Physiologie de base

Chapitre 2 : Système cardio-vasculaire = la fonction circulatoire

Introduction

Pour assurer le maintien de la vie, tout être vivant doit pouvoir puiser dans le milieu extérieur les substances indispensables et nécessaires à son métabolisme et y rejeter les substances de déchets qui en résultent.

Chez les êtres unicellulaires, ces échanges avec le milieu extérieur se font directement à travers la membrane cellulaire. Pour les êtres supérieurs, la spécialisation cellulaire condamne ces relations directes. Les cellules trouvent les aliments nécessaires dans un milieu intérieur qui les baigne et elles y rejettent leurs déchets. Ce milieu intérieur à 3 composantes :

Le plasma lacunaire ou interstitiel : il envahit tous les espaces tissulaires. Il provient du sang en « suintant » au travers des parois des vaisseaux sanguins. Il imbibe tous les tissus La lymphe : elle provient du plasma lacunaire et de liquide produit par les

tissus, qui peu à peu, est endigué et canalisé dans un réseau vasculaire clos, différent du réseau sanguin : la lymphe. Elle gagne donc les capillaires lymphatiques en traversant leur paroi mince puis gagne les ganglions lymphatiques qui la filtrent. Enfin, elle est reversée dans le sang au niveau des grosses veines qui arrivent au cœur. Le sang : canalisé dans le réseau vasculaire sanguin, il est l’élément nourricier

fondamental

Ce milieu intérieur est indispensable à la vie des cellules. Mais il ne joue ce rôle que parce qu’il est sans cesse en mouvement : apport des éléments nutritifs et rejet des déchets : c’est la fonction circulatoire.

Le système cardio-vasculaire est composé de : Le sang et la lymphe 1 pompe, le cœur = organe unique en anatomie. On parle de 2 organes, un cœur

droit et un cœur gauche. Des tuyaux = 3 sortes de vaisseaux :

Les artères qui conduisent le sang du cœur vers les organes Les veines qui ramènent le sang au cœur

Les capillaires qui constituent un réseau très serré de distribution du sang à tous les organes. Ils font la jonction entre les artères et les veines.

I - Le cœur

C’est la « pompe », l’organe propulseur qui envoie le sang dans le réseau vasculaire. C’est grâce à son action qu’il y a véritable circulation de la masse sanguine et par extension, circulation de la lymphe.

Il est situé dans le thorax, entre les poumons, en arrière du sternum, déborde à gauche. Il repose sur le diaphragme.

1.1 - Morphologie

Poids : 250 à 300 g à vide

Constitution : Le cœur est formé d’un muscle creux, le myocarde, formé de 4 cavités :

- Cœur gauche = Ventricule G + Oreillette G Aucune communication- Cœur droit = Ventricule D + Oreillette D entre les 2

Les 2 oreillettes ont une paroi très fine et de même épaisseur (1 à 2 mm) et même volume . Dans les oreillettes aboutissent les veines. Les oreillettes sont plus petites et ont une paroi plus mince que les ventricules ; ceci est dû à l’effort moindre qu’elles fournissent. Chaque oreillette communique avec un ventricule.Les 2 ventricules font env 150 ml mais sont très différents : 8 mm pour VG (dont septum inter ventriculaire) qui est très musclé et 2 à 3 mm pour VD. Des ventricules partent les artères.

Valves auriculo ventriculaires : dispositif de fermeture entre oreillette et ventricule

Valve mitrale : 2 feuillets, entre VG & OGValve tricuspide : 3 feuillets, entre VD & OD

Leur rôle : ne laisser passer le sang que de O vers V. Il existe une sorte de cordage appelé pilier qui s’attache sur VG. Quand V est vide, O est pleine. Quand V se remplit, le sang repousse les valves vers le haut et les referme.

Valves sigmoïdes : elles se situent entre VG & Aorte et entre VD & Artère pulmonaire.

Il y a toujours du sang dans l’aorte, donc toujours plus de pression que dans V le sang referme la valve

! Les valves 0-V et les sigmoïdes ne sont jamais ouvertes en même temps

1.2 - Les tissus qui forment le cœur :

Myocarde = Tissu musculaire du cœur. Il n’est pas en contact avec les ventricules. De l’intérieur vers l’extérieur : Endocarde Myocarde Epicarde Péricarde pariétal

PéricardePéricarde = Enveloppe de tout le cœur, ce n’est pas un tissu du cœur mais une enveloppe séreuse.

Cellules du myocarde :

Les plus nombreuses sont des cellules contractiles qui ressemblent beaucoup aux fibres musculaires des muscles squelettiques. Elles sont toutes reliées les unes aux autres pour permettre une meilleure transmission d’influx nerveux : si une cellule est dépolarisée, les potentiels d’action se propagent à l’ensemble des cellules contractiles du cœur.

Les cellules nodales, de plus petite taille et arrondies, peuvent se dépolariser spontanément = grande caractéristique du cœur.L’ensemble des cellules nodales forme le tissu nodal = tissu de commande automatique de la dépolarisation des cellules contractiles. C’est un tissu de conduction entre oreillettes et ventricules qui règle les contractions automatiques auriculaires et ventriculaires.

