PHYSIOLOGIE DE L ’APPAREIL CIRCULATOIRE

I. DESCRIPTION DU SYSTEME CIRCULATOIRE

II. LA CIRCULATION SYSTEMIQUE

III. LE DEBIT CARDIAQUE

IV. LA MICROCIRCULATION : CAPILLAIRE ET LYMPHATIQUE

V. CIRCULATIONS LOCALES

PHYSIOLOGIE DE L ’APPAREIL CIRCULATOIRE

I. PHYSIOLOGIE« Science expérimentale qui a pour but d’étudier les fonctions et

régulations des êtres vivants »

II. APPAREIL CIRCULATOIRE1) ROLE* nutritif: apport des nutriments et évacuation des

métabolites

* transfert d ’information: coopération entre les différents groupes cellulaires

2) COMPOSITION* Sang* Cœur* Vaisseaux: artères, capillaires, veines, lymphatiques

I. DESCRIPTION DU SYSTEME CIRCULATOIRE

1) Schéma Général

2) Le cœur

3) Les vaisseaux

4) La révolution cardiaque

I. DESCRIPTION DU SYSTEME CIRCULATOIRE

I.1 SCHEMA GENERAL DU SYSTEME CIRCULATOIRE

1) Les moteurs :

2) Le sens d ’écoulement du sang :

3) Classification des « systèmes »:

a) Grande et petite circulation : systémique/pulmonaire

b) Système à haute ou à basse pression

c) Circulation en série (cœur) ou en parallèle (organes)

4) Volumes, débits locaux:

Le coeur

Anatomiquement unique, Fonctionnellement doubleLa contraction cardiaque (systole) est le moteur principal !

Le coeur

Pourquoi le débit cardiaque est-il continu, alors que la contraction cardiaque est intermittente ?

Les« gros »

vaisseaux

L’élasticité des gros vaisseaux permet l’« effet Windkessel »

Modulation du débit d ’une pompe à eau par un caisson d ’air

66 % du débit sanguin !!, selon élasticité

90 cc

0.33 s 0.67 s

Fréquence cardiaque de 60 c/min

La pompe musculaire

Phase d ’appuichasse du sang vers le coeur

Phase de relâchementremplissage

I. DESCRIPTION DU SYSTEME CIRCULATOIRE

I.1 SCHEMA GENERAL DU SYSTEME CIRCULATOIRE

1) Les moteurs : cœur, artères élastiques, muscles

2) Le sens d ’écoulement du sang :

3) Classification des « systèmes »:

a) Grande et petite circulation : systémique/pulmonaire

b) Système à haute ou à basse pression

c) Circulation en série (cœur) ou en parallèle (organes)

4) Volumes, débits locaux:

I. DESCRIPTION DU SYSTEME CIRCULATOIRE

I.1 SCHEMA GENERAL DU SYSTEME CIRCULATOIRE

1) Les moteurs : cœur, artères élastiques, muscles

2) Le sens d ’écoulement du sang :

* gradient de Pression

* valves

Ao

Les valvules veineuses

I. DESCRIPTION DU SYSTEME CIRCULATOIRE

I.1 SCHEMA GENERAL DU SYSTEME CIRCULATOIRE

1) Les moteurs : cœur, artères élastiques, muscles

2) Le sens d ’écoulement du sang : gradient de pression,

valves cardiaques et veineuses

3) Classification des « systèmes »:

a) Grande et petite circulation : systémique/pulmonaire

b) Système à haute ou à basse pression

c) Circulation en série (cœur) ou en parallèle (organes)

4) Volumes, débits locaux:

Grande circulation« systémique »

VG ==> OD* distribution* échanges

* retour veineux

Petite circulation« pulmonaire »

OG ==> VD* distribution* hématose

* retour veineux

HautePression« résistif »

BassePression

« capacitif »

AorteS: 2 cm2

Vit: 0.3 m/s

Capillaires2500 cm20.3 mm/s

En série

En parallèle

Adaptation hétérométriquedu débit cardiaque« Loi de Starling »

