Anatomie & Physiologie du système Cardiovasculaire Comité départemental du Val de Marne – Marc TISON – Moniteur Fédéral 2ème degré Anatomie & Physiologie du système Cardiovasculaire Dans la limite du raisonnable et de ses applications à la plongée Non mais ! http://anikprive.virtualave.net/circulation.htm

Sources – illustrations, photos et schémas http://ici.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/gbourbonnais/index.html http://www.cmp.u-nancy.fr/recherche/environement/cardio.htm http://anikprive.virtualave.net/circulation.htm

Le Système Cardiovasculaire Introduction Les organes du corps sont situés à une certaines distance les uns des autres et il existe un dispositif intermédiaire les reliant ensemble, c’est le système cardiovasculaire ou appareil circulatoire. Parmi les nombreux rôles de la circulation sanguine, nous n’en retiendront qu’une partie, qui est celle d’apporter les besoins énergétiques au corps en oxygène et en nutriment. Un autre aspect (non traité ici) de la circulation est de participer aussi à l’élimination des déchets (urine - matières fécales) et de contribuer à lutter contre les infections microbiennes.

Le Système Cardiovasculaire Le Coeur Situé dans la cage thoracique, entouré latéralement par les poumons, en avant par le sternum et en arrière par le rachis (colonne vertébrale), le cœur à la forme d’un cône légèrement incliné sur la gauche. Son poids varie de 280 à 340 grammes chez l’Homme. C’est un muscle creux divisé en deux compartiments indépendants assurant la séparation entre les deux états du sang; Hématosé - riche en oxygène (rouge vif) Carbonaté, riche en gaz carbonique (rouge noir).

Le Système Cardiovasculaire – Le Coeur Chaque compartiment est lui même divisé en deux cavités communiquant par une valvule ; la partie réceptive ou oreillette, la partie motrice ou ventricule à paroi musculaire épaisse. Le cœur est en fait une double pompe aspirante et refoulante à la fois en deux parties distinctes. Son rythme est variable selon les individus et selon leur état - effort - repos et permet un renouvellement sanguin dans tout le système circulatoire toutes les trois minutes. Le ventricule Gauche pousse le sang dans tout le corps alors que le Droit ne le pousse que dans les poumons. Le ventricule gauche alimente donc un beaucoup plus gros réseau de vaisseaux ce qui lui demande un effort plus grand. Comme tout muscle, plus il travaille fort, plus il est gros.

Le Système Cardiovasculaire - Anatomie Particularité anatomique Le Foramen Ovale – Qu’il soit « perméable » ou « perforé », il s’agit d’une ouverture entre l’oreillette gauche et l’oreillette droite qui permet au sang, pendant la grossesse du fœtus , de ne pas passer par les poumons. Cette ouverture se referme normalement à la naissance. Elle persiste néanmoins chez l’adulte sous la forme « perméable ou perforée » et concerne quelques 25 à 30 % de la population. « En plongée, l’ouverture du foramen ovale peut être provoqué par toute suppression au niveau du médiastin, Valsalva, toux, suppression pulmonaire, etc.. » Il existe actuellement une opération permettant l’obturation du foramen ovale.

Le Système Cardiovasculaire - Anatomie Le Sang Le sang représente une masse liquide d’environ 7 à 8% du poids du corps humain soit environ 6 litres. D’un aspect rouge vif ou rouge noir et un peu visqueux, le sang est un liquide opaque, odeur fade et légèrement salé. Les globules rouges ou hématies. Les hématies (5 millions/mm3 de sang) sont des sortes de cellules sans noyau qui se chargent du transport de l’oxygène et du dioxyde de carbone dans le cadre des échanges gazeux. Les hématies sont constituées à 65 à70% d’eau et d’Hémoglobine, constituée de Globine et d’Hème riche en Fer (permet de fixer l’oxygène). Chaque globule rouge contient environ 280 millions de molécules d’hémoglobines hématies Hème globine fe hémoglobine + O2 = oxyhémoglobine hémoglobine + Co2 = carbhémoglobine

