Le Transport système circulatoire: Presque tous les organismes ont un système vasculaire: C’est un réseaux de tissus liquides qui transporte les nutriments vers les cellules de l’organisme. Presque tous les animaux ont un système circulatoire: La circulation des liquides est régie par des muscles. Les animaux supérieurs ont un système cardiovasculaire: Le liquide vasculaire est propulsé dans le système circulatoire grâce à un organe spécialisé: le cœur.

Le système de transport le plus élémentaire L’amibe:- système vasculaire Les gaz respiratoires et les nutriments entrent dans la cellule par diffusion ou par transport actif. Les substances sont réparties dans les organites cellulaires grâce au mouvement du cytoplasme. L’excrétion a lieu aussi par diffusion à travers la membrane cellulaire.

Le système de transport le plus élémentaire AMIBE

Le système de transport élémentaire Les cnidaires: animaux pluricellulaires les plus primitifs Ex: Hydre Méduse Le liquide pénètre dans la bouche: Echange direct entre le liquide et les cellules de l’organisme.

La planaire La cavité digestive se compose de multiples ramifications. Les nutriments passent par Diffusion vers les cellules. Une cavité excrétrice distincte absorbe les déchets et les expulse.

Un système de transport spécialisé La diffusion est un moyen peu efficace pour satisfaire à des besoins métaboliques des organismes évolués. Il faudrait donc un mécanisme accéléré d’échange de substances. Evolution = spécialisation. Un système de transport spécialisé est nécessaire à des organismes à structure complexe.

Système de Transport Ouvert – la sauterelle Tête Thorax Abdomen Cœur Aorte Cerveau Cordon nerveux Estomac Intestin Anus Pièces buccales Trachées

Tête A Thorax B Abdomen C Cœur 14 Aorte 7 Cerveau 5 Cordon nerveux 19 Estomac 13 Intestin 16 Anus 17 Pièces buccales 32 Trachées 8

Le Système de Transport Ouvert – la sauterelle L’échange des substances se produit dans les sinus. Des contractions rythmiques musculaires permettent la circulation du sang dans l’organisme. Le sang est donc ramené vers le sinus entourant le cœur tubulaire.

Le Système de Transport Ouvert – la sauterelle Le sang n’est pas toujours pas contenu dans les vaisseaux sanguins et il irrigue les cellules directement. Le sang circule lentement. Ce système ouvert convient aux insectes et aux arthropodes parce que: Ils ont une petite cavité corporelle Le sang n’a aucune fonction respiratoire.

Le Système de Transport fermé – ver de terre Pour que le sang ait une fonction respiratoire, il faudrait qu’il circule rapidement. Les annélides et les vertébrés ont un système respiratoire clos où: Le sang n’irrigue pas directement les cellules. Le sang circule dans une seule direction. Il est propulsé à travers un réseau de vaisseaux dans tout l’organisme qui est composé de: Grands vaisseaux qui recueillent le sang pour le pomper. Petits vaisseaux pour distribuer le sang. Minuscules capillaires pour échanger avec les cellules.

Le Système de Transport fermé – ver de terre L’efficacité d’un système de transport fermé Se mesure par la vitesse à laquelle les substances peuvent circuler dans l’organisme. Parmi les facteurs qui influent sur l’efficacité: La composition du sang. La complexité des voies de circulation. La vitesse du flux sanguin (mesurée au moyen de la pression artérielle)

La circulation chez les annélides Le ver de terre est un annélide Les annélides ont le système de transport fermé le plus simple (primitif) Observer l’anatomie du ver de terre et proposer une physiologie du système circulatoire

La circulation chez les annélides - Anatomie Une série de vaisseaux dans lesquels circule l’hémoglobine pour transporter l’oxygène. Un vaisseau ventral et un autre dorsal reliés, à chaque segment par une paire de vaisseaux latéraux. Les 5 paires de vaisseaux latéraux qui entourent l’œsophage forment 5 cœurs latéraux ou arcs aortiques. Le vaisseau dorsal et les 5 cœurs latéraux contiennent un tissu musculaire qui pompe le sang.

