mesure directe (cathétérisme artériel,
radial par exemple).
Chez les animaux, l’emploi de cette technique est très
difficile du fait que la taille des membres varie non seulement
suivant les espèces mais aussi suivant les races.
VII- RÉGULATION DE LA PRESSION ARTÉRIELLE
La PA est maintenue à un niveau constant malgré
l’existence de plusieurs facteurs de variation (effort physique..).
Toute variation de la PA est suivie par l'intervention de
mécanismes qui la ramènent à sa valeur initiale.
A l'état normal, les variations de la PA sont brèves et
limitées. Cet équilibre s'effectue autour d'une position stable,
pratiquement constante d'une mesure à l'autre chez un sujet
donné, bien que les conditions d'examen ne soient jamais
strictement identiques. Ceci suppose l'existence d'une double
régulation:
i) la régulation qui situe, à un niveau donné, la pression
artérielle nécessaire à l'organisme
ii) la régulation qui tend à ramener la pression artérielle à
cette valeur prédéterminée, après une variation physiologique
ou accidentelle.
La PA agit par un mécanisme de rétroaction (feedback).
Elle est en même temps le facteur contrôlé et contrôleur .
La pression artérielle est le produit mathématique du débit
cardiaque et de la résistance artériolaire. Ces deux paramètres
s'adaptent continuellement en fonction des besoins.
PA = DC . R : relation de Green
Cette relation permet de montrer que, pour que la PA
demeure fixe, toute variation du débit cardiaque doit
s'accompagner d'une modification proportionnelle de la
résistance périphérique et inversement.
Par conséquent, les deux facteurs fondamentaux qui
entrent en jeu rapidement sont le fonctionnement cardiaque et
la vasomotricité. (Le volume intervient à long terme).
Alors, pourquoi une régulation centrale de PA est-elle
nécessaire ?
S’il n’existait que des régulations locales fonction du
métabolisme de chaque territoire, il ne pourrait y avoir stabilité
des conditions hémodynamiques pour perfuser cœur, cerveau
et assurer les transferts capillaires. À l’exercice intense en
particulier, le débit des muscles squelettiques engagés dans
l’effort augmente considérablement pour satisfaire leur
métabolisme. S’il n’y avait pas constriction d’autres territoires
en parallèle au circuit musculaire, ceci effondrerait RPT ; comme
la PA est le produit de Qc et de RPT et que l’augmentation de
Qc est limitée, on aurait un effondrement de PA avec arrêt de
perfusion de tous les territoires.
Une régulation centralisée de PA prenant en compte tous
les territoires vasculaires et la volémie est indispensable de
façon à permettre une perfusion optimale et rendre possible la
poursuite du métabolisme aérobie.
À court terme, cette régulation est surtout neuro-
hormonale et porte plus sur RPT et Qc.
À moyen terme l’organisme optimise contenant (rôle de la
vasomotricité veineuse) et contenu (échanges de liquide entre
sang et secteur interstitiel, régulation de la volémie).
À long terme, réguler PA, c’est nécessairement réguler la
volémie, c’est-à-dire adapter les apports de liquide (soif) aux
pertes contrôlées (diurèse) ou non (vomissement, diarrhées) et
aux besoins (conditions thermiques).
Lorsqu’on enregistre PA sur 24h apparaît l’effet transitoire
des différentes situations avec mise en jeu rapide des
régulations ramenant PA à son niveau de base.
Pour qu'il y ait régulation, il faut un appareil détecteur pour collecter les renseignements. Ceux ci sont collectés par
des structures sensibles qu'on appelle récepteurs. L'organisme
possède des récepteurs capables de détecter, donc de corriger,
des variations même minimes de pression. On distingue:
- les barorécepteurs: sensibles à des variations de
pression
- les chémorécepteurs: sensibles à des variations de
concentration des gaz et de l'acidité du sang
- les volorécepteurs: sensibles aux variations du volume
sanguin.
A\ Régulation à court terme (mise en jeu, quelques secondes
à quelques min)
A pour but de corriger les déséquilibres temporaires de
pression comme ceux provoqués par les changements de
position, l'exercice ou l'hémorragie. Et quelques soit la cause, la
réponse est habituellement une série de réponses réflexes
autonomes rapides qui se font à travers les centres
cardiovasculaires du bulbe.
A1- Immédiats (qq. s)
Il s’agit de la modulation réflexe du tonus ∑
vasoconstricteur due au baroréflexe et accessoirement au
chémoréflexe. C’est une boucle d’asservissement de PA :
- Les barorécepteurs de la crosse aortique et le sinus
carotidien sont les capteurs. Ils sont sensibles aux variations de
pression dans les parois et répondent à la loi du tout ou rien : ils
déchargent des potentiels d’action à partir d’une tension seuil et
leur fréquence de décharge est la même quelle que soit la
tension quand elle est supérieure à la tension seuil. Ils n’ont
pas tous le même seuil et au fur à mesure que la tension
augmente, le nombre de récepteurs répondeurs augmente. Une
augmentation de la pression artérielle augmente la tension et
donc stimule les barorécepteurs, une baisse a l’effet inverse.
Les récepteurs stimulés le sont en permanence et ils répondent
en quelques secondes à une modification de PA > 2 mmHg.