Adaptation du débit

aux besoins de l’organe

I. DESCRIPTION DU SYSTEME CIRCULATOIRE

I.1 SCHEMA GENERAL DU SYSTEME CIRCULATOIRE

1) Les moteurs : cœur, artères élastiques, muscles

2) Le sens d ’écoulement du sang : gradient de pression,

valves

3) Classification des « systèmes »:

a) Grande et petite circulation : systémique/pulmonaire

b) Système à haute ou à basse pression

c) Circulation en série (cœur) ou en parallèle (organes)

4) Volumes, débits locaux:

Volémie: volume sanguin

Débit local = survie + fonction

Cérébral 13%750 ml/mn

Coronaire 5%250 ml/mn

Rénal 22%1200 ml/mn

Débit local = survie + fonction

Coronaire 5%250 ml/mn

Cérébral 13%750 ml/mn

Rénal 22%1200 ml/mn 27% 1500 ml/mn

15% 850 ml/mn

8% 450 ml/mn (neutralité thermique)

I.2 LE CŒUR

1) Anatomie fonctionnelle macroscopique : muscle, valves, vascularisation, innervation, tissus de conduction

2) Anatomie fonctionnelle microscopique

3) Fonctions : pompe (couplage électromécanique) et endocrine

Pressions systoliques

VD 25 mm Hg VG 120 mm Hg

Aspect des valvesventriculo-aortiques auriculo-venriculaires

Valve aortique(fermée)

Valve aortique(ouverte)

Vascularisation cardiaque: artères coronaires

Exploration de la vascularisation cardiaqueCoronarographie

Infarctus expérimental

Innervation cardiaque « extrinsèque »

Innervation cardiaque « extrinsèque »

Innervation cardiaque « intrinsèque »: tissus nodal

Exploration de l’activité électrique du cœurECG

Activation électrique du myocarde

ECG / Scope

P

PR

QRS

T

QT

STJ

Onde P = Dépolarisation des oreillettes

Temps de conduction AV

QRS = dépolarisation des

ventricules

Ondes T = repolarisation

des ventricules

Les trois phases de l’activation ventriculaire

L’ECG : moyen d’étude de la conduction

L’ECG : moyen d’étude de L’ischémie, lésion, nécrose

I.2 LE CŒUR

1) Anatomie fonctionnelle macroscopique : muscle, valves, vascularisation, innervation, tissus de conduction

2) Anatomie fonctionnelle microscopique

* hétérogénéicité cellulaire

* nodales/intermédiaires/contractiles

==> automatisme, excitabilité, conductivité

==> distensibilité, contractilité

3) Fonctions : pompe (couplage électromécanique) et endocrine

I.2 LE CŒUR

2) Anatomie fonctionnelle microscopique

STRUCTURE D ’UNE CELLULE MYOCARDIQUE

1) La membrane plasmatique, noyau, cytoplasme, mitochondries

2) Le système transverse ou système T : transmission de l ’influx

3) Le réticulum sarcoplasmique : stockage du calcium

4) Les myofibrilles :

* microscope optique

* microscope électronique

- le sarcomère : unité fonctionnelle

- les protéines contractiles (75%) : myosine (55)%, actine (20%)

Membrane plasmique1)Barrière de diffusion2)Transport3)Transmission de l ’information* nexus: faible résistance électrique* système transverse: face aux stries Z* disque intercalaire: filaments fins

Citernes sarcoplasmiques* stockage du Calcium

MyofibrillesMicroscope optique * clair: I,Z* sombre: A,H,M

I.2 LE CŒUR

2) Anatomie fonctionnelle microscopique

4) Les myofibrilles :

* microscope optique

* microscope électronique

- le sarcomère : unité fonctionnelle

- les protéines contractiles (75%) : myosine (55)%, actine (20%)

-les protéines régulatrices (11%) : troponine (8%) C, I, T

tropomyosine (3%, amplifie)