Le Système Cardiovasculaire - Anatomie http://ici.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/gbourbonnais/index.html Les leucocytes ou globules blancs. Ils participent à la défense du corps contre les agents infectieux et sont à la base du système de l’immunité cellulaire. http://ici.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/gbourbonnais/index.html Les thrombocytes ou plaquettes sanguines. Ils ont un rôle de coagulation du sang et en cas d’hémorragie ils permettent la formation de caillots sanguins. Fibrine

Le Système Cardiovasculaire - Anatomie Le plasma - Il est constitué essentiellement d’eau (90%) et de protéine. Il représente environ 55% de la masse sanguine totale. Son rôle : Véhiculer les éléments nutritifs Les hormones Les gaz dissous notamment l’azote mais aussi du CO2 Les déchets (urée) Les calories pour assurer une température constante au corps

Le Système Cardiovasculaire - Anatomie

Le Système Cardiovasculaire - Anatomie Les Vaisseaux Sanguins On appel vaisseaux sanguins, l’ensemble des conduits qui assurent le transport du sang à travers les circuits complexes de l’organisme et chaque vaisseaux a ses propres caractéristiques. Artères Artérioles Veinules Veines Capillaires Les artères - Les artères partent du cœur (artère pulmonaire - aorte). Ce sont des vaisseaux de gros diamètres. Elles permettent un débit sanguin important . Les parois sont épaisses et lisses. http://www.ann.jussieu.fr/~thiriet/csas/Glosr/Bio/Vaisseau/index.html Les artères ont pour principales caractéristiques d’être élastique afin d’absorber l’onde de choc des contractions du cœur. Les artères transforment le débit discontinu en débit continu. Les artérioles - D’un diamètre inférieur aux artères, les artérioles en sont une subdivision. Caractéristiques sensiblement identiques aux artères. Les artérioles déterminent la distribution sanguine dans les capillaires.

Le Système Cardiovasculaire - Anatomie Artères Artérioles Veinules Veines Capillaires Les capillaires - Les plus petits vaisseaux de l’organisme. Parois très fines et perméables permettant les échanges gazeux et nutritif de tous les organes du corps. Lit capillaire http://ici.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/gbourbonnais/index.html Réseau extrêmement complexe et dense, environ 150.000 Km de surface d’échange plus ou moins utilisé par l’organisme en fonction de son activité. sphincters Des sphincters sont disposés un peu partout autour des capillaires, permettant de palier à d’éventuels problèmes hémorragiques.

Le Système Cardiovasculaire - Anatomie Artères Artérioles Veinules Veines Capillaires Les veinules et les veines - Elles ramènent le sang des cellules vers le cœur. La circulation s’y effectue sous l’effet de chasse constitué de petites poussées successives. Les veines sont garnies de valvules en nid de pigeon, sorte de petits clapets anti-retour interdisant le reflux du sang carbonaté en amont de la circulation. Ces vaisseaux sont peu extensibles et possèdent la principale caractéristique d’avoir un légère contractibilité (vaso-constriction).

Le Système Cardiovasculaire - Anatomie Fonctionnement du système Cardiovasculaire Le cœur possède un système de fonctionnement autonome Une alimentation sanguine - assure l’oxygénation du muscle cardiaque par l’intermédiaire des coronaires. Ce sont ainsi les 1ère artères alimentées. Infarctus du myocarde

Le Système Cardiovasculaire - Physiologie L’automatisme cardiaque - Le cœur possède en lui même la cause de sa contraction. Ces contractions et leur rythme sont assurés par un système nerveux autonome qui est régulé par le système neuro-végétatif par l’intermédiaire d’un nerf accélérateur et d’un nerf ralentisseur. 1 - Le nœud Sinusal se trouve sur la veine cave supérieure. Sa fréquence d’excitation au repos est de 120 à 130 influx par minute. Le rythme SINUSAL est l’entraîneur du cœur. 2 – L’excitation diffuse vers les oreillettes qui se contractent puis vers un second noyau de nœud (auriculo-ventriculaire) qui possède un rythme plus lent – rythme NODAL – de 50 à 70 excitations/mn. 3 – L’excitation gagne ensuite les ventricules (faisceau de HIS) dont le rythme IDIO-VENTRICULAIRE est encore plus lent – fréquences de 25 à 35/mn