Remarque :
Les chémorécepteurs fournissent des signaux utilisés par la régulation
réflexe de PA : une baisse de pH, de PO2 ou une élévation de PCO2,
augmentent le nombre d’influx issus des chémorécepteurs carotidiens et
stimulent le centre vasoconstricteur. L’action vasoconstrictrice de PCO2
passe surtout par la stimulation directe du centre vasomoteur bulbaire. Il
faut une hypercapnie aiguë pour avoir un effet sur PA.
1) LA BAROSENSIBILITE (sensibilité à la pression)
1) Mise en évidence du mécanisme
- Expérience de Hedon 1910 ; reprise par Heymans 1929.
Ces expériences consistent à réaliser des circulations
céphaliques croisées chez deux chiens : Les circulations
céphaliques sont interrompues en respectant les éléments
nerveux ensuite on réalise une circulation croisée.
Les deux chiens sont préparés de la même façon : au
niveau de l'encolure il y a interruption totale des échanges
sanguins et maintien des connections nerveuses. On réalise un
croisement des connections vasculaires, la carotide et son bout
amont reliée au bout avale de l'autre.
On mesure la PA de chacun des chiens ; On perturbe la
PA chez l'un et on regarde ce qui se passe chez l'autre. On
augmente ou on diminue artificiellement la PA chez le chien A
puis on enregistre simultanément chez les deux animaux.
L'augmentation de la PA chez le chien A diminue la PA
chez le chien B.
La baisse de la PA chez le chien A augmente la PA du
chien B. Ce qui donne "l'image en miroir"des deux tracés.
Quand j'augmente la PA chez A, la pression augmente
dans la tête de B. La tête de B, par voie nerveuse, a entraînée
une variation de facteurs régulateurs.
Par conséquent, la tête du chien B a ressenti
l'hypertension provoquée en A et contient des structures
sensibles à la pression.
La tête du chien B est à l'origine de l'hypotension. Celle-ci
est commandée par voie nerveuse.
2) Mécanisme de barosensibilité
Les barorécepteurs représentent le système de régulation
cardiovasculaire le plus anciennement connu. Leur action
réflexe constitue un exemple caractéristique de l'intervention du
système nerveux central.
a) Zones barosensibles
Les récepteurs périphériques sont des zones cellulaires
sensibles contenues dans la paroi de certains vaisseaux. Les
zones barosensibles sont situées à l'origine de chaque artère
carotide interne dans une formation spécialisée: le sinus carotidien. Elles sont situées également au niveau de la
crosse de l'aorte (barorécepteurs aortiques).
Le sinus carotidien: la partie initiale de l'artère carotide
interne est dilatée et c'est ce segment que l'on appelle le sinus.
Dans cette région, la couche musculaire de la média est peu
dense. Les terminaisons nerveuses afférentes du nerf sinusal,
qui est lui-même une branche du glosso-pharyngien, sont
largement distribuées dans l'adventice; elle ne pénètrent pas
dans la média.
L'occlusion des deux carotides primitives (consiste à
clamper les troncs carotidiens en amont par rapport au sinus)
provoque une hypertension. Cette réponse est abolit par
section préalable du nerf du sinus carotidien.
Le retour à la normale s'obtient en qqs secondes dès que
l'occlusion sera levée.
Conclusion: les sinus réagissent à une baisse de la
pression en entraînant un réflexe d'hypertension.
L'effet de l'occlusion de la carotide commune est un effet
réflexe. La chute de pression dans le sinus carotidien diminue
l'étirement de ses parois et les récepteurs à l’étirement
déchargent à une fréquence moindre.
* L'occlusion de l'artère fémorale n'a pas d'effet sur la PA,
ceci montre que l'augmentation de la PA n'est pas le résultat de
l'augmentation de la résistance périphérique.
Expérience complémentaire: La distension des sinus par
la technique du cul de sac carotidien, on applique une forte
pression dans sinus.
Lorsque je pousse, la PA chute "réflexe d'hypotension",
quand je distends le sinus carotidien.
- Alternance des deux types de variations :
Lors de la perfusion des sinus à pression variable, toute
augmentation de la pression du sinus entraîne une diminution
de la PA; et toute diminution de la pression du sinus entraîne
une augmentation de la PA.
A1 Structure baroréceptrice: Coupe de la paroi artérielle:
Adventice riche en éléments élastiques, contient des
boutons terminaux sensibles. La média est assez peu
développée, pas de vasomotricité ; seule la couche externe est
importante. Dans l'adventice, il existe de nombreuses
terminaisons nerveuses.
Les boutons sensibles seront distendus (étirés) lorsque la
PA augmente. Les barorécepteurs sont sensibles également à
la distension de la paroi. On parle aussi de mécanorécepteurs.
Le mot barorécepteurs implique que les terminaisons
nerveuses sont sensibles à la pression artérielle. Or, ce n'est
pas le cas: ils sont sensibles à l'étirement, celui-ci étant
généralement du à une augmentation de la pression qui distend
la paroi artérielle. Si on empêche cette expansion en enroulant
la paroi artérielle par un tube par ex, on n'observera plus
aucune réponse des récepteurs à l'augmentation de la pression
dans le vaisseau.
Question: est ce que les boutons terminaux sont
réellement sensible à la pression? Ou ne sont capable de
détecter une variation de pression que de manière indirecte:
mécanorécepteurs. On a montré que la pression n'est pas
l'élément de sollicitation de ces récepteurs. Ceux-ci ne sont
stimulés que si l'artère est distendue.
Expérience de distension du sinus: n'entraîne pas
d'hypotension.