II – La circulation proprement diteLa mécanique circulatoire permet le déplacement incessant du sang dans tout l’organisme :

2.1 – Le trajet du sang dans l’appareil circulatoire

On distingue :

Grande circulation : Rôles : Alimenter en O2 les organes et les muscles grâce aux artères.

Récupérer les déchets au niveau des capillaires

VG Artères Réseau capillaire organes + muscles Veines OD VD riche en O2 Distribue et récupère pauvre en O2

Petite circulation

Petite circulation : Rôles : Recharge du sang en O2 grâce aux artères pulmonaires

VD Artère pulmonaire Contact avec alvéoles Veines pulmonaires OG pauvre en O2 se recharge riche en O2

Trajet du sang dans l’organisme

C’est le ventricule gauche qui propulse le sang dans l’aorte et le système artériel

Rôle du système artériel : distribuer le sang à tous les organes. Ce système se divise en artères de plus en plus fines :Artères Artérioles Réseau de capillaires qui se trouve à l’intérieur même des organes ou des muscles squelettiques. Ils ont une paroi très mince qui facilite les échanges entre le sang et le liquide interstitiel.

A la sortie du réseau capillaire => réseau veineux (veinules et veines) de plus en plus gros puis veine cave inférieure qui se jette dans oreillette droite

Le sang veineux passe donc de OD au ventricule droit par une valvule auriculo ventriculaire. Puis VD se contracte et éjecte le sang dans l’artère pulmonaire.

Cette artère pulmonaire se divise en 2 : la droite va dans le poumon droit…Elle se divise aussi en artérioles au niveau des poumons et va être en contact avec les alvéoles pulmonaires, (là où l’air est inspiré). L’O2 entre alors dans le réseau capillaire.

OG recueille le sang qui vient des poumons par l’intermédiaire des veines pulmonaires puis valvule VG

2.2 - La circulation coronaire

Description

Il n’y a pas de canal circulatoire entre le cœur et le myocarde mais il existe un système d’artères qui amène le sang au myocarde = la circulation coronaireCette circulation coronaire est formée de 2 artères coronaires (1 droite et 1 gauche) qui partent directement de l’aorte, juste après la valve sigmoïde aortique et avant la crosse aortique. Ce sont les 1ères artères qui partent de l’aorte. Artères coronaires Capillaires Echanges Veines coronaires Sinus coronaires OD (sans passer par la veine cave inférieure)

Notion de débit sanguin coronaire

Def : volume / temps = Volume de sang qui passe par minute.

Au repos, débit sanguin coronaire : 200 à 500 ml/min = 5 % du débit sanguin total du cœur.

70 à 80 % d’extraction d’O2 par le cœur se fait au niveau des cellules cardiaques !

A l’effort, le débit sanguin coronaire est multiplié par 4 ou 5. Comment le cœur parvient-il à augmenter ce débit ?

- Pression intra-aortique => + de sang dans l’artère coronaire qui s’est préalablement dilatée.

- Vasodilatation grâce au système sympathique et parasympathique

Les cellules du cœur utilisent très facilement l’O2 :- Dans le cœur, il y a 1 capillaire pour 1 cellule cardiaque ! (dans muscle,

1 pour 5 ou 6 cellules musculaires)- Les cellules cardiaques ont beaucoup de mitochondries, or, elles

permettent le métabolisme aérobie.- 70 % du substrat utilisé par cellules cardiaques = lipides

Le cœur n’est pas « équipé » pour fonctionner en anaérobie : quand les artères coronaires se bouchent => Absence d’ O2 (=anaérobie) => Infarctus Mais les cellules du cœur sont presque les seules à savoir utiliser l’acide lactique.

2.3 – La mécanique cardiaque

Différents types de phénomènes

1 = Phénomène électrique= Dépolarisation des cellules contractiles Repolarisation

2 = Phénomène mécanique = Contraction Relâchement

Ils se reproduisent toujours dans le même ordre et de façon régulière. Le phénomène mécanique est dépendant de l’électrique.Les phénomènes électriques peuvent être enregistrés : c’est l’électrocardiogramme

Notion de fréquence cardiaque (FC)

• Def : Nombre de cycle cardiaque par min en bpmAu repos, FC : 60 à 80 bpmMais FC n’est pas constante pendant 1 min : elle augmente pendant inspiration et baisse pendant expiration. Si ces variations sont trop importantes, on parle d’arythmie respiratoire. Elle varie en fonction de l’âge, du sexe, du poids et de la taille. Elle augmente pendant l’activité physique. L’entraînement et les efforts de type endurance favorisent l’abaissement du rythme de repos qui peut, chez certains cyclistes par exemple, descendre à 40 pulsations par minute

• Fréquence Cardiaque Maximale (FCM) : FCM Théorique= 220 – âge (+ ou – 10 bpm)C’est 1 statistique qui marche 8/10 foisSeule circonstance où FCM est atteinte = exo physique

