PHYSIOLOGIE CARDIO VASCULAIRE

Pr Zakaria Bazid

Objectifs de l’enseignement de la physiologie cardiovasculaire

• Savoir décrire l’organisation générale de l’appareil cardio-vasculaire

• Savoir décrire le cycle cardiaque, ses étapes, et ses manifestations

• Connaître l’origine de l’automatisme cardiaque et ces caractéristiques fonctionnelles

• principales propriétés des myocytes automatiques et des myocytes contractiles

• Connaître les principaux mécanismes intrinsèques et extrinsèques contribuant au réglage de la force de contraction du ventricule

• Connaître les principaux déterminants de la consommation d’énergie du muscle cardiaque

• Connaître les principaux mécanismes du retour sanguin veineux, et la nature de sa modulation.

• Savoir identifier le rôle des principaux dans le contrôle cardiovasculaire.

• Savoir décrire les mécanismes mis en jeu, et leur séquence d’intervention, dans les situations de perturbation de l’équilibre cardio-vasculaire, notamment lors du passage à l’orthostatisme, lors de l’exercice physique, et en réponse à une hémorragie.

Programme des cours

1. Physiologie cardiovasculaire: introduction générale1. Electrophysiologie cardiaque2. Automatisme cardiaque3. Hémodynamique intracardiaque

5. Régulation du débit cardiaque6. Régulation de la PSA7. Physiologie du système artérielle8. Physiologie de la circulation

coronaire

9. Physiologie de la circulation capillaire ou microcirculation

10.Physiologie de la circulation veineuse

Modalités d’évaluation:•QCM

Travaux pratiques

•Mesure de la PSA, ECG• Spiromètre

Contrat

votre attention = réussite dans l’évaluation

Support: cours disponible a la Bibliothèque

Méthodologie du cours

•L’ essentiel•Retenir les mots clés•Plan

Comment travailler son cours

• Cours magistral• Dictionnaire médical• Bouquins de physiologie:– Comprendre la physiologie CVx–Physiologie de la respiration

PHYSIOLOGIE CARDIO VASCULAIREGénéralités

Pr Zakaria Bazid

Cœur humain en chiffres

• Taille 12 cm• Poids 250-350 g• Fréquence 60-80/min• Batt./jour : 100 000 btm/j• Batt./vie 3 milliards• Vol. éjection (VE) 80 ml/ battement• VE/jour 8 000 litres / jour

Plan du cours

I. Rôle de l’appareil cardiovasculaire II. Anatomie du cœur III. HistologieIV. Propriétés des cellules cardiaquesV. Les grandeurs circulatoires

I. Rôle de l’appareil cardiovasculaire

système fermé qui assure la fonction de transport et d’échange

1. Une pompe: représentée par le cœur – Aspire le sang des veines – Le propulse dans les artères.

2. un réseau vasculaire: représenté par les artères, les capillaires et les veines

3. Un transporteur = sang

Sang: plasma + éléments figurés

II. Anatomie du cœur

• Le cœur est un véritable muscle creux qui est logé dans le thorax

• Chez un homme, le cœur a la taille d’un poing fermé, il pèse environ 300 g, il est responsable de la circulation

• Au repos: le volume sanguin est en moyenne de 5 à 6 litres et le débit cardiaque d’environ

5,5 l/min• Pendant l’exercice intense le débit cardiaque

peut atteindre 25 l/min.

2ème 2ème côtecôte

5ème 5ème côtecôte

Milieu Milieu du du

sternumsternum

DiaphragmeDiaphragme

Le cœur est formé de deux moitiés distinctes sans communication :

• le cœur droit branché sur la petite circulation• le cœur gauche branché sur la grande circulation• Séparés par une cloison médiane étanche : SIA et

SIV

Chaque moitié comprend 2 cavités : l'oreillette en haut (base du cœur) et le ventricule en bas (la pointe du cœur inférieure).

Le cœur comporte quatre cavités : • Deux oreillettes qui, bien que

contractiles, ont surtout un rôle de réservoir • Deux ventricules qui représentent la

pompe proprement dite

1. Les oreillettes • Reçoivent le sang provenant :– du retour veineux systémique : VCS et VCI s’abouchent

dans l’OD (sang veineux désaturé)• la VCS ramène le sang veineux de la partie

supérieur du corps (supra-diaphragmatique)• la VCI draine le sang veineux de la partie inférieur

du corps (au dessous du diaphragme)• le sinus coronaire draine le sang veineux qui a

servi à la circulation coronaire (nourricière du cœur)

• Du retour veineux pulmonaire : 4 veines qui s’abouchent dans l’OG (sang artériel riche en O2)

• Elles communiquent avec les ventricules correspondants par des orifices : orifices auriculo-ventriculaires (où le passage du sang est rythmiquement autorisé ou interdit par des valvules).

