Physiologie vasculaire

I) Etude générale de la circulationA) Etude du lit vasculaire- L’appareil vasculaire à 4 types de vaisseaux :

o Les artèreso Les artérioleso Les capillaireso Les veines

- Les capillaires sont équipés de sphincters, qui s’ouvrent ou se ferment en fonction des besoins

o La résistance diminue si les sphincters sont ouverts - Dans la grande circulation ou la circulation systémique : les voies qui assurent la

vascularisation de chaque tissu sont disposés en parallèleso Tout les "branchements" sont en dérivation

Donc si une circulation de l’organe X ne marche pas, le reste marche- Les artères se divisent en 2 puis encore en 2 …….

o Grande surface d’échange à la fin

Ordre de ramification Diamètre en cm Nb de vaisseaux Surface en cm²0 2 1 21 0.75 15 11.254 0.04 55 000 2 2008 0.0008 3 000 000 000 2 400 000

- Il y a une relation inverse entre la vitesse du sang et la surface relative du lit vasculaireo En effet quelque soit le segment, le produit de la surface par la vitesse V du sang est

une constante

A (c m2 )×V ( cmsec❑ )=csq

o Donc à un instant donné le débit du sang dans chacun des éléments du lit vasculaire doit être le même partout, l’ensemble étant égal au débit cardiaque central

V= Q̇A

(Q̇ est≤débit cardiaqueen mlsec❑

)

o Par exemple o Au repos, chez l’homme, si le débit cardiaque est de 6l/min (100 ml/sec = 100

cm^3/sec)o La vitesse moyenne du sang dans l’aorte (3 cm²) est de l’ordre de 100/3 = 33 cm/seco Mais en réalité, le débit dans l’aorte étant pulsatile la valeur du sang oscille entre des

valeurs très supérieures à la systole et inférieures à la diastoleo A peine 0.5 l dans la petite circulation et près de 4 l dans la grande circulation avec

presque 2.5 l dans les veineo Les capillaires ne correspond qu’a 8% de la circulation systémiqueo Le lit veineux est appelé : système capacitif car c’est un réservoir de sang

B) Rhéologie du sang et hémodynamie- Le sang est un liquide- Incompressible- Liquide hétérogène

o Phase liquide : plasmao Phase solide : GR, globules blanc, plaquettes…

- Liquide visqueuxo 3 à 4 fois plus visqueux que l’eauo Plus il y a d’éléments dans le sang, plus la viscosité augmenteo La température agit sur la viscosité

Si T° ↘ la viscosité ↗ Si T° ↗ la viscosité ↘

o La viscosité change avec le diamètre du vaisseau sanguin C’est l’effet fahreus-lindqvist Les GR s’alignent dans l’axe du tube si le diamètre est bas

- L’écoulement d’un liquide visqueux dans un tube peut se faire selon 2 régimes :o Régime d’écoulement laminaire

C’’est le régime circulatoire qui apparais pour des vitesses d’écoulements faibles ou modérés

Le liquide se comporte comme s’il était constitué de couches cylindriques minces concentriques qui s’orientent les une sur les autres en fonction de l’axe du vaisseau sanguin. Au centre du vaisseau sanguin, elles circulent plus vite qu’en périphérie.

Vmoyenne = Vmax/2 Le gradient de vitesse est appelé le taux de frottement interne

o Régime d’écoulement turbulant Dans ce type d’écoulement, l vitesse de chaque point du fluide est

constamment instable en grandeur et en direction Reynolds a déterminé les facteurs d’apparition d’un régime turbulent :

Il apparait lorsque dans un tube droit et lisse la vitesse du flux dépasse une valeur critique qui dépend de la viscosité du liquide

Quand le nb de Reynolds dépasse 1000 on arrive à un régime turbulent

Augmentation de la vitesse du fluide Augmentation du diamètre du tube Diminution de la viscosité du sang

On a des bruits de ces turbulences C’est des souffles vasculaires

- Applications physiologiqueo Ecoulement laminaire

C’est ce qui se passe dans la plupart des vaisseaux de l’organisme Facilite l’écoulement du sang Les GR (et autres cellules) au centre Le plasma en périphérie Permet une répartition plus ou moins riche en GR

Les vaisseaux prélèvent la couche qui intéresse l’organe en fonction de ce que l’organe recherche

On a des renflements pour aider dans les vaisseaux pour sélectionner les globules rouges

o Régimes turbulent Au niveau proximal de l’aorte

Pas de souffles audibles L’écoulement peut devenir turbulent (dans les gros vaisseaux) si l’on fait de

l’exercice physique, car la vitesse du sang augmente Pathologiquement :

le calibre des vaisseaux baisse, le régime devient turbulent (on entend un souffle)

si la viscosité du sang diminue, on a moins de GR (souffle anorganique de l’anémique)

en cas d’anévrisme artério-veineux, en raison de la grande différence de pression entre le secteur artériel à haute pression et le secteur veineux à basse pression