En plaçant autour de cette région du plâtre ou de la résine.
La résine empêche la distension mais la pression est élevée
dans le sinus: le réflexe de chute ne se produit pas.
Pour être sollicités, les récepteurs ne doivent pas
seulement être stimulés par la pression. Ils doivent être
sollicités par une distension.
Les boutons terminaux sont donc des mécanorécepteurs
banaux
b) Les voies afférentes (= centripètes ou
ascendantes)
Elles sont représentées de chaque côté par :
- le nerf sinusal ou nerf de Hering. Ces nerfs sont
issus des chémorécepteurs et barorécepteurs au niveau des
sinus carotidiens et cheminent dans le glosso-pharyngien (IX).
- le nerf aortique ou nerf de Cyon, appelé également
nerf dépresseur. Ces nerfs sont issus des barorécepteurs de la
crosse aortique et rejoignent les nerfs pneumogastriques ou
vagues (X). Ce nerf est incorporé dans le tronc vagal chez la
plupart des espèces sauf chez le lapin où on peut bien les
séparer.
Ces nerfs empruntent respectivement le trajet du IX et
celui du vague. En fait, ces nerfs, bien individualisés chez
l'animal, le sont moins chez l'homme.
Ces 4 nerfs stimulent un centre intégrateur, le noyau de
tractus solitaire, NST, qui inhibe à son tour, via un centre
intermédiaire, le CMVB du plancher du 4ème ventricule et
stimule le noyau du X.
La stimulation de ces fibres entraîne l'hypotension ( PA) ;
d'où on reproduit les effets identiques à ceux observés quand
on élève la pression au niveau du sinus. La diminution de la PA
peut être rapportée à une bradycardie et à une diminution du
tonus VC.
La stimulation des nerfs ascendants par une montée de
PA provoque la mise en jeu des effecteurs (cœur et
vaisseaux) : l’inhibition ∑ est responsable de la vasodilatation et
la stimulation p∑ ralentit le cœur. Donc Qc et RPT baissent ce
qui corrige la montée de PA.
C’est l’inverse en cas de baisse de PA : La plage de
variation de RPT est plus grande que celle de Qc. En cas de
chute de PA, l’augmentation de RPT (vasoconstriction) est
indispensable : la seule augmentation de Qc ne suffit pas à
empêcher la baisse de PA, par exemple lors du passage en
position verticale (cf.circulation veineuse et syncopes vagales).
La régulation nerveuse réflexe de PA est fondamentale : le
baroréflexe artériel est sollicité à chaque changement de
position. Comme tout réflexe, l’effet est immédiat (1 s), mais
non durable: si PA reste élevée 48 h malgré l’intervention des
mécanismes de régulation, les barorécepteurs diminuent la
fréquence de leurs décharges pour revenir à la fréquence de
décharge correspondant à une PA normale ; le baroréflexe
change sa valeur de consigne, ce niveau de PA, pourtant élevé
dans l’absolu, est alors considéré le nouveau niveau de base à
maintenir. Il ne faut compter sur le baroréflexe ni pour
normaliser PA chez un hypertendu ayant généralement une
augmentation de la résistance des petites artères et une
régulation rénale défaillante, ni en cas de PA durablement
basse (séjour en microgravité). Le point de consigne (la plage
de valeur de PA que les centres supérieurs admettent comme
normale) peut à tout moment être décalé par lesdits centres. Il
l’est systématiquement à l’exercice pour laisser monter PAs et
PAm.
Sans baroréflexe apparaîtront des malaises (hypotension
dite orthostatique au lever) et une imprécision de la régulation
de PA : oscillations plus importantes de PAm.
L'enregistrement des potentiels d'action véhiculés par le
nerf, montre que le maximum de leur fréquence (cad la plus
grande densité) se situe pendant la pression systolique (cad
dans les périodes où la pression évolue vers le maximum) et le
minimum pendant la pression diastolique.
Les récepteurs déchargent des influx avec une fréquence
élevée quand la pression dans le sinus augmente.
Ce sont des nerfs frénateurs de PA : La section des
voies centripètes provoque la défrénation: la PA s'établie à un
niveau plus élevé: 25-30 cm Hg chez le chien.
Ces nerfs ont une activité tonique, à tout moment ces nerfs
maintiennent la PA à un niveau plus bas
c) Les centres bulbaires
Les sections au-dessus du bulbe ne modifient ni la PA, ni
les réflexes cardiovasculaires. Par contre, la section sous
bulbaire engendre une chute considérable de la PA. Il en est de
même des lésions extensives du bulbe.
D'où l'importance du bulbe comme centre de régulation
tensionnelle.
Par la suite, les zones pressives et dépressives du bulbe
ont été recherchées par stimulations.
Arrivées au bulbe, les fibres afférentes cheminent à travers
les (tiers moyen et postérieur) du faisceau solitaire. Elles se
terminent sous le plancher du 4e ventricule, (très près de
l'obex), dans le noyau du tractus (ou faisceau) solitaire (NTS),
noyau sensitif, du vague et du glosso-pharyngien où s'effectue
la première synapse. Des neurones intercalaires très courts
établissent un relais, d'une part avec le noyau dorsal du vague
(ou le noyau ambigu lui-même, chez le chat par exemple),
d'autre part avec (une zone plus ventrale et plus latérale
dénommée classiquement) "centre vasomoteur".
d) Les voies efférentes: sont doubles:
- les fibres vagales transportent l'activité cardio-
modératrice du pneumogastrique
- la voie descendante orthosympathique est représentée
par des neurones bulbo spinaux originaires de l'air pressif, dont
les fibres empruntent les cordons latéraux de la moelle; elles se
terminent dans la substance grise du premier segment
thoracique au deuxième segment lombaire, par une synapse
avec les neurones préganglionnaires. Les fibres
postganglionnaires innervent les vaisseaux, le coeur et les
médullosurrénales.
