U.E 24: Adaptations physiologiques À l’exercice Cœur et Vaisseaux Claire Vinel claire.vinel@inserm.fr

LE COEUR CM1

1: Situation et organisation fonctionnelle LE CŒUR A Anatomie 1: Situation et organisation fonctionnelle Cavité pleurale Médiastin Organe creux et musculaire. Pompe du système circulatoire - forme conique - à l’intérieur du médiastin

LE CŒUR A Anatomie 1: Situation et organisation fonctionnelle

LE CŒUR A Anatomie 2: Constitution Péricarde fibreux Péricarde séreux pariétal Cavité péricardique Péricarde séreux viscéral (épicarde) Myocarde Endocarde Cavité du coeur

Faisceau de tissu musculaire cardiaque Circulation cardiaque LE CŒUR A Anatomie 2: Constitution Faisceau de tissu musculaire cardiaque Circulation cardiaque

3: Trajet du sang dans le coeur LE CŒUR A Anatomie 3: Trajet du sang dans le coeur Oreillette gauche Ventricule gauche Oreillette droite droit Septum inter-ventriculaire

LE CŒUR A Anatomie 3: Trajet du sang dans le coeur

LE CŒUR A Anatomie 3: Trajet du sang dans le coeur Valves auriculo-ventriculaires Valve Triscupide Valve Mitrale (bicuspide)

LE CŒUR A Anatomie 3: Trajet du sang dans le coeur Valves sigmoides

LE CŒUR B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 1: Excitation-phénomènes électriques a) Automatisme cardiaque  Mise en évidence Le tissu nodal ou cadionecteur -tissu musculaire intercalé dans le myocarde, amas(=nœuds) et faisceaux de cellules autoexcitables  Influx Nerveux (IN) Dépolarisation cellules contractiles Contraction des Oreillettes vers les ventricules

LE CŒUR B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 1: Excitation-phénomènes électriques a) Automatisme cardiaque  Mise en évidence  Le tissu nodal  Mode de fonctionnement

LE CŒUR B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 1: Excitation-phénomènes électriques a) Automatisme cardiaque

LE CŒUR B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 1: Excitation-phénomènes électriques a) Automatisme cardiaque

B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 1: Excitation-phénomènes électriques LE CŒUR B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 1: Excitation-phénomènes électriques b) Contrôle nerveux de l’automatisme Système Nerveux Autonome - + SN para sympathique Nerf X (vague)  Acétylcholine Action: Freinatrice tonique permanente SN (ortho) sympathique Nerfs cardiaques  Adrénaline/Noradrénaline Action: Accélératrice intermittente

B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 1: Excitation-phénomènes électriques LE CŒUR B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 1: Excitation-phénomènes électriques c) L’électrocardiogramme Complexe QRS Nœud sino- auriculaire R Dépolarisation ventriculaire Nœud auriculo- ventriculaire T P Dépolarisation auriculaire Voltage Temps Ligne isoélectrique Repolarisation ventriculaire Q S

LE CŒUR B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 1: Excitation-phénomènes électriques c) L’électrocardiogramme Vidéo

B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 2: la révolution cardiaque LE CŒUR B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 2: la révolution cardiaque -Définition: Ensemble des phénomènes identiques qui se produisent régulièrement de façon cyclique pendant un battement cardiaque Une phase de diastole: remplissage Une phase de systole: contraction, éjection

LE CŒUR B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 2: la révolution cardiaque

B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 3: débit cardiaque a)Définition LE CŒUR B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 3: débit cardiaque a)Définition Volume de sang éjecté par chaque ventricule en 1 minute DC (ml ou l/min) = FC (batt/min) x VES ou Vs (ml ou l/batt) 70 à 90 ml/batt b) Variations physiologiques Entre les individus : L’âge Le sexe Chez un même individu : Augmentation chez la femme enceinte Augmentation avec l’émotion, l’anxiété Augmentation avec la température ambiante Augmentation en période post-prandiale Augmentation avec l’exercice physique