- les protéines de structure (14%) : C, M actinines

I.2 LE CŒUR

1) Anatomie fonctionnelle macroscopique : muscle, valves, vascularisation, innervation, tissus de conduction

2) Anatomie fonctionnelle microscopique

3) Fonctions : pompe et endocrine

I. Fonction pompe

A) Propriétés électriques

B) Couplage électro-mécanique

C) Contraction

II. Fonction endocrine

I.2 LE CŒUR

A) Propriétés électriques:

« automatisme, excitabilité et conductivité »

2) Automatisme et excitabilité : potentiel d’action des cellules myocardiques

a) Electrophysiologie succinte de la membrane cellulaire

b) Potentiel d’action des cellules myocardiques

c) Transmission unidirectionelle

I.2 LE CŒUR

A) Propriétés électriques:

« automatisme, excitabilité et conductivité »

2) Automatisme et excitabilité : potentiel d’action des cellules myocardiques

a) Electrophysiologie succinte de la membrane cellulaire

- potentiel de membrane : genèse et maintien

* conductance des canaux ioniques

* protéines intracellulaires - , peu diffusibles,

* systèmes de transport actif

b) Potentiel d’action des cellules myocardiques

I.2 LE CŒUR

A) Propriétés électriques:

« automatisme, excitabilité et conductivité »

2) Automatisme et excitabilité : potentiel d’action des cellules myocardiques

a) Electrophysiologie succinte de la membrane cellulaire

- potentiel de membrane :

- potentiel de repos : cellule excitable

- potentiel d’action : variation transitoire du potentiel de membrane

b) Potentiel d’action des cellules myocardiques

I.2 LE CŒUR

A) Propriétés électriques:

« automatisme, excitabilité et conductivité »

2) Automatisme et excitabilité : potentiel d’action des cellules myocardiques

a) Electrophysiologie de la membrane cellulaire

b) Potentiel d’action des cellules myocardiques

- cellules nodales

- cellules ventriculaires

c) Transmission unidirectionnelle

Potentiel d’action d’une fibre sinusale (nodale)

automatisme : potentiel de repos faible, - 60mV dépolarisation diastolique spontanée

Fc = 60 / minFc = 40 / min

C’est l’effet d’une stimulation parasympathique

= BRADYCARDIE

Fc = 60 / minFc = 110 / min

C’est l’effet d’une stimulation sympathique

= TACHYCARDIE

I.2 LE CŒUR

A) Propriétés électriques:

« automatisme, excitabilité et conductivité »

2) Automatisme et excitabilité : potentiel d’action des cellules myocardiques

b) Potentiel d’action des cellules myocardiques

- cellules nodales: automatisme et conductivité

- automatisme : potentiel de repos faible, - 60mV

dépolarisation diastolique spontanée

- excitabilité :

- conductivité :

Potentiel d’action d’une fibre ventriculaire

-phase 0 : dépolarisation rapide, canaux sodiques rapides entrants

- phase 1 : repolarisation, inactivation des sodiques rapidespénétration des ions chlore

-phase 2 : plateau de dépolarisation , canaux calciques

- phase 3 : repolarisation rapide, inactivation des calciquesouverture des potassiques sortants

- phase 4 : stabilité électrique, pompe Na/K ATPase et potassium

I.2 LE CŒUR

A) Propriétés électriques:

« automatisme, excitabilité et conductivité »

2) Automatisme et excitabilité : potentiel d’action des cellules myocardiques

c) Transmission unidirectionnelle

* période réfractaire

* période réfractaire absolue

* période réfractaire relative

I.2 LE CŒUR

3) Fonctions : pompe et endocrine

I. Fonction pompe

A) Propriétés électriques

B) Couplage électro-mécanique

C) Contraction

COUPLAGE ELECTRO-MECANIQUE excitation/contraction

1) Schéma « chronologique » : stimulation/pot.action/entrée Ca++/force développée

2) Cycle du calcium : 1° Entrée du Ca : rôle des VOC :