3) Fonctionnement de l'arc réflexe
La pression artérielle n’agit pas directement. Les
barorécepteurs sont en fait des mécanorécepteurs activés par
une distension pariétale localisée dont le degré dépend du
niveau de pression artérielle et de l’état de la paroi vasculaire.
Les barorécepteurs sont sensibles à l'élévation de la
pression artérielle. C'est à dire plus la pression augmente, plus
la fréquence de potentiels d'actions augmente et
réciproquement. Les nerfs de Cyon et de Hering liés à ces
barorécepteurs, sont des nerfs sensitifs et transportent l'état de
la pression artérielle sous forme d'une fréquence de potentiels
d'actions vers le centre bulbaire. De ce centre partent deux
types d'inter neurones : un vers le centre moteur du
pneumogastrique et l'autre vers le centre vasomoteur lié à la
moelle dorsale sympathique. Les nerfs pneumogastriques sont
moteurs. Activés, ils diminuent le rythme cardiaque et par
conséquent la pression artérielle. On dit, alors, qu'ils ont un
effet modérateur. Le filet sympathique est également moteur,
mais, son activation est suivit d'une accélération du rythme
cardiaque et par conséquent une augmentation de la pression
artérielle. On dit, alors, qu'il a un effet accélérateur. L'activation
de l'une ou de l'autre de ces deux voies est de type réflexe et
dépend de l'état de la pression artérielle d'où pour la régulation
de la pression artérielle, on a deux types de réflexes :
1- Le réflexe cardiomodérateur qui agit pour corriger l'état
d'hypertension.
2-Le réflexe cardioaccélérateur qui agit pour luter contre
un état d'hypotension.
Réactions à l’hypertension
C’est le cas d'injection d'une quantité importante de sérum
physiologique.
Quand la PA augmente (augmentation du volume), les
zones barosensibles sont stimulées, l'influx nerveux dans les
voies afférentes augmente. Ceci stimule le centre cardio-
inhibiteur et inhibe le centre vasoconstricteur. Le tonus cardio-
modérateur augmente alors que le tonus VC devient moins
important et les vaisseaux sanguins (artérioles) augmentent de
diamètre. La fréquence cardiaque se ralentit par l'augmentation
des influx qui arrivent au coeur à travers le vague.
En effet, étant supérieure à la normale, la valeur de la
pression artérielle sera traduite par une augmentation de la
fréquence de potentiels d'actions qui parcourent les nerfs de
Cyon et de Hering. Au niveau du centre bulbaire, il y aura,
alors, activation du pneumogastrique et inhibition du filet
sympathique. Le résultat sera une diminution de la fréquence
du rythme cardiaque et par conséquent de la pression artérielle.
Donc suite à une augmentation de la PA, il y a des
mécanismes qui font que les vaisseaux soient dilatés.
L'hypotension produite est le résultat de deux phénomènes:
- Réduction de la fréquence cardiaque, résultat de
l'augmentation de l'activité vagale qui vient elle même de la
stimulation du centre cardio-inhibiteur.
- Vasodilatation: qui vient de l'inhibition du centre
vasoconstricteur.
Réaction à l'hypotension
C'est ce qui se passe quand on observe une hémorragie:
La PA chute (cqs de la diminution du volume), l'élément d'excitation est réduit diminution de la cardio-modération
(c'est une accélération) activité cardiaque s'accélère. L'action
inhibitrice diminue hyperactivité sympathique: cardio-
accélération, renforcement du tonus VC, celle-ci
hypertension, sécrétion d'adrénaline hypertensive. Suite à cette
diminution PA, tout concourt à élever la PA.
Les nerfs sinusal et aortique sont appelés "nerf tampon" et
sont importants dans le contrôle de la PA et le maintient
adéquat de la circulation du cerveau et du coeur durant les
stress circulatoires ordinaires tels que les changements de
positions et l'élévation de la pression intra thoracique qui
tendent à augmenter le retour veineux et la PA. Les récepteurs
de la crosse aortique sont beaucoup plus sensibles à
l'hypertension alors que les récepteurs du sinus carotidien sont
beaucoup plus sensibles à l'hypotension. Pendant l'hémorragie,
la VC générale qui se produit est le résultat de l'activité des
nerfs tampon. Si chez un animal on sectionne les quatre nerfs,
une perte rapide de 1/10 du volume sanguin est fatale; alors
que dans les conditions normales un animal peut supporter des
pertes beaucoup plus élevées.
En effet, cet état se traduit par une fréquence faible de
potentiels d'actions qui parcourent les nerfs de Cyon et de
Hering. Au niveau du bulbe rachidien, il y aura inhibition du
pneumogastrique et activation du filet sympathique. Le résultat
sera une accélération du rythme cardiaque et une
vasoconstriction et par conséquent une augmentation de la
pression artérielle.
2) LA CHEMOSENSIBILITE.