LE CŒUR b) Facteurs du débit cardiaque: DC(ml/min)=FC(batt/min) x VES(ml/batt) 1/ VES= VTD – VTS : Volume de sang éjecté du ventricule lors de la systole ventriculaire (70 à 90 ml/batt) Volume télésystolique (VTS) volume de sang restant dans le Ventricule à la fin de la systole ventriculaire Volume télédiastolique (VTD) volume de sang dans le ventricule à la fin de la diastole

Fraction d’éjection FE=VES/VTD x 100 LE CŒUR b) Facteurs du débit cardiaque: DC(ml/min)=FC(batt/min) x VES(ml/batt) Fraction d’éjection FE=VES/VTD x 100 Etirement du myocarde:  Influence remplissage (VTD) Force de contraction du Myocarde influence VTS

2/ Fréquence cardiaque FC: 60 à 80 batt/min LE CŒUR b) Facteurs du débit cardiaque: DC(ml/min)=FC(batt/min) x VES(ml/batt) 2/ Fréquence cardiaque FC: 60 à 80 batt/min Variations physiologiques L’âge, le sexe L’entraînement L’émotion, l’anxiété, la T ambiante, l’exercice FC maximale théorique = 220 – âge (an) Tachycardie: FC > 100 bpm Bradycardie: FC < 50 bpm

FC et VES LE CŒUR B PHYSIOLOGIE CARDIAQUE 3: débit cardiaque a) Définition b) Facteurs du DC c) Régulation du DC: nerveuse et hormonale FC et VES

FC: Contraction: FC: Contraction: LE CŒUR c) Régulation du DC: nerveuse SN para sympathique FC: Action chronotrope négative Contraction: action inotrope négative SN (ortho) sympathique FC: Action chronotrope positive Contraction: action inotrope positive Diminution le DC Augmente le DC

c) Régulation du DC: hormonale LE CŒUR c) Régulation du DC: hormonale les hormones Catécholamines libérées par les glandes médullosurrénales - Miment effets du SN (ortho) sympathique  Système neuro-adrénergique - Action chronotrope positive - Action inotrope positive T3, T4 et glucagon: action inotrope positive  Propriétés physico-chimiques du sang K+/Ca++: Hyperkaliémie/hypocalcémie depression activité cardiaque

LES VAISSEAUX CM2

LES VAISSEAUX A/ Caractères généraux de la circulation 1: Organisation de la circulation Système composé de > Grande circulation (générale ou systémique) > Petite circulation ( pulmonaire) Système clos, ramifié dans lequel circule le sang.

v. hépatique a. hépatique v. porte a.mésentérique v. rénale a.rénale

LES VAISSEAUX A/ Caractères généraux de la circulation 1: Organisation de la circulation a- Ramifications vasculaires Branches de + en + fines Section aorte: 4,5cm² Section capillaires: 4500 cm² Surface d’échange augmente

A/ Caractères généraux de la circulation LES VAISSEAUX A/ Caractères généraux de la circulation 1: Organisation de la circulation a- Ramifications vasculaires b- Vitesse d’écoulement (cm/sec) + surface de section importante + vitesse faible

A/ Caractères généraux de la circulation LES VAISSEAUX A/ Caractères généraux de la circulation 1: Organisation de la circulation a- Ramifications vasculaires b- Vitesse d’écoulement (cm/sec) c- Capacité vasculaire - Contenu du sang ≠ selon les composantes du système vasculaire. Système artériel: distribution du sang à tous les organes Système veineux: réserve

R R LES VAISSEAUX A/ Caractères généraux de la circulation 2: Hémodynamique de la circulation a- Relation débit-pression-résistance Débit sanguin: Volume de sang qui s’écoule dans un vaisseau selon un temps donné (ml/min). Pression sanguine Résistance vasculaire Force exercée par le sang sur la paroi des vaisseaux Force s’opposant à l’écoulement du sang Diff de pression Débit= Pentrée - Psortie = P R R Résistance à l’écoulement