• Tachycardie : Quand FC augmente et > 100 bpmCirconstances : Effort physique, stress, émotion, chaleur, altitude, digestion

• Bradycardie : Quand FC baisse et < 60 bpmCirconstance : Sommeil

Définition et caractéristiques du cycle cardiaque

• Def : Succession de phase de contraction des cellules (systole) et de relâchement (diastole)

• Systole : Phase de contraction du myocarde Systole auriculaire = les 2 oreillettes se contractent en même temps = point

de départ de l’activité cardiaque et donc de l’onde de dépolarisation dans OD et OG

Systole ventriculaire = les 2 ventricules se contractent en même temps

ATTENTION : O et V ne se contractent jamais en même temps !

• 1 Cycle cardiaque = durée 1s = SA SV DG

TélédiastoleSystole auriculaire Systole ventriculaire Diastole générale(____1/5____)(__________2/5___________)(__________(2/5)__________)

Diastole auriculaire (-------------------------------------------------) Diastole ventriculaire(-----------( )-----------------------)

• Télédiastole = Pendant cette phase : V sont au repos et remplis de sang Toutes les valves sont fermées La pression à l’intérieur augmente mais reste encore faible jusqu’à la

contraction = c’est la pré-charge ventriculaire.2 paramètres peuvent influencer cette pré-charge :

- Le volume de sang- L’élasticité des parois du ventricule

• Le volume d’éjection systolique (VES) : est le volume de sang éjecté par le ventricule à chaque systole. Au repos = ~100 mL

• Débit cardiaque : FC X VES = ~ 5 à 7 L/min au repos 25 à 30 L/min chez un athlète entraîné.

• Le pouls artériel indique le rythme de systoles cardiaques. Il se prend en exerçant avec l’index une pression légère sur une artère superficielle : l’artère radiale du poignet, l’artère fémorale au pli de l’aine, l’artère carotide au cou. Elle correspond à l’onde de choc de chaque systole transmise tout au long des parois des vaisseaux artériels

• Par l’auscultation, pratiquée à l’aide du stéthoscope appliqué contre la poitrine, on peut entendre des bruits émis par le travail cardiaque. Ces 2 bruits entendus correspondent à la fermeture des valvules auriculo-ventriculaires et sigmoïdes. Les 1ères se ferment à la systole ventriculaire, les 2ndes se ferment au début du relâchement ventriculaire. Les modifications perçues à l’auscultation permettent de détecter d’éventuelles altérations valvaires.

• La tension artérielle correspond à la pression exercée par la masse sanguine sur les artères. En effet, à chaque systole, le VES doit vaincre des résistances à l’avancement : la masse sanguine déjà présente dans les vaisseaux, la viscosité du sang, les forces de frottement sur les parois vasculaires. A la systole, la tension est maximale (PA systolique), à la diastole elle est minimale (PA diastolique). On la mesure en cm de mercure, maxi 13-14 et mini 7-8 Principe de mesure au stéthoscope : lorsqu’on gonfle un brassard à une pression supérieure à la pression artérielle (PA) systolique, le flux artériel est stoppé (effet garot). En dégonflant progressivement le brassard, le flux artériel pulsé reprend lorsque la pression du brassard = pression systolique. (La réapparition des pulsations est audible au stéthoscope posé sur l’artère humérale, l’apparition des pulsations correspond donc à la PA systolique). La pression du brassard continuant à baisser devient = PA minimale = PA diastolique, ce qui fait disparaître les pulsations audibles à l’auscultation et correspond à la PA diastolique.

• Le cœur = pompe aspirante et refoulante :Le côté pompe refoulante est évident et se passe d’explication« Pompe aspirante » :Le sang est aspiré 2 fois au cours de la révolution cardiaque :

L’aspiration auriculaire se produit au cours de la systole ventriculaire : le plancher de l’oreillette s’affaisse, provoquant un appel de sang des veines caves vers l’oreillette.

L’aspiration ventriculaire se produit au cours de la diastole. Le retour du ventricule à sa position de départ, c'est-à-dire son relâchement, provoque un appel de sang de l’oreillette vers le ventricule. Le cœur agit à la manière d’une poire en caoutchouc

De plus, à ces 2 aspirations cardiaques s’ajoute l’aspiration thoracique. Les poumons, solidaires de la cage thoracique par les plèvres, se distendent à l’inspiration. Cela entraine une dépression pour les viscères thoraciques, dont le cœur et les gros troncs veineux. Le relâchement pulmonaire a pour conséquence un appel de sang, dans les grosses veines et les oreillettes, ce qui renforce l’aspiration cardiaque.

III – Les vaisseaux sanguins

Pour permettre la circulation sanguine dans tout l’organisme à partir du cœur, il faut un réseau de distribution : c’est un système vasculaire sanguin qui se différencie en artères, veines et capillaires.