Les zones chémosensibles sont formées d’amas
cellulaires localisés à la bifurcation carotidienne (corpuscule
carotidien) et le long de la crosse aortique (glomus sous
aortique). Les fibres qui en sont issues empruntent
respectivement le trajet du glosso-pharyngien et du
pneumogastrique jusqu’au noyau du tractus solitaire.
Le flux sanguin à travers le corpuscule carotidien par
gramme de tissu est le plus élevé par rapport à n’importe quel
autre tissu dans l’organisme. La mesure directe indique un débit
de 2000 ml / 100 g / min (pour le ventricule gauche : 80 à 100
ml / 100 g / min). Ce flux peut baisser au tiers à la suite de la
stimulation des nerfs sympathiques cervicaux.
Le rôle principal du réflexe chémorécepteur artériel est la
stimulation de la respiration. L’action sur la pression artérielle
est accessoire. Elle vise à approvisionner le cerveau et le coeur
en oxygène à travers la vasoconstriction périphérique générale
et l’augmentation de la PA.
Les chémorécepteurs sont stimulables par une baisse de
la pression artérielle. Leur réponse consiste en une élévation
tensionnelle et une bradycardie d’origine vagale. Le seuil de
stimulation des chémorécepteurs est situé plus bas (au-
dessous de 80 mm Hg) que celui des barorécepteurs. Cette
stimulation indirecte est due aux perturbations métaboliques
concomitantes de la chute tensionnelle.
Ces chémorécepteurs périphériques, qui se trouvent à
proximité des barorécepteurs, sont stimulés par une baisse de
la PO2, une augmentation de la PCO2 ou une augmentation de
la concentration des ions H+ (PH) dans le sang artériel
perfusant les corps carotidien et aortique. Ainsi, une hypoxie
sévère entraîne une hypertension et une vasoconstriction au
niveau des membres et des intestins ; la réponse est abolit si
les chémorécepteurs sont bloqués.
La réponse cardiaque à la stimulation des
chémorécepteurs est complexe à cause des interactions entre
les systèmes de régulations respiratoire et cardiovasculaire. La
réponse réflexe à la stimulation des chémorécepteurs est
totalement différente si l’animal respire normalement, ou s’il ne
respire pas.
Expérimentalement, quand l’influence respiratoire sur
l’activité cardiaque est supprimée, la stimulation des
corpuscules carotidiens produit le réflexe de bradycardie alors
que la stimulation des corpuscules aortiques produit le réflexe
de tachycardie. Quand la respiration est permise, la réponse
cardiaque à la stimulation du corpuscule carotidien dépend de
l’intensité de l’augmentation de la ventilation. Une stimulation
ventilatoire modérée produit la bradycardie ; une augmentation
marquée de la ventilation produit la tachycardie.
Durant la plongée des oiseaux et mammifères (ex :
phoque), la respiration s’arrête et le système cardiovasculaire
est ajusté en fonctions des stocks d’oxygène disponibles pour
les organes qui ne peuvent pas supporter l’anoxie (cerveau,
cœur et certaines structures endocrines). (La respiration
s’arrête d’une manière réflexe à la suite de la stimulation des
récepteurs sensoriels situés dans les voies nasales et le
pharynx. La stimulation de ces récepteurs, chez les
mammifères, entraîne une bradycardie très marquée). Chez
tous les vertébrés, en absence de la respiration, l’utilisation
continue d’oxygène par le cerveau et le cœur abouti à la baisse
progressive des niveaux d’oxygène dans le sang et l’élévation
de ceux de gaz carbonique. Ces variations stimulent les
chémorécepteurs artériels qui entraînent une VC périphérique (l’augmentation de la résistance périphérique provient de la
stimulation sympathique) et une réduction à la fois du débit
cardiaque avec bradycardie et de l’écoulement sanguin à tout les tissus sauf le cerveau, le cœur et certains organes
endocrines.
L’écoulement sanguin dans les muscles squelettiques
baisse jusqu’à zéro chez certains mammifères plongeurs, et il y
a élargissement du réservoir veineux. La plupart du sang
pompé par le cœur dans le circuit systémique s’écoule dans les
capillaires du cerveau et du cœur.
La VC périphérique assure le maintien de la pression
artérielle et par la suite un écoulement sanguin vers le cerveau
malgré la réduction du débit cardiaque. Dans certaines
circonstances, on observe une augmentation de la PA (suite à
la VC), qui entraîne le réflexe de bradycardie par la stimulation
des barorécepteurs artériels. Cependant, la stimulation des
chémorécepteurs entraîne la bradycardie même si la PA est
réglée à un niveau constant.
La stimulation des chémorécepteurs a donc un effet direct
sur la fréquence cardiaque et un effet indirect à travers la
variation de la PA provoquée par la VC. (En d’autres termes, la
bradycardie est maintenue par une augmentation de la
fréquence de décharge à la fois des chémorécepteurs et des barorécepteurs. La bradycardie est provoquée par une
augmentation de l’activité parasympathique et par une
diminution de l’activité sympathique vers le cœur.
Quand l’animal respire, la stimulation des
chémorécepteurs entraîne une augmentation marquée de la
ventilation pulmonaire (hyperventilation) ; mais les réponses
cardiovasculaires (à l’hypoxie et à l’hypercapnie) seront
différentes de celles observées pendant la plongée. Lors de
l’inspiration, la distension pulmonaire (stimulation des
récepteurs de distension) supprime les réflexes de cardio-
inhibition et de vasoconstriction périphérique provoqués par la
stimulation des chémorécepteurs artériels.