A/ Caractères généraux de la circulation LES VAISSEAUX A/ Caractères généraux de la circulation 2: Hémodynamique de la circulation b- Résistances vasculaires Résistance +++: artérioles, capillaires

A/ Caractères généraux de la circulation LES VAISSEAUX A/ Caractères généraux de la circulation 2: Hémodynamique de la circulation b- Notion de vasomotricité Rayon varie selon Pression exercée sur la paroi par le sang et la Tension vasculaire: T= P x r (loi de Laplace) Gros vaisseaux (artères/veines): - très peu de fibres musculaires Petits vaisseaux (artérioles, petites veines): - beaucoup de fibres musculaires  Vasomotricité passive  Vasomotricité active

B/ Physiologie artérielle LES VAISSEAUX B/ Physiologie artérielle a.élastiques (conductrices) a.musculaires (distributrices) artérioles 3 groupes: Diamètre Fibres élastiques Fibres musculaires +++ + + +++ + + + +++ ++

LES VAISSEAUX B/ Physiologie artérielle 1- Structure et propriétés des artères a) Composition de la paroi collagène 3 couches

LES VAISSEAUX -Distensibilité -Elasticité -Contractilité B/ Physiologie artérielle 1- Structure et propriétés des artères b) Propriétés de la paroi des artères (4) (selon composition média) -Distensibilité Déformation d’un vaisseau sous l’effet de la pression exercée par le sang  la quantité de sang contenu -Elasticité Paroi d’un vaisseau reprend sa position initiale lorsque la pression qui le déformait a cessé d’agir Régularisent l’écoulement du sang qui sort de façon intermittente du coeur -Contractilité -Vasomotricité

LES VAISSEAUX -Distensibilité -Elasticité -Contractilité B/ Physiologie artérielle 1- Structure et propriétés des artères b) Propriétés de la paroi des artères (4) (dépende de compostition média) -Distensibilité Régularisent l’écoulement du sang qui sort de façon intermittente du coeur -Elasticité -Contractilité Fibres musculaires lisses de la média sous influcence de: Modifications du Rayon, Résistance, Débit sanguin. -Vasomotricité En relation avec la contractilité des f. musculaires lisses Régularisation du débit sanguin (vasoconstriction, vasodilatation)

SN Sympathique Hormones Système Rénine- angiotensine LES VAISSEAUX -Vasomotricité Mécanismes locaux: ex à l’exo: relâchement fibres muscu vasodilatation Mécanismes généraux: 3 territoires Musculaire Cutané et Abdominale SN Sympathique Vcons Vcons Hormones Adrénaline Vdil Vcons Système Rénine- angiotensine Vcons Vcons

Pression artérielle systolique PSA min Pression artérielle diastolique LES VAISSEAUX B/ Physiologie artérielle 2- La Pression Sanguine Artérielle (PSA) a) Définition Pression exercée par le sang sur les parois des artères (cmHg) ex: 12/8 cmHg PSA max Pression artérielle systolique PSA min Pression artérielle diastolique  Variations physiologiques -Age -Sexe -Ethnie -Emotion, anxiété, stress l’exercice, repas -Température

DC = 0 (arrêt cardiaque) : PSA = 0 LES VAISSEAUX B/ Physiologie artérielle 2- La Pression Sanguine Artérielle (PSA) b) Facteurs régulant la PSA Débit cardiaque Quand DC ↑ : PSA ↑ Quand DC ↓ : PSA ↓ DC = 0 (arrêt cardiaque) : PSA = 0 Résistance périphérique (dépend de la viscosité et rayon du vaisseau) Influence peu R Vcons (r ): Résistance Débit sanguin PSA