3.1 – La circulation artérielle

Fonction : assurer la propagation du sang riche en 02 des ventricules jusqu’aux capillaires = circulation nourricière de tout l’organisme (faux pour l’artère pulmonaire)

Circulation à haute pression = 80 à 100 mmHg Circulation résistive : il existe une résistance qui s’oppose au passage du sang

aux extrémités de cette circulation, car les artères sont de plus en plus petites. Toutes les artères de cette circulation partent soit de l’aorte, soit d’une de

ses branches => l’ensemble du sang qui est contenu dans la circulation artérielle provient de l’aorte.

L’aorte est l’artère qui a le plus gros diamètre (puis artère pulmonaire). Puis le diamètre baisse jusqu’aux artérioles qui sont les plus petites (diamètre compris entre 0,03 et 0,2 mm)La dernière artériole peut donc être aussi fine qu’un capillaire. Mais l’artériole a des fibres musculaires lisses alors que le capillaire n’en a pas

Principales artères : aorte qui traverse le diaphragme et se distribue dans la cavité abdominale

Intercostales Médiastines Artères œsophagiennesArtères bronchiques

Aorte thoracique

Aorte abdominale Artères pariétales Artères viscérales

Aorte Artères iliaque droite Interne irrigue le bas ventre

Externe devient artère fémorale Artères iliaque gauche Idem

Structure d’une artère

Il y a 3 couches, de l’intérieur vers l’extérieur :

1 2 3(Endothélium) Intima média adventice

(élastique) (musculaire) (collagène)

Ces 3 couches sont composées de fibres musculaires lisses et de fibres

élastiques. Les limitantes élastiques présentes au niveau de 1 et 2 permettent de maintenir les artères bien cylindriques.

Endothélium : couche de cellules qui tapissent l’intérieur du vaisseau (cellules qui sont en contact avec le sang)

Selon le diamètre de l’artère, les différentes couches ne sont pas de la même taille ni de la même épaisseur et on peut différencier :

o Artères de gros calibre (> 7 mm) (aorte…) pour lesquelles intima est la plus importante => elles sont plus élastiques. Au cours de la systole, l’élasticité des grosses artères permet une distension des parois, suivie d’une réaction élastique pour retrouver le calibre de départ. La masse de sang circulant se trouve comprimée puis propulsée, ce qui permet un débit continu du sang, alors qu’à la sortie ventriculaire, ce débit est intermittent.

o Artères de moyens (2 < diamètre < 7 mm) et petits calibres (artérioles < diamètre < 2 mm) pour lesquelles média est plus importante => elles sont de plus en plus musclées, ce qui permet un rétrécissement du

calibre et donc un réglage de l’intensité de la circulation locale : c’est la vaso-motricité (= vaso-dilatation et vaso-constriction)

Il existe donc 2 type d’artères : De gros calibre, qui ne sont pas capables de modifier leur

diamètre puisqu’elles sont surtout élastiques = artère de distribution

De plus petits calibres, qui sont capables de modifier leur diamètre par stimulation du système sympathique, puisqu’elles sont très musclées. Elles font varier la quantité de sang qui passe vers un organe ou un autre = artère d’irrigation

A la jonction entre artérioles et capillaires, il existe un anneau de fibres musculaires lisses appelé sphincter pré-capillaire qui a un rôle de robinet

Innervation des artères

L’innervation permet de donner l’ordre aux fibres musculaires lisses de se contracter. Cette innervation appartient au système nerveux végétatif, et pour les artères, seul le système sympathique intervient.

Le système sympathique de type adrénergétique, c'est-à-dire que la substance libérée au niveau des fibres musculaires = noradrénaline = contraction des fibres musculaires lisses => vasoconstriction => baisse du diamètre.

Exception : pour les artères des muscles squelettiques, il existe aussi un système sympathique de type cholinergétique qui intervient (acétylcholine) => vasodilation => augmentation du diamètre.

3.2 – Les capillaires

Composition

Circulation capillaire se situe entre la circulation artérielle et circulation veineuse. La densité du réseau dépend de l’activité fonctionnelle de l’organe

Il n’y a pas de fibre musculaire lisse dans leur paroi

Composition de leur paroi : une couche de cellules endothéliales qui repose sur une membrane basale.Cette dernière peut être continue ou non. Quand elle est discontinue, les échanges entre le sang et le milieu interstitiel sont favorisés.

Certains capillaires peuvent être si petits qu’ils ne laissent passer qu’un seul globule rouge à la fois

On parle de réseau capillaire car il est anastomosé, c'est-à-dire que le sang peut passer d’un capillaire à l’autre.

___________________ _________________________________________ Réseau capillaire______________________Artériolle Veinule

Sphincter pré capillaire Sphincter post capillaire(Il peut empêcher le sang (Augmente la pression du sang d’aller dans le réseau capillaire) dans le réseau capillaire pour faciliter les échanges)

Comment se font les échanges entre le sang contenu dans les capillaires et le milieu interstitiel

O2 + Nutriments

CO2 + Déchets

Transfert de l’eau et des solutés Selon le gradian de pression hydrostatique (pH) :

Si pH capillaire > pH extérieur => l’eau sort du capillaire = FILTRATION

Si pH capillaire < pH extérieur => REABSORPTION

Transfert des nutriments Selon le gradian de concentration :Les molécules vont du milieu le plus concentré vers le moins concentré.