2. Les valves AV

• Les orifices AV sont dotés de structures fibreuses = Valvules

• la valvule tricuspide à droite (3 feuillets) et valvule mitrale à gauche (2 feuillets)

• reliées par des piliers d'attache et des cordages à la paroi des ventricules respectifs

• leur ouverture et fermeture sont passives ; seule la pression du sang circulant les laisse s’ouvrir ou les ferme.

• Leur rôle est d’orienter la circulation sanguine des oreillettes vers les ventricules.

3.Les ventricules : • Le VG : a une forme conique, sa paroi est plus

épaisse (10 mm d’épaisseur) que celle du VD, elle est lisse (peu de trabéculations). Sa contraction en systole éjecte le sang dans l’aorte (circulation systémique) à travers l’orifice aortique

• Le VD : a la forme d’un soufflet, sa paroi est mince (3 mm d’épaisseur) et très trabéculée. Sa contraction éjecte le sang dans l’AP (petite circulation) à travers l’orifice pulmonaire.

4.Les valvules sigmoïdes• Les orifices aortique et pulmonaires sont munis de

valvules de structure fibreuse : les valvules sigmoïdes aortique (à gauche) et pulmonaire (à droite) constituées chacune de 3 feuillets.

• Ces valvules dirigent le sang du VG vers les gros vaisseaux : elles sont ouvertes en systole (pression V > pression artérielle) et fermée en diastole (pression A > pression V).

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La pompe – vue de face (interne)

5.La vascularisation du cœur : circulation coronaire

• La vascularisation du cœur est assurée par la circulation coronaire

• Les artères coronaires droite et gauche naissent de l’aorte (sinus de Valsalva) juste au dessus des sigmoïdes aortiques.

• Le sang veineux est drainé par la veine coronaire droite et la grande veine coronaire qui se jette dans le sinus coronaire (OD).

Irrigation artérielle Irrigation veineuse

III.Histologie

Le cœur est un muscle creux dont la paroi est constituée de trois tuniques

• le péricarde: une tunique séreuse ,à l'extérieur ; • le myocarde: au centre, une tunique musculaire

épaisse ; • l'endocarde: une muqueuse à l'intérieur

Lame viscérale dupéricarde séreux: épicarde

(Lame pariétaledu péricarde séreux)

Cavité du péricarde

Cavité du coeur

A. Le péricarde • Il est composé de 2 feuillets de tissu fibreux séparés par

un espace étroit. • Le feuillet interne recouvre le cœur est appelé épicarde.• Le feuillet externe est beaucoup plus lâche, laissant de

l'espace pour les mouvements du cœur. • Entre les 2 feuillets péricardiques, il existe un espace

virtuel contenant qq ml de liquide péricardique et qui sert de lubrifiant entre le cœur et le sac qui l’enveloppe.

• Le sac péricardique soutient le cœur en amortissant les battements.

• La péricardite est une inflammation de la séreuse péricardique

B.L’endocarde L'endocarde (couche interne) comporte :• Un endothélium (revêtement pavimenteux simple) • Reposant sur une couche de tissu conjonctif

contenant des fibres de collagène et des fibres élastiques.

• Cet endocarde tapisse l'ensemble des cavités cardiaques et les différentes faces des valvules cardiaques.

• Il est séparé du myocarde sous-jacent par une couche sous-endocardique conjonctive contenant des nerfs, de petits vaisseaux sanguins ainsi que des cellules du tissu nodal (réseau sous-endocardique de Purkinje).

• Une endocardite est une inflammation de la tunique interne du cœur.

C. Le myocarde : couche musculaire du cœur

• C’est la partie véritablement active du cœur, d'épaisseur variable au niveau des différentes cavités.

• C’est un tissu musculaire fait de fibres musculaires striées caractéristiques, organisées en réseau, et disposées en couches successives (avec des orientations différentes selon la couche)– Couche sous épicardique et sous endocardique avec

FM à disposition longitudinales – Couche moyenne circulaire, avec FM à disposition

radiale

• Ce tissu musculaire est richement vascularisé, par des branches tributaires du réseau artériel coronaire.

• La nature de cette vascularisation :Terminale explique les caractères de l'ischémie myocardique.

• Le tissu musculaire myocardique n'est pas capable de régénération

• Le terme médical de myocardite désigne une inflammation du muscle cardiaque

Le myocarde, est constitué de 3 types de cellules ou myocytes:

• les cellules musculaires myocardiques indifférenciées sont majoritaires : cellules contractiles

• les cellules nodales, génératrices et conductrices du potentiel d'action; elles sont responsables de l’automatisme cardiaque et de la coordination de la contraction du myocarde entre les 4 cavités

• les cellules myocardiques endocrines.

1.Les cellules musculaires cardiaques • Les cellules myocardiques contractiles sont des

fibres musculaires allongées, à ramification, présentant des bandes transversales (myofibrilles) identiques aux cellules musculaires striées.