II) la circulation artérielle- La circulation artérielle c’est du cœur gauche, jusqu’aux capillaires tissulaires

o ne contient que 12% du volume sanguin total- l’hémodynamique dépend de la pression et du débit

o la pression un anglais à mis un tube à une artère de jument, le sang est monté à 2.5 m la pression du sang est variable en fonction des pulsations cardiaques enregistrement de la pression : le sphygmogramme

c’est le pouls montée de pression (brutale), la pression systolique (branche

anacrote) baisse plus lente (branche dicrote), un accident dans le milieu de la

ligne, c’est la fermeture des valves sigmoïdeso l’onde en plus c’est l’onde dicrote

la pression oscille entre 2 valeurso pression maximaleo pression minimaleo pression moyenne

pression systolique+2 pressions diastolique

3o Existence d’une pression artérielle lors de la diastole due :

D’une part à la résistance à l’écoulement du sang par les artérioles et les capillaires

D’autres part au retour à leurs diamètres initiaux des artères distendues pendant la systole qui restituent l’énergie accumulée dans leurs fibres élastiques

o Pour un homme jeune P systolique : 125 mmHg (100 à 140)

P diastolique : 70 mmHg (60 à 90)o Augmente avec le vieillissement

La pression systolique bouge pluso Les 3 méthodes :

Méthode oscillométrique On entoure le bras avec un manchon que

l’on peut gonfler, on mesure les variations de pressions

On gonfle au maximum On dégonfle progressivement 1ère variation : pression systolique On dégonfle progressivement Puis les pressions maximale : pression

moyenne On dégonfle La dernière variation est la pression

diastolique Méthode auscultatoire

Elle correspond à l’application du même principe mais en appréciant l’amplitude des oscillations d’après l’intensité des sons perçus au stéthoscope placé sur l’artère humérale en aval du brassard

On gonfle maximum, rien On dégonfle 1er bruit : P systolique On dégonfle Dernier bruit : P diastolique

Méthode palpatoire On n’a que la pression systolique Brassard à fond On dégonfle Quand on sent le poux on a la pression

systoliqueo Le débit du sang

Le volume de sang qui passe par unité de temps à travers l’artère On exploite pour cette mesure l’effet Doppler On oriente un faisceau d’ultra-sons de fréquence connue, obliquement par

rapport à l’artère On capte le son réfléchis Plus la fréquence augmente, plus le débit augmente On peut enregistrer une sténose (diminution du calibre d’un vaisseau), car on

a un flux turbulent La fréquence reçu est archaïque

On peut mesurer le débit de sang dans les organes

organe Poids (g) Débit (ml/min) % débit Débit/poids (ml/min/100g)

Rein 300 1200 20 400Cerveau 1400 77 12 50

Peau 3600 450 7.5 12.5Cœur 300 300 5 100

- Une substance est dite élastique si lorsqu’elle est soumise à une extension, il s’y développe une tension proportionnelle à l’élongation

- La variation de volume ΔV d’une artère sous l’influence d’une pression ΔP sera l’élastance E du système

- ΔP/ΔV = E du système - Le collagène diminue E, l’élastine augmente E- Pour une pression donnée, la tension (T) qui apparait dans la paroi vasculaire est d’autant

plus grande que le rayon (R) du vaisseau est grand- T = P * R- C’est pour cette raison que l’intégrité des gros vaisseaux ne peut être respecté que si leurs

paroi est suffisamment épaisse alors que bien que très réduite, la paroi des capillaires résiste à des pressions de plus de 20 mmHg

- D’où le risque de rupture lors d’un anévrisme de l’aorte car la paroi est fragilisé par un défaut de structure de celle-ci et l’augmentation du rayon de l’artère au niveau de l’anévrisme est un risque de rupture en lui-même

- Au niveau du cerveau, le débit sanguin ne varis pratiquement pas quelque soient les circonstances fonctionnelles

o Rôle de la vasomotricité- Au niveau de la peau ou du muscle, le débit peut être multiplié par 20 ou 40 selon l’activité

fonctionnelle ou métabolique de l’organe- Débit d’un organe = pression efficace / résistance à l’écoulement- La pression efficace ne variant pas, c’est la résistance à l’écoulement R qui varis- C’est grâce aux muscles lisses dans les parois des artérioles qui modifient R

o C’est la vasomotricité Les fibres musculaires lisses peuvent répondre à beaucoup de choses