Par conséquent, la diminution du niveau d’O2 dans le sang
et/ou l’augmentation de celui de CO2 entraîne une VD
périphérique. Cette VD entraîne une augmentation du DC qui
tend à maintenir la PA malgré l’augmentation de l’écoulement
sanguin périphérique. Ainsi l’hypoxie (O2 faible) durant la
plongée (pas de respiration) est associée avec la bradycardie et
la réduction du débit cardiaque. Si l’hypoxie se produit quand
l’animal respire (altitude), elle sera associée avec une
augmentation de la fréquence cardiaque et du débit cardiaque.
Le réflexe chémorécepteur devient un facteur protecteur
dans certaines situations comme l'hypoxie de l'altitude (PO2
artérielle faible) et le choc circulatoire (ischémie périphérique).
A2- Médiats (début en 1 min, persistance possible au
long cours)
Les facteurs humoraux relayent les facteurs nerveux qui
font face aux besoins immédiats.
Intervenant en relais prolongé, ils ont une grande
importance physiopathologique. Ce sont des agents vasoactifs
artériels ou veineux.
a) La médullosurrénale
Elle n’intervient dans la régulation de PA qu’en cas de
réaction de stress (désordre hémodynamique - hémorragie
grave, stress++, activation sympathique).
b) Le système rénine angiotensine (SRA)
La baisse de la perfusion rénale ou de la natrémie et
l’activation ∑ augmentent la sécrétion rénale de rénine et la
production d’AGII, vasoconstricteur puissant, facteur
d’hypertrophie des fibres musculaires lisses des vaisseaux.
Ceci conduit aussi à la production d’aldostérone, qui en plus de
son action rénale (réabsorption sel), augmente la sensibilité des
vaisseaux aux vasoconstricteurs et favorise la fibrose du
muscle cardiaque hypertrophié. Le SRA est activé dans toute
pathologie hypotensive dont l’insuffisance cardiaque. Lors de la
chute initiale de Qc par défaillance de la pompe cardiaque, PA
est maintenue (vasoconstriction sympathique) pour assurer la
perfusion du cœur et du cerveau bien que ceci cause un
surcroît de travail à un cœur déjà défaillant. Mais ce mécanisme
se poursuit, en grande partie du fait de l’hypo perfusion rénale
(vasoconstriction maintenue), d’où l’importance de freiner ce
système dans les maladies cardiaques. Comme un blocage
total se traduit par la chute de PA à chaque lever, on cherche le
compromis pour chaque patient c’est-à-dire la pression la plus
basse qu’il tolère au quotidien pour minimiser le travail
cardiaque, l’organisme tendant par sécurité à garder PA plus
haute que ce seuil.
c) Le Facteur Atrial Natriurétique (FAN)
Le FAN est libéré lorsque les oreillettes sont distendues
(insuffisance de la pompe d’amont, augmentation du retour
veineux, hyper volémie et /ou ingestion de sel). Sa libération
diminue sous l’effet d’une restriction hydrique ou d’un régime
pauvre ou dépourvu de sel.
Le FAN augmente la natriurèse par augmentation massive
et rapide de la filtration et diminue la réabsorption tubulaire
proximale de sodium. Son effet myorelaxant s’exerce in vivo
pour des concentrations supra physiologiques. Le FAN inhibe
les sécrétions de rénine (augmentation de la natriurèse) et
d’aldostérone.
d) L’ADH (ou vasopressine)
L’ADH favorise la réabsorption de l’eau par le tubule rénal
distal. Sa sécrétion est induite par les variations de l’osmolarité
plasmatique, et de la volémie. Ainsi, une hypertonie
plasmatique ou une hypo volémie stimule la sécrétion de l’ADH
qui diminue les pertes rénales d’eau (rétablissant l’osmolarité
dans le premier cas, la volémie dans le second). L’ADH a un
effet vasoconstricteur (faible à dose physiologique) et favorise
l’hypertrophie des fibres musculaires lisses. Il stimule au niveau
central l’activité ∑.
B\ Régulation à moyen terme (mise en jeu qq heures, pouvant
persister longtemps, amortie les variations non corrigées par le baroréflexe
artériel)
B1- Échanges liquidiens avec le secteur interstitiel
Il est possible de stocker du liquide dans le secteur
interstitiel quand la pression augmente dans le capillaire ou à
l’inverse de faire passer du liquide à ce secteur vers le sang
pour augmenter la volémie. Ceci permet des adaptations
généralement transitoires.
En cas d’insuffisance cardiaque chronique (pression
veineuse augmentée de façon durable), il y a formation
d’œdèmes à la différence de l’insuffisance cardiaque suraiguë
où, Qc s’effondrant, la perfusion est interrompue d’où pas de
transfert liquidien en interstitiel et pas d’œdèmes.
En cas d’hypovolémie (hémorragie…), l’organisme puise
dans le secteur interstitiel pour maintenir PA avec des
conséquences néfastes pour les cellules déshydratées si cela
persiste.