La circulation chez les annélides - Physiologie Le sang entre dans les cœurs grâce aux contractions du vaisseau dorsal. Les cœurs se contractent pour propulser le sang dans le vaisseau ventral. Le sang passe ensuite dans des capillaires où les échanges des substances se produit à travers leurs parois minces. D’autres vaisseaux mènent le sang vers les parois corporelles de l’animal pour l’échange gazeux cutané. Les capillaires conduisent vers des vaisseaux plus grands qui ramènent le sang vers le vaisseau dorsal. Et le cycle continue.

Système de transport clos plus complexe Chez le ver de terre Système primitif Système plus spécialisé chez les vertébrés Pas d’organe respiratoire spécialisé. Echange gazeux à travers la peau. L’échange gazeux se fait par des capillaires cutanés et se passe simultanément avec la circulation générale. Il n y a pas de cœur. Il existe un vaisseau dorsal musclé et un autre ventral ou central. Présence d’organe respiratoire spécialisé (poumons ou branchies). Le sang passe d’abord par la surface respiratoire de l’organe respiratoire avant la circulation générale. Il y a un cœur musclé qui se contracte régulièrement. Le sang circule du cœur vers les capillaires à travers des artère et des capillaires vers le cœur à travers des veines.

Système circulatoire chez les Poissons La circulation chez les Poissons se caractérise par: Un cœur entièrement veineux. Un cœur À 2 chambres. Une circulation unique: « Le sang traverse le cœur 1 fois par cycle. »

Circulation chez les poissons Voici l’ordre du passage du sang: Cœur. Aorte ventrale et ses embranchements pour l’échange gazeux dans les branchies . Artère dorsale et ses embranchements pour acheminer l’oxygène aux cellules du corps. Veine ventrale. Cœur

Circulation chez les poissons

Système circulatoire chez les Poissons

Circulation chez les Poissons Avantage: Tout le sang qui passe par les cellules de l’organisme est oxygéné.

Circulation chez les Poissons Inconvénients: La majeure partie de la pression sanguine produite par le cœur est perdue lorsque le sang traverse les capillaires des branchies. Le sang circulant dans le reste de l’organisme est ralentit, ce qui limite l’oxygénation. Le rythme métabolique des poissons est bas car ils sont à sang froid.

9.1 Rôle du Transport – Amphibiens La circulation chez les Amphibiens se caractérise par: Un cœur À 3 chambres. Une circulation double incomplète: « Le sang traverse le cœur 2 fois par cycle. » « Le sang oxygéné et non oxygéné se mélangent dans la troisième chambre. »

9.1 Rôle du Transport – Amphibiens Le sang est pompé du cœur vers les poumons. Il revient au cœur pour être pompé une seconde fois vers les autres parties du corps. C’est la troisième chambre du cœur qui permet cette double circulation. Le mélange du sang oxygéné et non oxygéné ainsi que son ralentissement diminuent l’efficacité respiratoire. Ne pas oublier: les amphibiens sont à sang froid et leur respiration cutanée est complémentaire.

9.1 Rôle du Transport – Oiseaux et Mammifères Système circulatoire double et complet Deux caractéristiques importantes: Le sang oxygéné et désoxygéné sont entièrement séparés. La pression artérielle est maximisée pour propulser le sang dans les capillaires à la plus grande vitesse possible.

Oiseaux et Mammifères Cœur à 4 chambres (2 oreillettes qui reçoivent le sang et deux ventricules qui le pompent) Par ordre de passage: Oreillette droite, ventricule droit, poumons, oreillette gauche, ventricule gauche, aorte, tous les capillaires du corps, oreillette droite.

Le système circulatoire des mammifères Historique: Nommer les différents savants qui ont contribué à découvrir le système circulatoire, avec une phrase qui donne un résumé de sa contribution.

Le système circulatoire des mammifères 3 circuits pour le sang: Circulation cardiaque: (cœur – cœur) Pour atteindre les muscles cardiaques. Circulation pulmonaire: (cœur – poumons) Pour oxygéner le sang. Circulation systémique: (cœur - corps) Pour oxygéner le reste du corps

Circulation cardiaque:

Danger si les plaques sont dans les artères qui irriguent le cœur = artères coronaires Coronaire gauche Coronaire droite Coronaire gauche Coronaire droite

Circulations systémiques et pulmonaire

Volume total du sang: 5 à 6 litres de sang chez l’homme. 4 à 5 litres de sang chez la femme. En tout temps: 80 à 90% du sang se trouve dans la circulation systémique. La majeure partie du reste dans la circulation pulmonaire.