Pour les protéines, ce système ne fonctionne pas car ce sont de trop grosses molécules.

Transfert des gaz : O 2 et CO 2 Selon le gradian de pression partielle : P O2 et P CO2

Cela correspond aux concentrations :

[ O2 ] cellule < [ O2 ] sang P O2 cellule < PO2 sang

O2 va du sang vers les cellules

Pour CO2, c’est l’inverse

Transfert de chaleur L’énergie thermique diffuse toujours du plus chaud vers le plus froid :

En général, T° veines > T° artères car les cellules travaillent

Exception : la peau, où la chaleur diffuse dans l’autre sens.

3.3 – La circulation veineuse

Elle ramène le sang chargé en CO2 des capillaires vers l’OD (sauf pour 4 veines pulmonaires). Les veines débouchent dans les oreillettes.

Caractéristiques C’est un système à basse pression (sujet couché = 25 mmHg) Le volume de sang contenu dans la circulation veineuse est très important =

2/3 à 3/4 du sang total (= 6L) (65%) Elles n’ont pas de limitante élastique => elles sont flasques = pas de maintien de

la forme cylindrique Elles ont presque la même structure que les artères avec fibres élastiques et

fibres musculaires. En général, pour 1 artère, on a 2 ou 3 veines (=> il existe plus de veines que d’artères) Principales veines : 2 veines caves, 4 veines pulmonaires et le système-porte :

o Veines caves supérieure et inférieure collectent tout le sang veineux du corps sauf celui du cœur et des poumons.

o Veines pulmonaires (2 pour chaque poumons) débouchent dans l’oreillette G et ramènent le sang hématosé

o Système-porte : système veineux qui ramène le sang des viscères abdominaux (sauf foie et reins) par la veine porte. Cette dernière ne se jette pas dans la veine cave inférieure : elle se ramifie en de nombreux capillaires (comme une artère) quand elle arrive au foie. Puis le sang est repris par un nouveau système capillaire qui débouche sur les 2 veines hépatiques qui le conduisent dans la veine cave inférieure.

Autrement dit, le système porte est un vaisseau ayant un système capillaire à chacune de ses extrémités. Il joue un rôle important dans l’absorption alimentaire des produits de la digestion.

Particularités

Elles ont des valvules dont la forme permet que le sang ne passe que du bas vers le haut. Coupe longitudinale :

Les mécanismes de l’écoulement du sang dans les veines

Dans oreillettes, pression = 5 mmHg

Par la différence de pression entre veine et OD Contraction de VD crée un « appel » de sang et attire le sang vers OD Inspiration => Baisse de pression dans le thorax

=> Baisse de pression dans OD => le sang du réseau veineux est attiré dans OD Contraction des fibres musculaires lisses

Contraction des fibres musculaires squelettiques

IV – Le sang

• Le sang est un tissu liquide composé de cellules appelées globules baignant dans le plasma. Il est de couleur rouge, légèrement visqueux (5 fois plus que l’eau) et opaque. Sorti du système vasculaire, il « caille », c’est la coagulation du sang.

• Volume total = 7 à 8 % de la masse corporelle = 5 à 6 L

4.1 – Composition du sang

On le divise en 2 parties : les éléments figurés (les globules = 45%) et la partie liquide (le plasma = 55% du volume sanguin total)

Les éléments figurés :

Globules rouges (GR) ou hématies : leur noyau renferme l’hémoglobine qui est le pigment rouge capable de fixer l’oxygène et le gaz carbonique pour leur transport.

Il y en a 5 millions par mm3 de sang Surface totale = 4800 m2 pour les échanges gazeux respiratoires !Ils sont élastiques, déformables et capables de s’engager dans les plus fins capillaires.

Ils naissent dans la moelle osseuse rouge des os plats et des os courts (vertèbres, sternum, côtes, bassin) et dans les épiphyses des os longs. Leur durée de vie est de 30 jours en moyenne.

Polyglobulie = augmentation du nombre de GR (altitude, adaptation, exo physique)=/= Anémie = baisse du nombre de GR (pathologie, fatigue)

Hématocrite = rapport entre le volume représenté par les GR et le volume sanguin total = 45 %1% plaquettes54% plasma

Globules blancs (GB) ou leucocytes qui participent à l’immunité : ils nettoient l’organisme et le défend contre les attaques microbiennes => Ils affluent vers les régions lésées ou infectées = 9000 / mm3 de sangIls sont déformables et mobiles. Certains se forment dans la moelle osseuse, d’autres dans les ganglions lymphatiques.

On en distingue 3 catégories : les granulocytes, les lymphocytes et les monocytes (qui sont des macrophages = digère ses proies)Les granulocytes se forment dans la moelle osseuse en des zones différentes des foyers de formation des hématies.Les lymphocytes et les monocytes naissent dans les ganglions lymphatiques et les tissus lymphoïdes (rate, tube digestif)Leur durée de vie est de moins d’une semaine.