B2- Relaxation veineuse à l’étirement (RE)
En cas d’augmentation de la pression veineuse par
hypervolémie, PA devrait suivre par augmentation du
remplissage et du débit cardiaques, le baroréflexe artériel
essaie de limiter cette montée ; quand son action devient
insuffisante pour empêcher l’augmentation de PA, la distension
veineuse aide le baroréflexe. L’essentiel du sang est dans le
territoire veineux, les veines sont très distensibles. Le
mécanisme inverse fonctionne aussi en cas d’hypovolémie
avec chute de PA : la pression veineuse baisse (les veines
périphériques ne sont plus accessibles).
Au total existent des mécanismes efficaces à moyen terme
pour atténuer les conséquences d’une variation marquée de
volémie que ne suffit pas amortir le baroréflexe artériel. La
seule régulation efficace de la volémie repose cependant sur le
long terme.
C) Régulation à long terme de la PA
Concerne l’équilibre entre les fluides extracellulaires et le
volume sanguin d’une part, et les mécanismes rénaux qui
contrôlent le débit urinaire d’autre part.
Elle dépend des apports (soif et prise hydrique) et des
sorties (pertes hydriques cutanées, intestinales, rénales) ; les
pertes ne sont régulées qu’au niveau rénal. ADH et SRA
favorisent la soif et la restauration de la volémie (réabsorption
d’eau -ADH- et de sel et d’eau -SRA via l’aldostérone) alors que
le FAN augmente la natriurèse et diminue la volémie. Une
dysfonction rénale se traduira par des troubles de PA.
Pour que l’homéostasie hydro électrolytique permette la
survie de l'organisme :
* Il faut d’abord que l’osmolalité plasmatique (290
mOsm/kg H2O) soit préservée (Équilibre entre les sorties et les
entrées d'eau et des électrolytes) :
+ ADH entraîne réabsorption d'eau.
+ Aldostérone (H minéralocorticoide) entraîne la
réabsorption de sodium.
+ Angiotensine augmente soif par action directe sur les
centres hypothalamiques et stimule la synthèse d’aldostérone
par la corticosurrénale.
* Il faut que la pompe cardiaque assure une PA
optimale permettant l'irrigation cérébrale, l'irrigation cardiaque
et la filtration rénale mais également le maintien des pressions
dans la circulation veineuse de retour sans stase ni oedème.
* Il faut que les artérioles, vannes d'entrée des
microcirculations optimisent les besoins locaux.
LA VOLOSENSIBILITE
Les variations de volume sanguin sont détectées par des
volorécepteurs situés dans des sites de basses pressions (les
parois cardiaques, les gros vaisseaux et les poumons).
Les volorécepteurs ne peuvent être contenus que dans
ces circuits à basse pression, dans lesquels les variations sont
absentes.
- Si j'augmente le volume par injection d'une quantité d’eau
physiologique dans le système à haute pression, j'obtiens une
élévation de la PA ; mais cette augmentation est très
rapidement dissimulée ; la quantité se trouve répartie. C'est une
augmentation passagère dans le système artériel. Donc ce
n'est pas dans le système à haute pression où je dois chercher
la volosensibilité.
- Je produit une augmentation du même volume dans le
système à basse pression : les oreillettes sont caractérisées par
un pouvoir d’extensibilité, leur diamètre varie très facilement. Le
volume injecté ne fait pas varier le système à basse pression, il
sera, par contre, emmagasiné. Ces vaisseaux sont qualifiés de
vaisseaux réservoirs (capacitifs).
Récepteurs des oreillettes:
Sont des récepteurs de basse pression situés dans les
parois des oreillettes et des veines caves et probablement les
veines pulmonaires (dont l’influx est transporté par de grosses fibres
vagales : conduction rapide).
- Quand ils sont distendus par l’augmentation du retour
veineux au coeur, l'activité sympathique au nœud sinusal est
élevée entraînant une tachycardie (Réflexe de Bainbridge).
Cependant, au niveau rénal, l'activité sympathique vers les
reins est réduite entraînant une augmentation du débit urinaire (diurèse).
Ces récepteurs pourraient aussi jouer un rôle en modifiant
l'excrétion de l'ADH : une augmentation du volume sanguin
augmente la pression veineuse et le remplissage de l'oreillette.
Ceci stimule les récepteurs qui inhibent la libération d'ADH qui
entraîne une diurèse et par conséquent une diminution du
volume sanguin.
La distension de l'oreillette gauche inhibe la libération
d'ADH de la glande pituitaire postérieure entraînant
l'augmentation de la diurèse.
La distension de l'oreillette droite diminue la sécrétion de
la rénine par le rein, provoquant ainsi:
. diminution de la formation d'angiotensine
. diminution d'aldostérone avec augmentation de la
diurèse.
L'effet de ces deux réflexes induis par la réplétion du
système circulatoire tend à augmenter le débit urinaire et à
réduire le volume plasmatique.
Le coeur est aussi un organe endocrine. Certaines cellules
auriculaires contiennent une hormone qui est libérée dans le
sang après distension de ces cellules. L'hormone est appelée
"ANF = facteur natriurétique auriculaire" parce que sa
libération entraîne une augmentation de la production d'urine et
d'excrétion de sodium. Ceci réduit le volume sanguin et par la
suite la pression sanguine. En plus l'ANF inhibe la libération,
par le rein, de la rénine d'où la diminution de la production
d'aldostérone, ce qui entraîne la diurèse.
Récepteurs pulmonaires
Lors de congestion pulmonaire qui se produit pendant un
exercice intense ou l'augmentation de la pression veineuse
pulmonaire, les récepteurs juxta pulmonaires s'activent et
entraînent le réflexe de tachycardie et de dyspnée.