Transmetteurs chimiques libérés par les nerfs vasomoteurs Produits du métabolisme des tissus qui les entourent Changement de composition ou de température du sang qui les

perfusent1) Le système nerveux vasoconstricteura) Système nerveux vasoconstricteur général- Les fibres vasoconstrictrice appartiennent au système nerveux orthosympathique- Les corps cellulaires sont situés dans la corne latérale de la substance grise médullaire entre

Th1 et L2. Les transmetteurs chimiques est la noradrénalineb) Système adrénalino-sécréteur- On considère comme un des éléments du système nerveux vasoconstricteur bien que la

stimulation de la glande médullosurrénale aboutisse à la sécrétion d’adrénaline et de noradrénaline

- La noradrénaline est systématiquement vasoconstrictrice et son action se manifeste à des degrés divers dans tous les territoires vasculaires par l’intermédiaire des récepteurs α situés sur la membrane des fibres musculaires lisses artériolaires

- L’action de l’adrénaline varis d’un territoire à un autre : o Elle est vasoconstrictrice au niveau des territoires vasculaires cutanés et viscérauxo Elle est vasodilatatrice au niveau musculaire et coronaire

- En effet l’adrénaline agit sur 2 récepteurs :o α vasoconstrictriceo β vasodilatatrice o la répartition de ces récepteurs dans les vaisseaux des différents tissus explique

l’action vasomotrice prépondérante de l’adrénaline selon l’organe considéréc) tonus vasoconstricteur- le système nerveux vasoconstricteur exerce une action permanente sur les vaisseaux

périphériques qui se traduit par une vasoconstriction et une augmentation de la résistance périphérique

o c’est le tonus vasomoteur- les fibres vasoconstrictrices n’exercent pas leur contrôle de façon uniforme :

o contrôle fort dans les zones où les fibres musculaires lisses ont une activité autonome réduite comme les vaisseaux cutanés des extrémités

o contrôle réduit voir inexistant au niveau des vaisseaux assurant des apports métaboliques indispensable (vaisseaux cérébraux ou myocardiques)

- le système adrénalino-sécréteur n’intervient pas dans le maintient du tonus vasoconstricteur dans les conditions normales (concentration plasmatique très faible) mais interviennent de façon très active pour déterminer un accroissement des résistances périphériques lors des situations critiques qui s’accompagnent d’une augmentation importante de leur sécrétions

2) système nerveux vasodilatateura) nerfs sécréteurs vasodilatateurs- les fibres sont cholinergiques et ont pour médiateur l’acétylcholine- l’acétylcholine provoque l’apparition dans la glande salivaire d’une substance

o la bradikinineb) fibres vasodilatation du système parasympatique- 2 contingents de fibres parasympatiques semblent agir directement sur les vaisseaux pour

provoquer un relachement des muscles lisses de leurs paroi :o Fibres empruntant le trajet du nerf facial et se distribuant aux vaisseaux cérébrauxo Fibres ayant leur origne dans les segments sacré de la moelle épiniaire et suivant le

trajet des nerfs pelvien C’ets les nerfs érecteurs

c) Fibres vasodilatatrices du système orthosympatique- Existance de ces fibres à été mise en évidence de façon certaine lorsque l’on a découvert

qu’une drogue, l’ergotamine, paralyse électivement les fibres orthosympatiques vasoconstrictrices

- Après administration de cette drogue, la stimulation des fibres orthosmpatique provoque une vasodilatation

- Cette action vasodilatatrice s’exerce sur 2 territoire :

o Vaisseaux des organes génitaux externes, provoquant une érectiono Vaisseaux des muscles squelettiques. Ces fibres entrent en activité lorsque l’on

stimule une région voisine du cortex moteur et interviendraient lors de la vasodilatation au début de l’exercice

d) Fibres vasodilatatrice des racines postérieures- En 1878, Sticker montre que la simulation du bout périphérique d’une racine rachidienne

postérieure sélectionnée fait apparaitre une vasodilatation dans le territoire cutanée correspondant

- Cette vasodilatation est en fait la conséquence de la stimulation des fibres de la sensibilité somatiques douloureuse (conduction antidromique = sens inverse des nerfs sensitif)

o Ce réflexe intervient pour produire la rougeur cutanée consécutive à l’application d’un irritant ou du froid

e) Entres vasodilatateurs- Il n’existe pas de centres tenant sous sa dépendance toutes les actions vasodilatatrices- Certains agrégats neuroniques ont cependant pu être repérés :

o Centres parasympathiques sacrés à l’origine des nerfs érecteurso Formation nerveuses dans le cortex que voisinage des aires motrices et dans le tronc

cérébral qui, stimulées provoquent une vasodilatation musculaire mis en jeu des fibres orthosympathiques cholinergiques