LES VAISSEAUX B/ Physiologie artérielle 2- La Pression Sanguine Artérielle (PSA) b) Facteurs régulant la PSA Volémie volume de sang contenu dans les vaisseaux Si volémie ↑ : ↑ PSA Si volémie ↓ : ↓ PSA, dans le cas où tous les autres facteurs sont constants

Baro-réflexe artériel LES VAISSEAUX B/ Physiologie artérielle 2- La Pression Sanguine Artérielle (PSA) c) Régulation de la PSA Court terme Qq secondes Moyen terme Qq minutes Long terme Qq heures SN Baro-réflexe artériel Origines Rein Rein+ hormones Cibles DC et RP RP et Volémie Volémie

LES VAISSEAUX C/ Physiologie des capillaires Lieu d’échanges entre le plasma et le milieu interstitiel 1- Organisation du réseau capillaire - Les plus petits vaisseaux mais les plus nombreux. - Se regroupent en réseau  lits capillaires. - 2 types de vaisseaux: métartériole et capillaires vrais (fenestré, continu)

LES VAISSEAUX C/ Physiologie des capillaires 2- Propriétés des capillaires Propriétés physiques Elastiques Distensibles Non contractiles (sauf métartérioles et sphincter)

LES VAISSEAUX C/ Physiologie des capillaires 2- Propriétés des capillaires Rôles dans les échanges Adaptés aux échanges Mécanismes Régulations

LES VAISSEAUX C/ Physiologie des capillaires 2- Propriétés des capillaires Rôles dans les échanges Adaptés aux échanges Mécanismes Régulations Paroi fine (1µm) Vitesse du sang faible Surface d’échange +++

LES VAISSEAUX C/ Physiologie des capillaires 2- Propriétés des capillaires Rôles dans les échanges Adaptés aux échanges Mécanismes Régulations Diffusion simple Échanges passifs Selon le gradient de concentration Ultrafiltration Echanges actifs 2 forces antagonistes Force de filtration Force de réabsorption l’eau et les électrolytes sortent du capillaire → Pression hydrostatique l’eau et les électrolytes entrent dans capillaire → Pression osmotique

Système neuro-adrénergique LES VAISSEAUX C/ Physiologie des capillaires 2- Propriétés des capillaires Rôles dans les échanges Adaptés aux échanges Mécanismes Régulation - Au repos, la plupart des capillaires sont « fermés ». - En activité, la plupart des capillaires sont « ouverts », surface d’échange Régulation générale Régulation locale Système neuro-adrénergique (SNS + glande médullosurrénale) Action des métabolites conséquente à l’activité de l’organe Exo: K+, ADP, acide lactique  pH, T° corporelle, PO2, PCO2 Légère vasodilatation

LES VAISSEAUX D/ Physiologie veineuse  Contiennent environ 2/3 du sang totale= réserve 1- Structures et propriétés des veine a) Composition de la paroi des veines - grande lumière - paroi fine Système anti-reflux Intima Média (mince) Adventice

LES VAISSEAUX D/ Physiologie veineuse 1- Structures et propriétés des veine b)Propriétés de la paroi des veines - Faiblement élastiques - Très distensibles - Contractiles 2- Rôles du système veineux a) Réservoir sanguin Comparées aux artères les veines sont: - + nombreuses - + grosses - + distensibles

LES VAISSEAUX D/ Physiologie veineuse 2- Rôles du système veineux b) Retour veineux Les veines assurent le retour du sang au cœur → système de valves → sens unidirectionnel du sang veineux Facteurs principaux (Cardiaques) Facteur propulsif Facteur aspiratif Lors de la phase d’éjection, l’OD est très étirée → dépression intracardiaque va aspirer le sang dans le cœur. Circulation veineuse assurée par un gradient de pression

LES VAISSEAUX D/ Physiologie veineuse 2- Rôles du système veineux b) Retour veineux Facteurs Secondaires Aspiration thoracique (ou pompe respiratoire) Pompe musculaire Force de pesanteur