Globulins ou plaquettes sanguines : ils interviennent dans la coagulation du sang (= 300 000 / mm3 de sang). Ils sont extrêmement fragiles et s’agglutinent dès leur sortie des vaisseaux.Ils sont très visqueux, s’agglomèrent entre eux très facilement et jouent un rôle essentiel dans la coagulation du sang. Ils forment le caillot autour de la plaie. D’autre part, ils s’accolent aux microbes introduits dans le sang et favorisent l’adhésion des leucocytes et leur phagocytose (= propriété de nombreux leucocytes de pouvoir englober une particule étrangère et de pouvoir la « digérer »).En résumé, ils sont le premier barrage contre l’invasion microbienne.Ils naissent dans la moelle osseuse et vivent 1 à 2 semaines.

Le plasma :

Le plasma est composé de : • 90 % d’eau.

• Sels minéraux, à l’état d’ions. Le plasma étant pratiquement neutre, il y a un continuel balancement entre les éléments acides et basiques autour d’une position d’équilibre électrique.

• Substances organiques protéiques (albumine, gammaglobuline, sérum albumine…) : ce ne sont pas des éléments nutritifs véhiculés mais des constituants propres du sang. Leur rôle est de transporter les matières insolubles dans l’eau comme les lipides, les vitamines liposolubles, les sels biliaires et les hormones. Elles interviennent aussi dans la coagulation et l’immunité.

• Substances organiques non protéiques : o Les acides aminés = substances azotées, issues de la digestion, en

transit dans le sango Autres substances azotées, telles que l’urée (transportées du foie

vers les reins) qui sont des produits du métabolisme.o Les glucides = essentiellement le glucose = il provient de la digestion

des glucides, stocké dans le foie sous forme de glycogène qui sera libéré dans le débit circulatoire suivant les circonstances.

o Les lipides, provenant du métabolisme des lipides alimentaires, on les trouve sous forme combiné dans le sang : glycérides, acides gras, cholestérol.

o les pigments : ils confèrent au plasma sa teinte ambrée

• Son rôle : il maintient l’équilibre du pH sanguin grâce aux substances tampons. De plus, il régularise la teneur en eau du sang qui est indispensable à l’équilibre des globules.

4.2 – Rôle du sang

3 grands rôles :• Nutrition

Le sang se charge de tous les éléments nutritifs élaborés au cours de la digestion des aliments. Il en assure le transport ainsi que la répartition au niveau cellulaire et l’acheminement vers les organes de stockage

Le sang approvisionne les tissus en oxygène. Il sert d’intermédiaire indispensable entre les poumons et les tissus. D’autre part, il débarrasse l’organisme du CO2 par le biais de l’hémoglobine :

- fixation d’O2 = oxyhémoglobine- fixation de CO2 = carbhémoglobine- la fixation de CO2 est favorisée dans le plasma sous forme de bicarbonates.

• Défense = lutte contre les antigènes (=agent étranger qui s’introduit). Il peut s’agir de virus, bactéries ou encore toxines microbiennes.

Si un antigène réussit à franchir la barrière de la peau ou des muqueuses, il se heurte à une 2ème barrière de défense : la phagocytose des globules blancs.

• Régulation Le sang participe à la régulation thermique du corps. Il assure le transport

des calories libérées par les réactions chimiques intra cellulaires : il distribue la chaleur produite (en relation directe avec la vasomotricité).

Le sang est un agent de liaison du milieu intérieur. La vie des cellules n’est rendue possible que parce que le milieu intérieur est remarquablement constant. Toute variation ou modification de sa composition physico chimique retentirait à distance sur le fonctionnement de tout l’organisme.

V – La lymphe

5.1 – La lymphe lacunaireOn l’appelle également plasma lacunaire. C’est le milieu intérieur dans lequel

baignent les cellules. Elle provient du passage de certains éléments du sang (eau et leucocytes) au travers des parois des capillaires. Le passage de l’eau entre les 2 milieux est continuel et réversible : il dépend des circonstances. Les œdèmes par exemple sont une rétention d’eau au niveau interstitiel.

Rôle : intermédiaire indispensable entre les tissus et le sang + Réservoir pour la régulation de la masse sanguine en ce qui concerne la concentration et la pression.

5.2 – La lymphe vasculaireLa lymphe interstitielle n’est pas stagnante. Elle circule lentement dans les

espaces tissulaires et elle est progressivement drainée par les capillaires lymphatiques. Ce sont des canaux distincts de l’appareil circulatoire sanguin. Ces capillaires lymphatiques se jettent dans des vaisseaux plus importants : les veines lymphatiques dont le trajet est parallèle aux veines sanguines. Elles présentent des valvules, disposées par paire, qui empêchent le reflux en arrière de la lymphe.Au niveau de l’intestin, les vaisseaux lymphatiques portent le nom de chylifères, ils reçoivent les produits de la digestion qui feront retour au sang quand le réseau lymphatique se jettera dans le réseau sanguin. En effet, tous les vaisseaux canalisant la lymphe se terminent dans 2 gros troncs collecteurs : le canal thoracique (recueillant et drainant la partie sous diaphragmatique) et la grande veine lymphatique (drainant la partie sus diaphragmatique) qui font retour au sang dans les veines sous-clavières gauche et droite. La production quotidienne de lymphe est faible : 2 à 4 litres par jour.