3 composants principaux pour le système de transport: Des vaisseaux de transport. (artères, veines, capillaires) Un véhicule de transport. (tissus sanguin: le sang) Un mécanisme de pompage. (cœur) (section 9.3)

Les vaisseaux de transport: Artères – artérioles - veines – veinules – capillaires. Toutes les artères transportent du sang oxygéné sauf l’artère pulmonaire. Et toutes les veines ramènent au cœur du sang non oxygéné sauf la veine pulmonaire.

Le système circulatoire des mammifères Exemples de vaisseaux sanguins: Artère aorte: la principale artère du corps. Artère carotide: vers la tête. Veine jugulaire: à partir de la tête. Artère hépatique: vers le foie. Veine hépatique: à partir du foie. Artère et veine rénale: reins Artère cœliaque: cavité principale du corps. Artère et veine sous-clavière: bras

Échange des substances Le sang circule à partir d’une artère vers des artérioles, puis dans un réseau de capillaires dans lesquels: Les substances nutritives, les déchets, les hormones et les gaz respiratoires sont échangés entre le sang et le liquide interstitiel à travers les parois des capillaires.

Pression artérielle Comme les vaisseaux deviennent de plus en plus petits, la friction augmente et la pression artérielle diminue. Le sang se déplace très lentement dans les capillaires. Quelle est la pression maximale en mm Hg de: L’aorte – les artères – les artérioles – les capillaires – les veines. Figure 9.11 p. 290

LES ARTÈRES - C.T d’une artère: Couche extérieure: tissus conjonctifs + fibres élastiques Couche intermédiaire: la plus épaisse, formée de bandes circulaires de fibres élastiques et de muscles lisses en alternance. Couche interne: une seule couche de cellules endothéliales lisses pour réduire la friction du sang.

Vaisseaux sanguins formés de 3 couches de tissus = tuniques Les vaisseaux sanguins Vaisseaux sanguins formés de 3 couches de tissus = tuniques Forme la tunique interne

La tunique externe et la tunique moyenne disparaissent dans les plus petits vaisseaux sanguins Artériole : Capillaire :

Cellules de l ’endothélium Capillaires Globule rouge dans le capillaire

CARACTÉRISTIQUE PRINCIPALE DES ARTÈRES: L’ÉLASTICITÉ POUR Prendre de l’expansion lorsque le sang passe. Fournir un pompage supplémentaire à celui du cœur. Le pouls correspond à la contraction rythmique de l’artère

LES VEINES Paroi plus fine et moins élastique que les artères La capacité des veines est supérieure à celle des artères: En tout temps, le système veineux contient 2 fois plus de sang que le système artériel.

VEINES: Mécanisme nécessaire pour ramener le sang au cœur. Au dessus du cœur: la gravité contribue Au dessous du cœur: Le sang doit être poussé contre la gravité. Une pression musculaire non rythmique est exercée sur les vaisseaux logés entre les muscles, surtout lorsque le corps se déplace. Les veines ne se contractent pas, mais elles sont menues de valves anti-reflux.

Mauvaise fermeture des valvules des veines peut entraîner une accumulation de sang dans les veines. Ce qui cause une dilatation excessive des veines. = VARICES Peut être causé par une pression élevée dans les veines qui entraîne à la longue un affaiblissement de la paroi.

Paroi mince formée d’une seule couche de cellules endothéliales. LES CAPILLAIRES Paroi mince formée d’une seule couche de cellules endothéliales. Diamètre moyen 8 micromètres: Espace suffisant pour faire passer le GR le plus grand. La paroi des capillaires régule le mouvement des liquides et des substances dans la circulation sanguine.

COMPOSITION DU TISSUS SANGUIN 55% de PLASMA (portion liquide): Eau, gaz dissous, protéines, sucres, vitamines, minéraux, hormones et déchets. 45% de CELLULES: Globules ROUGES (GR): transport d’O2 Globules BLANCS (GB): immunité PLAQUETTES: coagulation du sang

9.2 Le système circulatoire des mammifères

9.2 Le système circulatoire des mammifères

LES GR OU ERYTHROCYTES Homme: 5,5 millions/mm3 de sang. Femme: 4,5 millions/mm3 de sang. Les GR matures sont en forme de disques biconcaves dépourvus de noyau. Chaque GR contient 280 millions de molécules d’hémoglobine, chacune construite autour de 4 atomes de fer. Ces molécules fixent l’O2 et le libèrent.