L stock et T couplage

2° Sortie du Ca : Ca ATPase, Na/Ca

antiport, Na/K ATPase

3) Contraction , théorie du glissement des filaments

AC F

A : potentiel d’action

C : [Ca2+] intra-cellulaire

F : force de contraction

1000 200 300 (ms)

temps

COUPLAGE ELECTRO-MECANIQUE excitation/contraction

1) Schéma « chronologique » : stimulation/pot.action/entrée Ca++/force développée

COUPLAGE ELECTRO-MECANIQUE excitation/contraction

2) Cycle du calcium : 1° Entrée du Ca : rôle des VOC :

L stock et T couplage

2° Sortie du Ca : Ca ATPase, Na/Ca

antiport, Na/K ATPase

Dépolarisation du sarcolemme : arrivée du potentiel d’action

SERCA

Calséquestrine

Tubule T

DHPR

Sarcolemme

ÉchangeurNa+/Ca2+

Ca2+-ATPaseSL

Augmentation du Ca2+ intracellulaire

SERCA

Calséquestrine

Tubule T

DHPR

Sarcolemme

Troponine CInteraction actine-

myosineRaccourcissement

contraction

Relaxation = recapture du Ca2+

SERCA

Calséquestrine

Tubule T

DHPR

Sarcolemme

Cycle du Calcium: entrée

VOCL: stockage du Calcium

T: Transducteur membranaire, relargage du Calcium

Cycle du Calcium: sortie

1) Ca ATPase2) Echangeur Na/Ca: 75¨% 3) NaK/ATPase

Digoxine

I.2 LE CŒUR

3) Fonctions : pompe et endocrine

I. Fonction pompe

A) Propriétés électriques

B) Couplage électro-mécanique

C) Contraction

Théorie du glissement des filaments de Huxley

I. DESCRIPTION DU SYSTEME CIRCULATOIRE

1) Schéma Général

2) Le cœur

3) Les vaisseaux

4) La révolution cardiaque

I.2 LE CŒUR

1) Anatomie fonctionnelle macroscopique : muscle, valves, vascularisation, innervation, tissus de conduction

2) Anatomie fonctionnelle microscopique

3) Fonctions : pompe (couplage électromécanique) et endocrine

GRANULES SECRETOIRES D ’ANP

DANS LES MYOCYTES CARDIAQUES

I.3. LES VAISSEAUX

« artères, capillaires, veines, lymphatiques »

1) Anatomie fonctionnelle macroscopique : trois tuniques concentriques :

L ’adventice : nutrition, innervation

La média : 3 composants

L ’intima : rôle sécrétoire de

l ’endothélium

I.3. LES VAISSEAUX

« artères, capillaires, veines, lymphatiques »

1) Anatomie fonctionnelle macroscopique : trois tuniques concentriques :

a) L ’intima : rôle sécrétoire de l ’endothélium

b) La média :

- les cellules musculaires lisses : vasomotricité

- les fibres élastiques : distensibilité

- les fibres collagènes : rigidité

c) L ’adventice : nutrition, innervation

2) Classification fonctionnelle :

a) l’intima; l’endothélium

1) Caractéristiques de l ’endothélium* barrière vivante entre le sang et les tissus* totalité de la face interne du système CV* monocouche cellulaire aplatie dans le sens du courant* organe émetteur / récepteur:

- 1500 m2 (90% microcirculation)- 2 Kg

2) Types d ’informations reçues par les récepteurs* hormonales* mécaniques (forces de cisaillement)* chimiques (activation des plaquettes et des leucocytes)

3) Lieu de contrôle* hémostase* angiogenèse* réponse inflammatoire* tonus vasculaire

I.3. LES VAISSEAUX

« artères, capillaires, veines, lymphatiques »

1) Anatomie fonctionnelle macroscopique : trois tuniques concentriques :

a) L ’intima :

b) La média :

- les cellules musculaires lisses : vasomotricité

- les fibres élastiques : distensibilité

- les fibres collagènes : rigidité

c) L ’adventice : nutrition, innervation

2) Classification fonctionnelle :

Réservoir veineux