3) Facteurs humoraux de la vasomotricitéa) Substances vasoconstrictrices- Système rénine-angiotensine :

o L’antigiotensine est un puissant vasoconstricteuro Toute diminution de l’irrigation rénale produit de la rénine qui va permettre la

transformation de l’angiotensinogène en angiotensine- Vasopressine :

o Substance extraite du lobe postérieur de l’hypophyseo Son action vasoconstrictrice est modérée aux concentrations physiologiques et

intervient essentiellement par son action sur l’excrétion d’eau par le rein (hormone antidiurétique)

o En cas de baisse importante de la pression artérielle, elle contribue à son contrôle en augmentant la concentration plasmatique

- Endothéline :o Peptide dont la libération au niveau de l’endothélium vasculaire ou de la fibre

musculaire lisse est stimulée par des substances comme l’adrénaline ou des condition particulières (hypoxie)

o Effet vasoconstructeur puissant et prolongé- Facteur oubaïne-like :

o Substance stéroïdienne sécrétée par le rein, l’hypothalamus, la corticosurrénale et l’hypophyse

o En inhibant la pompe Na+/K+ ATPase, elle provoque une augmentation du Ca++ intracellulaire et une vasoconstriction

b) Substances vasodilatatrices- Monoxyde d’azote

o L’action vasodilatatrice de l’acétylcholine requiert la libération par les cellules endothéliales de NO

o Sinon, l’acétylcholine est vasoconstrictrice- Facteur natriurétique auriculaire

o La distension des fibres myocardiques de la paroi auriculaire induit la sécrétion d’un facteur vasorelaxant par action directe

- Prostagnadineso La prostaglandine PGI 2 sécrétée par les cellules endothéliales vasculaires pourrait

avoir un rôle dans la régulation de la pression artérielle par action vasodilatatrice- Condition locales dans le muscle strié

o Les muscles lisses des artérioles sont extrêmement sensibles à la baisse de PO2 et la présence des métabolites produits lors de l’activité musculaire (CO2, lactate) ainsi qu’a la baisse du pH

o K+, l’adénosine, et l’AMP sont également des agents vasodilatateur surtout au niveau musculaire

III) La circulation capillaire- L’ensemble des capillaires constitue une part importante de l’appareil circulatoire car c’est à

leur niveau que ce produisent tous les échanges entre sang et liquides interstitiels- La circulation capillaire a comme rôle général la nutrition de la respiration et de plus dans

certains territoires une fonction d’élimination ou d’absorption- D’un point de vue anatomique, les capillaires commencent lorsque les vaisseaux ne sont plus

constitués que d’une seule couche cellulaire- Soit le capillaire est continu :

o Peau, muscle, système nerveuxo Les échanges se font donc entre les cellules

- Soit le capillaire est fenêtré :o Intestin, glandes endo/exo crineso Transferts de particules à poid moléculaires plus importants

- Soit le capillaire discontinu ou sinusoïdeo Foie, rate, moëlle osseuseo Larges passages pour laisser passer des grosses molécules ou des globules

- On a des sphincters capillaires qui bougent en fonction des conditions internes- Les capillaires c’est 5% du volume sanguin- La pression hydrostatique tend à faire sortir l’eau et les substances dissoute du capillaire- La pression oncotique des protéines tend à retenir l’eau et les substances dissoutes dans le

capillaire- Au pole artériel : sortie de l’eau- Pole veineux : absorption de l’eauIV) Le circuit veineux et lymphatique- Le retour du sang des tissus au cœur sont assuré par 2 systèmes différents- Le circuit veineux assure la plus grande partie du retour sanguin et participe aux adaptations

circulatoires grâce à ses caractéristiques de réservoir capacitif- Le circuit lymphatique assure le retour d’une quantité moins grande de liquide mais participe

à la lutte contre l’infection et l’équilibre osmotique des tissus

- Ce qui distingue les veines des autres éléments vasculaires, c’est la présence de valvules orientés de manières à ne laisser circuler le sang que dans le sens de la périphérie vers le cœur

- Ces valvules sont surtout présentes au niveau des membres inférieurs et supérieurs

Caractères généraux de la circulation veineuse

- Une autre caractéristique du système veineux est la grande distensibilité de ses parois, 10x supérieures à celle de l’aorte

- Cette caractéristique lui permet d’accepter un grand volume sanguin sans évolution de la pression

- La circulation veineuse : le système capacitif