Le cœur se repose ainsi un temps égal à celui de son activité. Le Système Cardiovasculaire - Physiologie http://www.ann.jussieu.fr/~thiriet/csas/Glosr/Bio/AppCircul/index.html Le Rythme cardiaque - Il fonctionne selon une alternance de contractions et de relâchements du myocarde, c’est la révolution cardiaque. Ce cycle qui s’étend d’une contraction à une autre se décompose de la façon suivante : 1/10e /s - Systole auriculaire - contraction simultanée des oreillettes 3/10e /s - Systole ventriculaire - contraction simultanée des ventricules 4/10e /s – Diastole - repos - remplissage des oreillettes Le cœur se repose ainsi un temps égal à celui de son activité. Une révolution cardiaque c’est environ 8/10e/s – soit 70 pulsations chez l’Homme.

Le Système Cardiovasculaire - Physiologie La circulation sanguine On peu distinguer deux circulations sanguines distinctes : La petite circulation et la grande circulation. La petite circulation - Elle concerne l’apport sanguin aux poumons pour son oxygénation. Artère pulmonaire - artérioles - capillaires - échanges gazeux (la carbhémoglobine devient oxyhémoglobine)

Le Système Cardiovasculaire - Physiologie La grande circulation - Après son passage dans les capillaires pulmonaires, le sang hématosé repasse par le cœur puis irrigue les tissus et organes vitaux de l’organisme, le cerveau, les reins, le foie, les intestins etc...pour apporter l’oxygène et les éléments nutritifs.

Le Système Cardiovasculaire - Physiologie La tension artériel Dans la circulation sanguine circule du sang à haute et basse pression. - Haute pression ou Maxima =140 mmHg : à partir du ventricule gauche, la totalité des artères et des artérioles. Ses principales caractéristiques sont : - Sa faible capacité, environ 15% du volume sanguin total. Son rôle de réservoir à haute pression placé à la sortie du cœur et tout près du lieu d’utilisation. Le pouls est la manifestation tangible de la pression artériel dans ce circuit à haute pression. A chaque systole ventriculaire une onde se propage dans les artères dont la paroi élastique se dilate au passage de cette onde, qui donne naissance au pouls. On pourra sentir le pouls sur différents endroit du corps, mais toujours sur une artère ou une artériole. Basse pression ou Minima = 80 mmHg : C’est le circuit restant composé des capillaires et du système veineux. Ce différentiel entre Maxima et Minima fait circuler le sang.

Le Système Cardiovasculaire - Conclusion Adaptation circulatoire à la plongée Modification de la répartition des volumes sanguins* Debout au sec Immersion partielle Immersion totale Poumons Pesanteur coeur Pesanteur Abdomen P Hydrostatique Archimède Masse sanguine La Pesanteur  Abdomen et masse sanguines sont attirés vers le bas P Hydrostatique  Augmentation du volume des capillaires des poumons et du coeur P Archimède  Réduction du volume des poumons

Le Système Cardiovasculaire - Conclusion 1 - L’immersion entraîne une diminution de la fréquence cardiaque pour des différentes raisons. La bradycardie d’immersion réflexe - Par contact de l’eau avec le nez et le pourtour des lèvres (chez tous les mammifères y compris les mammifères marins). Accroissement de la pression intra-thoracique* - L’afflux de sang chassé par la compression des parties basse du corps vers l’abdomen et l’augmentation de l’effort respiratoire ont pour effet d’accroître la pression intra-thoracique qui provoque un ralentissement du cœur. 2 - Le débit sanguin - En plongée, du fait de l’augmentation de la pression ambiante et de la respiration en équipression, on passe de la Normoxie à l’Hyperoxie ce qui induit une vasoconstriction du système veineux qui avec la baisse de la fréquence cardiaque entraîne la chute du débit sanguin. 3 - Pour la tension artérielle, les valeurs maximales augmentent sous l’eau et en cas d’hypertension peuvent encore augmenter.

FIN