Rôle : - Absorber les produits de la digestion des graisses- Approvisionner le sang en globules blancs- Restituer au sang les protéines qui ont traversées les parois lymphatiques- Réguler la circulation veineuse en constituant une dérivation de la

circulation de retour puisqu’elle débouche directement dans les veines sous clavières.

VI – La régulation du système cardio-vasculaire

6.1 – La régulation de l’automatisme cardiaque

L’automatisme cardiaque est réglé en fonction de l’activité générale de l’organisme. Le cœur doit s’adapter aux exigences circulatoires créées par de multiples causes : effort, froid, émotion….

Le tissu nodal, incorporé au myocarde, assure le rythme des contractions. Le cœur, coupé de toutes ses relations nerveuses extérieures et plongé dans un milieu adéquat de survie, continue de battre mais à un rythme invariable : c’est l’automatisme propre du cœur.

6.2 – La régulation extra cardiaque

Elle doit permettre une adaptation du cœur à l’activité générale de l’organisme, c'est-à-dire que le cœur doit assurer à tout moment un débit circulatoire harmonieux en fonction des besoins.

Cette régulation est rendue possible grâce 4 systèmes :

• Le système d’informationCe sont des récepteurs sensitifs renseignant sur les besoins tissulaires et

sur le fonctionnement de l’appareil circulatoire. Ces récepteurs peuvent être placés soit en différents points de l’appareil circulatoire soit en d’autres zones du corps. Ils peuvent être sensibles à :

- la distension vasculaire (donc, à la pression sanguine)- la distension auriculaire- la concentration du sang- la composition chimique du sang

• Le système de transmissionIl assure le transport des informations vers les centres nerveux supérieurs qui analysent et envoie en retour des ordres.Ce système vaut dans les 2 sens, à savoir, l’information qui remonte vers les centres nerveux et l’information motrice de retour qui modifiera le travail de tel ou tel organe.Ce système comporte 2 voies : - La voie nerveuse, représentée par les nerfs sympathiques qui sont cardio-accélérateurs et les nerfs pneumogastriques qui sont cardio-modérateurs.

- La voie humorale et hormonale : certains organes sécrètent des substances qui, déversées dans le flux sanguin, vont modifier le fonctionnement cardiaque.

• Le système de commande

Les centres nerveux sont les organes de contrôle et de commande. Ils sont supérieurs (moelle et bulbe) ou locaux (neurones contrôlant la motricité vasculaire)

• Le système effecteurIl permet une modification de la dynamique sanguine : Il est représenté par :- Le cœur qui peut modifier son VES et son rythme de contraction- Les vaisseaux sanguins qui peuvent modifier leur diamètre = vaso-motricité des capillaires (vaso dilatation et vaso constriction)

6.3 – Innervation cardiaque

Cette innervation ne permet pas de contracter le cœur puisque les cellules nodales permettent la contraction automatique. Elle permet de réguler cette contraction, et ce, par le système nerveux végétatif (sympathique et para sympathique). Pour ces 2 systèmes, 1 même schéma :

(S) Para sympathique (S) Sympathique Bulbe SNC Moelle épinière (= entre moelle épi et cerveau)

Nerfs vagues 1er neurone Nerfs vagues(= Nerfs pneumo gastriques)

Plexus sous aortique Relais ganglionnaire Ganglions cervicaux

Oreillettes Coeur Oreillettes et Ventricules

Fonction : Baisse FC Fonction : Augmente FC

Il existe 2 nerfs vagues mais chacun d’entre eux innerve tout le cœur et pas 1 seul côté !

6.4 – L’adaptation cardio-vasculaire à l’exercice et à l’entraînementLe cœur du sportif régulier subit des modifications anatomiques et

physiologiques importantes de façon immédiates et à long terme. Les adaptations concernent :

- la FC- le VES- le débit cardiaque- la pression artérielle - le débit sanguin périphérique

Le travail musculaire engendre des besoins énergétiques, indispensables à la continuation de l’effort entrepris, et il produit aussi des substances de déchets qu’il faut éliminer.

Le muscle a besoin d’oxygène et il produit du gaz carbonique

• Adaptation immédiate à l’exercice

Débit sanguin, FC et VESAu repos, les muscles squelettiques ne reçoivent que 15% du débit cardiaque.