Réflexe inhibiteur cardio-pulmonaire
Activé par des récepteurs à basse pression. Sa fonction
est généralement similaire à celle du réflexe barorécepteur. Son
rôle est plus marqué à des niveaux de pression artérielle plus
bas quand les barorécepteurs sont moins actifs.
Il existe un effet inhibiteur de certaines fibres vagales CP
(l’endroit inconnu) sur la VC sympathique et la fréquence
cardiaque.
Quand ces fibres vagales sont coupées, il y a une
augmentation de la fréquence cardiaque, et une VC
généralisée, avec une augmentation de la libération de la
rénine. De même, l'augmentation du volume sanguin (ex.
Infusion intraveineuse d'un grand volume de fluide) entraîne
une diminution de la résistance vasculaire systémique.
D\ FACTEURS EXTRINSEQUES
Certains stimuli originaires de l'extérieur de la circulation
peuvent entraîner des réponses cardiovasculaires à travers des
voies afférentes somatiques. Les connections centrales ne sont
pas connues. Parmi les plus communs de ces réflexes
extrinsèques:
1) la douleur.
- faible ou modérée, entraîne une augmentation de la PA
et une tachycardie
- sévère (manipulation et étirement de l'intestin) entraîne
une bradycardie et l'hypotension, avec parfois le collapse
circulatoire et la syncope.
2) le froid
- entraîne la VC cutanée
- main dans de l'eau glacée entraînant une augmentation
de la PA à travers la stimulation de la douleur aussi bien qu'à
travers les récepteurs à froid.
3) réflexe occulocardiaque
C'est la bradycardie et l'hypotension obtenues en pressant
le globe oculaire.
Ce réflexe qui se fait à travers le vague est efficace pour
sauver des attaques d'arythmie cardiaque.
F\ FACTEURS DE VARIATIONS
- Rôle du cortex: l'environnement peut modifier le rythme
cardiaque par action sur le psychisme: colère, peur, émotion.
- Hypothalamus: c'est une zone qui regroupe plusieurs
fonctions végétatives telles que la thermorégulation, le
comportement alimentaire, les réactions de défense etc...
- Bulbe: le centre respiratoire bulbaire influence le rythme
cardiaque: le coeur s'accélère à l'inspiration et se ralentit à
l'expiration.
- Exercice musculaire: tous le système sympathique est
stimulé. Le tonus cardiomodérateur est diminué. Les
contractions isométriques (tension varie, longueur la même)
des muscles augmentent la PA avec peu d'effet sur le débit
cardiaque. Alors que les contractions isotoniques (tension
constante avec variation de la longueur du muscle) augmentent
le débit cardiaque mais n'entraînent que peu d'effet sur la PA.
- Réflexes: plusieurs réflexes cardiaques ont été décrits:
. réflexe circulatoire de barosensibilité déjà décrit
. réflexe d'origine céphalique: toute douleur au niveau
de la tête entraîne une bradycardie (la simple pression sur les
yeux). Le contact de l'eau avec la tête détermine une
bradycardie dont l'importance détermine le temps d'apnée chez
les plongeurs. Le pincement des oreilles ainsi entraîne la
bradycardie.
. réflexe respiratoire: les gaz irritants et les
anesthésiques gazeux ralentissent le coeur (risque de
syncope).
. réflexe viscéral: la douleur intestinale chirurgicale
entraîne une bradycardie.
- Conclusion
Toutes les interventions chirurgicales sur la muqueuse
intestinale, l'oeil, les oreilles (la coupe des oreilles chez le
chien) comporte un risque de syncope cardiaque. Il est
conseillé d'administrer de l'atropine avant l'anesthésie.
CIRCULATION PULMONAIRE
Sa fonction principale est de faciliter les échanges gazeux
dans le poumon. Elle est caractérisée comme un système à
basse pression avec une résistance très faible.
D'une façon fonctionnelle, la pompe est représentée par le
ventricule droit, un système de distribution: les capillaires
pulmonaires et un système de collection, les veinules et les
veines pulmonaires.
* L'oedème pulmonaire.
C'est l'accumulation de fluide dans l'espace interstitiel et
les alvéoles des poumons. Il est provoqué par l'élévation de la
pression hydrostatique capillaire au-dessus de la pression
osmotique colloïde du plasma.
La cause la plus commune de l'augmentation de pression
est une mauvaise fonction du ventricule gauche: sténose
mitrale, insuffisance cardiaque du VG. Ce qui entraîne une
augmentation de la pression veineuse pulmonaire, ce qui
entraîne l'augmentation de la pression capillaire.
LE POULS ARTÉRIEL
C'est la sensation de choc et de soulèvement que l'on
perçoit lorsqu'on comprime l'artère contre un plan résistant
sous-jacent:
Boeuf: artère coccygienne
Cheval: maxillaire
Homme: poigné
C'est une onde de pression crée par la systole et qui se
propage indépendamment de la vitesse de déplacement du
sang :
- La vitesse de déplacement de l'onde est de 8 - 10 m/s
- La vitesse de déplacement de sang est de 30 cm/s
Le pouls artériel n'est pas du à la circulation du sang; il
persiste même si la circulation est arrêtée.
La force du pouls est un élément de diagnostic en
médecine humaine et vétérinaire. On l'utilise pour tester si
l'animal est vivant. Dans les états de choc le pouls devient
filant.