LES GR OU ERYTHROCYTES Chacun des 4 atomes de fer fait partie d’un site de fixation distinct : « groupe hème » qui forme une liaison labile avec une molécule d’O2

Facteurs de fixation et de libération de l’oxygène La concentration en oxygène. Hème ---- O2 [oxyhémoglobine: Hb(O2)4] faible lorsque la concentration en O2 est faible. Poumons: l’hème fixe l’oxygène. Cellules: l’hème libère l’oxygène.

L’acidité du liquide ambiant. Le CO2, à l’encontre de l’O2, forme une liaison étroite avec l’Hb. Le CO2 est difficilement libéré ce qui empêche l’O2 d’atteindre les cellules. 45% du CO2 se fixe à l’Hb. Le reste se combine avec l’eau pour former H2CO3, ce qui augmente l’acidité (diminue le pH) du sang et diminue son affinité à l’O2 .

La température: Lorsque la température est basse, l’Hb libère l’O2 plus lentement. Ce facteur n’est pas important chez les animaux à sang chaud. Par contre, c’est un facteur déterminant pour les animaux à sang froid: il permet de déterminer le niveau d’activité des animaux comme les amphibiens et les reptiles.

Durée de vie des GR: 120 jours environs. Lorsqu’ils meurent, les restes passent au foie. Où une grande partie du fer est recyclée. Un organisme sain remplace 2 à 3 millions de GR par seconde. L’Hb contribue à optimiser le pH du sang qui devrait être maintenu légèrement basique: pH>7, et ceci en recueillant les ions H+ dans le sang.

9.4 L’HOMÉOSTASIE C’est le maintient d’un état stationnaire interne pour pouvoir remplir les fonctions vitales. Les conditions internes doivent être constantes pour que les cellules individuelles forment une seule unité fonctionnelle chez les organismes pluricellulaires.

L’Équilibre osmotique – la circulation lymphatique. 9.4 L’HOMÉOSTASIE L’Équilibre osmotique – la circulation lymphatique. La régulation thermique. La régulation de la tension artérielle.

9.4 L’HOMÉOSTASIE – système lymphatique C’est un autre transport vasculaire étroitement lié au système circulatoire. Structure: Glandes lymphatiques Vaisseaux lymphatiques Lymphe: liquide incolore ou ambré qui ressemble beaucoup au plasma sanguin.

L’HOMÉOSTASIE – Circulation lymphatique Communication continue entre: Plasma sanguin liquide interstitiel Lymphe Résultat: État de stabilité continue. Il faut maintenir un équilibre dans la concentration en eau dans le liquide interstitiel et dans le sang.

Ganglion lymphatique Liquide des vaisseaux lymphatiques (la lymphe) se rejette dans le sang au niveau des veines sous-clavières

Que se produirait-il si le sang venait à manquer de protéines? kwashiorkor Si la pression osmotique du sang diminue, plus de liquide quitte les capillaires ==> œdème (accumulation d’eau dans les tissus)

9.4 L’HOMÉOSTASIE – Circulation lymphatique Les lymphocytes et les macrophages sont issus des ganglions lymphatiques. En cas d’infection: les ganglions lymphatiques sont enflés. Les mouvements des muscles squelettiques contribuent à la circulation de la lymphe: aucune pompe associée aux vaisseaux lymphatiques. Comme la circulation vénale.

9.4 L’HOMÉOSTASIE THERMIQUE Les oiseaux et les mammifères sont homéothermes Les batraciens et les reptiles sont poïkilothermes. D’autres espèces se situent entre ces deux extrèmes.

9.4 L’HOMÉOSTASIE THERMIQUE Pour réguler la T à 37ºC Mécanismes comportementaux. Mécanismes physiologiques: Le sang, passant sous la peau la réchauffe selon le gradient thermique. Pour conserver la chaleur: vasoconstriction, extrémités, bleutées en cas de froid. Pour libérer la chaleur en excès: vasodilatation, peau chaude et rouge.(alcool) Un système d’échange thermique à contre courant contribue à l’homéostasie thermique.