Cette demande se traduit par une vaso-dilatation des artérioles et des capillaires, ce qui facilite le débit circulatoire sanguin et permet une augmentation du volume sanguin retournant au cœur, donc aux poumons. Le cœur augmente également le volume d’éjection systolique et le rythme de ses contractions (FC = 150 bpm).Cette double élévation du volume et du rythme n’est pas illimitée. A partir d’un certain seuil, l’élévation d’un facteur se fait au détriment de l’autre : la précipitation du rythme se fait contre la valeur du volume éjecté, c'est-à-dire que le rythme augmente, mais le volume sanguin éjecté à la systole diminue.

Le débit cardiaque peut passer de 5 à 25 litres par minutes (= FC X VES)

Débit sanguin périphériquePour faciliter et répondre à cet appel sanguin, il y a une diminution de la

circulation dans les organes au repos : c’est la redistribution de la masse sanguine : les territoires musculaires en activité, mais aussi les territoires cutanés, exigent un apport sanguin supplémentaire, lors de l’exercice => Vasodilatation destinée à augmenter le débit sanguin dans ces territoires.A l’inverse, les territoires viscéraux sont le siège d’une vasoconstriction qui peut être importante lors des exercices intenses.

Pression artérielleA l’exercice, il est important de dissocier la PA systolique et la PA

diastolique : la PA systolique augmente proportionnellement à l’intensité de

l’exercice. La PA diastolique ne doit pas s’élever lors de l’exercice. Sa diminution lors de l’exercice est même considérée comme un signe de bonne adaptation car elle témoigne d’une bonne vasodilatation périphérique.

• Adaptation à l’entraînement

L’entrainement améliore l’efficacité de toutes ces adaptations. Pour une même intensité d’exercice, le débit cardiaque reste inchangé : FC

est plus faible et VES plus élevé. A l’exo comme au repos, FC est d’autant plus faible que l’individu est entraîné.

L’entraînement augmente aussi le VES maximal, contribuant ainsi à augmenter le débit cardiaque maximal et donc la VO2 max (car VES = 1 des 2 facteurs limitant de VO2 max)

Au niveau périphérique, l’entraînement améliore la vasodilatation dans les territoires musculaires. En diminuant ainsi les résistances périphériques à l’écoulement sanguin, l’entraînement diminue les valeurs de pression artérielle à l’exercice et parfois même au repos.

Un cœur, habitué aux efforts physiques, subit des transformations, on note : - Une augmentation du volume des cavités (cavitation)- Une augmentation de l’épaisseur des parois (pariétalisation)- Une augmentation du Volume d’Ejection Systolique de repos- Une baisse du rythme cardiaque

Adaptation à l’effort en altitude

L’effort en altitude nécessite 2 niveaux d’adaptation du fait de la raréfaction de l’oxygène dans l’air.

Adaptation immédiate : Le système cardio-vasculaire va compenser la baisse des apports en oxygène

par une augmentation du débit cardiaque, mise en œuvre par le système sympathique. Cette augmentation du débit implique une tachycardie et une augmentation des besoins en oxygène du myocarde Risques d’ischémie (Interruption de l'irrigation sanguine d'un

organe, d'un tissu.) chez les patients coronariens fragiles.

Adaptation à moyen terme :

Elle est mise en œuvre par le système endocrinien : la raréfaction en oxygène de l’air est compensée par une sécrétion d’érythropoïétique dont le but est de stimuler la production de globules rouges et d’augmenter la quantité d’hémoglobine la captation et le transport d’oxygène.

VII – Remarques

7.1 – La transfusion sanguine comme moyen de dopage

Cette méthode consiste à faire une prise de sang à un sujet, puis à séparer les globules rouges et à les conserver artificiellement 2 à 3 semaines. Puis, avant la compétition, on réinjecte chez ce même individu (ou à un individu du même groupe sanguin) ces globules rouges : on augmente ainsi artificiellement le nombre de globules rouges.Cette technique n’a heureusement pas prouvé son efficacité par rapport au principe naturel de l’élévation de la numération globulaire par stage en altitude : il n’y a pas d’augmentation notable des performances.

7.2 – Qu’est ce que la vaccination ?

Le sang joue un rôle fondamental dans la lutte contre les maladies. Principe de la vaccination : elle consiste à stimuler la défense naturelle de l’organisme en injectant à un sujet en bonne santé, l’agent d’une maladie (virus, bactérie, toxines) après l’avoir atténué.L’organisme sécrète alors des anticorps (qui détruisent les agents de la maladie), en faible quantité pour se défendre (la quantité produite dépend de la quantité injectée).C’est ainsi que si l’individu contracte les agents porteurs de cette maladie, il aura en lui les anticorps prêts à lutter efficacement : il a été immunisé.

7.3 – Qu’est ce que la soif?

Quand, pour de multiples raisons possibles (travail musculaire, chaleur…) la pression osmotique du sang augmente (donc quand sa teneur en eau diminue), une régulation hydrique intervient. Des réserves d’eau situées dans certains tissus comme les muscles ou la peau, passent dans le sang. D’autres organes fournissent de l’eau comme les glandes salivaires. Leur sécrétion devient moins abondante et crée ainsi la sensation de soif. Si celle-ci est satisfaite, les réserves hydriques sont reconstituées par l’absorption d’eau.