• Les cellules sont soudées les unes aux autres grâce à des disques intercalaires, et contrairement aux myocytes striés, ils forment un véritable syncytium grâce à des "gap junction", jonctions communicantes.

• Ces myocytes (extra nodaux) sont responsables de la contraction cardiaque :pompe cardiaque• Elles assurent, ainsi, le travail

mécanique du cœur.

2. Les cellules nodales

Les cellules nodales constituent un groupe de cellules cardiaques réunies par certaines propriétés:

• peu contractiles (peu de myofibrilles);• Génératrices (elles sont à l’origine des PA) et

conductrices (assurent la transmission des PA) du signal rythmique

Le tissu nodal constitue le support de l'automatisme cardiaque : Il comporte différentes structures anatomiquement organisées en nœuds, en faisceaux, et en réseau

On distingue essentiellement:• les cellules du noeud sinusal (nœud sino

auriculaire de Keith et Flack) génératrices du rythme cardiaque normal : le NS impose le rythme.

• les cellules du noeud atrio-ventriculaire (nœud atrio-ventriculaire d'Aschoff-Tawara);

• le tronc du faisceau de His et ses branches droites et gauches.

• les fibres de Purkinje : ramifications des branches du faisceau de His au niveau des ventricules. larges fibres conductrices (riches en glycogène et en mitochondries) disposées en un réseau sous-endocardique

3.Les cellules endocrines cardiaques

• Ce sont des myocytes spécialisés situés essentiellement dans les oreillettes et à moindre degré dans les ventricules.

• Ces cellules sécrètent le facteur atrial natriurétique (ANF) et le BNP, qui interviennent dans la régulation de la pression artérielle et du volume sanguin.

IV.Propriétés des cellules cardiaques Les myocytes cardiaques sont des cellules MS particulières. Ils présentent 4 propriétés fondamentales:

• Excitabilité • Contractilité• Conduction• Automaticité

1)Vitesse de Conduction

= rapidité de conduction du potentiel d'action émis par le noeud sinusal jusqu'aux cellules ventriculaires via le réseau nodal.

• Cette vitesse de conduction varie selon la structure : –Noeud sinusal: 1 m /sec–Noeud atrio-ventriculaire: 0.1 m /sec –Réseau de Purkinje: 2 à 4 m /sec –Myocytes cardiaques: 0.4 m /sec

• Un stimulus qui a un effet sur la vitesse de conduction du PA a un effet dromotrope.

• Le principal effecteur est le système nerveux autonome.

2)Excitabilité et Périodes réfractaires

• L'excitabilité est la capacité d'une cellule myocardique à générer un potentiel d'action en réponse à une stimulation

• Après l'excitation ; la cellule myocardique présente une "période réfractaire" : pendant laquelle elle n’est pas ou peu excitable (malgré une nouvelle stimulation).

3)L'automaticité

• Il s’agit d’une propriété spécifique des cellules nodales.

• Celles-ci sont capables de générer spontanément un potentiel d'action

• Ces cellules ont un potentiel de repos instable avec une dépolarisation diastolique spontanée.

4) Loi du Tout ou Rien

• Toute excitation d'une seule cellule ventriculaire entraîne l'excitation complète des cellules des deux ventricules.

• En effet, toutes ces cellules sont liées par des ponts perméables intercellulaires ("gap junction"), = véritable syncytium avec une propagation du PA à toutes les cellules.

5)Effet Chronotrope

• L'effet chronotrope : c'est le retentissement sur la fréquence de décharge du nœud sinusal, et donc sur la fréquence cardiaque. • Cette propriété est sous l’influence

directe du système nerveux autonome.

• Effet chronotrope positif (augmentation de la fréquence) du système nerveux sympathique et des sympathomimétiques, via les récepteurs bêta1

• Effet chronotrope négatif (baisse de la fréquence) du système nerveux parasympathique, via les récepteurs muscariniques

6)Effet inotrope

• L'inotropisme : capacité intrinsèque des cellules myocardiques à développer une force de contraction

• l'inotropisme est sous influence directe du système nerveux autonome avec un effet inotrope positif pour le système sympathique • Le parasympathique se distribue

essentiellement au tissu nodal.

7)Effet Bathmotrope

• C'est le retentissement sur le niveau d'excitabilité : sur la susceptibilité à l'excitation d'une cellule grâce à la modification de la durée de la période réfractaire.

• Effet bathmotrope positif: rendre les cellules plus faciles à stimuler

• Effet bathmotrope négatif : diminuer l'excitabilité et la susceptibilité à un stimulus

V. Les grandeurs circulatoires • Les volumes: le volume sanguin est

égal à la capacité vasculaire : exprimé en L ou en ml.

• Le débit =le volume de fluide écoulé par unité de temps

• Les pressions : une force exercée sur une surface (exprimée en mmHg, cmH2O ou en KPa)

• Les Résistance = Différence de pression / débit

• Elastance = DP / DV• Compliance = 1 / Elastance =DV / DP

FIN