L’HOMÉOSTASIE – pression artérielle Lorsque la pression artérielle augmente, Les mécanorécepteurs sont stimulés par l’expansion des artères. Les chimiorécepteurs réagissent à la variation des niveaux de l’O2 et du CO2. Ces 2 types de récepteurs déclenchent une réaction du bulbe rachidien qui libère l’acétylcholine pour optimiser la tension artérielle.

Les centres de l’automatisme cardiaque Le Cœur Les centres de l’automatisme cardiaque

Expérience du scientifique allemand Loewi Livre p. 306 figure 9.29

9.4 L’HOMÉOSTASIE – pression artérielle Le cycle cardiaque Pression systolique: Maximum, correspond à la contraction du VG. Pression diastolique: Minimum, tout juste avant une nouvelle contraction du VG. Une personne jeune et en bonne santé présente une pression artérielle de 120/80 mm Hg. Le rythme cardiaque augmente La PA augmente aussi

9.4 L’HOMÉOSTASIE – pression artérielle Troubles - Causes de l’hypertension: L’augmentation du volume du sang, à cause d’une alimentation riche en sel. La réduction de l’élasticité des artères, à cause d’une alimentation riche en cholestérol (artériosclérose). La caféine et l’alcool: stimulants cardiaques. L’âge et le manque d’exercices. Les cigarettes (la nicotine) et l’obésité Facteurs héréditaires.

9.4 L’HOMÉOSTASIE – pression artérielle Les corps gras peuvent s’accumuler à l’intérieur d’une artère et l’obstruer partiellement. Les plaquettes endommagées forment un caillot sanguin. (thrombose) L’obstruction complète de l’artère empêche l’oxygénation du tissus qu’il dessert, ce qui peut causer une nécrose. Si ce caillot de déplace pour atteindre un vaisseau cérébral ou cardiaque: embolie. La nécrose d’un tissu cardiaque est un infarctus.

9.4 L’HOMÉOSTASIE – pression artérielle Prévention et remède: Exercices, améliorer la qualité des aliments. Aspirine: diminue le risque de formation de caillots. Digitaline: diminue le rythme cardiaque et réduit la pression sanguine. L’angioplastie: introduction d’un ballonnet à travers un tube mince dans l’artère bloquée. Le pontage coronarien: prélever un segment de vaisseau pour contourner la partie bloquée

Le débit cardiaque et la condition physique Livre p. 306

50% des décès en Amérique du Nord Les maladies cardio-vasculaires 50% des décès en Amérique du Nord Thrombose = formation d ’un thrombus (caillot) dans un vaisseau sanguin Embolie = thrombus (ou autre obstacle) pouvant se déplacer et obstruer un vaisseau étroit. Danger si le thrombus se forme dans une artère importante (artère coronaire par exemple). Se forme le plus souvent dans une veine ==> embolie pulmonaire.

Athérosclérose Lésion de l’endothélium d’une artère  formation d’une plaque dans la paroi de l’artère. = renflement de la paroi formé d’une prolifération de cellules et de dépôts graisseux (cholestérol).

Effort cardiaque  manque d’oxygène dans la zone au-delà du rétrécissement  douleur à la poitrine = angine de poitrine Athérosclérose s’accompagne souvent d’artériosclérose = durcissement des artères ce qui empire la situation

Peut entraîner l’arrêt cardiaque Risque élevé de formation de thrombus aux endroits rétrécis. Manque d’oxygène  mort des cellules cardiaques = infarctus du myocarde Peut entraîner l’arrêt cardiaque

Facteurs de risque de l’athérosclérose et de l’infarctus du myocarde : Hérédité Taux de cholestérol élevé (relié à une consommation importante de gras saturé) Hypertension = tension supérieure à 140 / 90 Obésité Sédentarité Tabagisme Alcool Diabète

Solutions possibles 1. Angioplastie coronarienne

On peut aussi mettre en place un stent (tuteur)

Dépistage des artères obstruées par angiographie = radiographie des vaisseaux sanguins. Coronarographie

1. Angioplastie coronarienne 2. Pontage coronarien Greffe d’un vaisseau sanguin du patient entre l’aorte et l’artère coronaire obstruée au-delà de l’obstruction. On peut utiliser: Veine de la jambe Artère mammaire interne