Fonction circulatoire

Définition de la fonction

La circulation sanguine a pour rôle, d'une part, d'apporter aux tissus l'oxygène et les éléments nutritifs indispensables et, d'autre part, de les débarrasser des déchets qui résultent de leur fonctionnement.

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Le cœur

Le cœur est un organe creux et musculaire qui assure la circulation du sang en pompant le sang par des contractions rythmiques vers les vaisseaux sanguins et les cavités du corps.

Il se situe dans la région thoracique (poitrine), où il occupe la portion antéro-inférieure du médiastin (partie du corps située entre les cavités pleurales qui contiennent les poumons). Il est sur la ligne médiane, un peu décalé à gauche, les deux tiers de sa masse sont situés du côté gauche. 

Le cœur est contenu dans la cavité péricardique qu'il occupe entièrement, et il est entouré par les poumons (recouverts de la plèvre) de chaque côté, le diaphragme en bas, le sternum en avant, l'œsophage en arrière et les troncs artériels (aorte et artère pulmonaire) en haut.

Il possède deux parties séparées bien qu'accolées l'une à l'autre : le « cœur gauche » et le « cœur droit », séparés par le septum. Chacune de ces deux parties est subdivisée en deux cavités, l'oreillette (= atrium) en haut et le ventricule en bas. Ces deux cavités sont séparées par une valve : la valve mitrale (qui a 2 cuspides) est entre l'oreillette et le ventricule gauches, la valve tricuspide (qui a 3 cuspides) entre l'oreillette et le ventricule droits. 

L'organisation est symétrique entre le cœur gauche et le cœur droit, bien que le cœur gauche soit plus volumineux.

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• Tissu de revêtement : la surface interne du cœur est constituée d'endocarde, en contact avec le sang ; sa surface externe est constituée d'épicarde, en contact avec le liquide péricardique. 
• Tissu de soutien : constitué par du tissu conjonctif, il forme le squelette fibreux du cœur et des vaisseaux qu'il contient. Il prédomine au niveau des valves, mais il est retrouvé aussi sous les épithéliums sous la forme d'un tissu conjonctif lâche. 
• Tissu contractile : il constitue la masse principale du cœur et permet sa contraction. Il s'agit du myocarde, un tissu musculaire strié spécifique au cœur. Le myocarde est situé principalement dans les parois du ventricule gauche, mais il est présent dans toutes les autres parois. Il n'est pas retrouvé au niveau des valves. 
• Tissu conducteur : il constitue l'élément de contrôle du fonctionnement du cœur, constitué de tissu cardionecteur et de tissu nerveux. A la différence des autres muscles qui ont besoin d'un stimulus nerveux, le muscle cardiaque s'excite lui-même : il est myogénique.

La séquence rythmique des contractions est coordonnée par une dépolarisation du nœud sinusal (aussi appelé nœud de Keith et Flack), situé dans la paroi supérieure de l'atrium droit. Le courant électrique induit est transmis dans l'ensemble des oreillettes et passe dans les ventricules par l'intermédiaire du nœud atrio-ventriculaire. Il se propage dans le septum par le faisceau de His, constitué de fibres spécialisées (fibres de Purkinje). Les fibres de Purkinje sont des fibres musculaires spécialisées permettant une bonne conduction électrique, ce qui assure la contraction simultanée des parois ventriculaires. Ce système électrique explique la régularité du rythme cardiaque et assure la coordination des contractions auriculo-ventriculaires. C'est cette activité électrique qui est analysée lors de l’ECG.

Embryologie

C’est le 1er organe à se développer. Nécessaire à l'embryon dès la 3e semaine, il commence à battre avant d'avoir acquis sa forme définitive. Le cœur dérive des angioblastes.

NB : Le foramen ovale, dénommé anciennement « trou de Botal », est une communication physiologique présente entre les deux atriums durant la vie fœtale, et normalement appelée à se fermer après la naissance. La persistance d'un foramen ovale perméable est cependant observée avec une grande fréquence (9 à 35 % des adultes jeunes) et serait possiblement impliquée dans diverses maladies, dont la survenue d'accidents vasculaires chez des sujets jeunes.

Fonctionnement 

La fréquence cardiaque au repos est de 60 à 80 battements par minute, pour un débit de 4,5 à 5 litres de sang par minute. Au total, le cœur peut battre plus de 2 milliards de fois en une vie. Chacun de ses battements entraîne une séquence d'événements qui forment la révolution cardiaque. Celle-ci consiste en 3 étapes : la systole auriculaire, la systole ventriculaire et la diastole.

• Systole auriculaire : les oreillettes se contractent et éjectent du sang vers les ventricules, la fermeture de ces valves produit le son familier du battement du cœur. 
• Systole ventriculaire : les ventricules se contractent, expulsant le sang vers le système circulatoire lorsque les valvules sigmoïdes (séparant les ventricules et les artères) sont ouvertes. Une fois le sang expulsé, les deux valves sigmoïdes (la valve pulmonaire à droite et la valve aortique à gauche, elles possèdent toutes les deux 3 cuspides) se ferment, cette fermeture produit un deuxième bruit cardiaque plus aigu que le premier.
• Diastole : relaxation de toutes les parties du cœur, permettant le remplissage (passif) des ventricules (plus de 80 % du remplissage dans les conditions usuelles), par les oreillettes droite et gauche et depuis les veines cave et pulmonaire. Les oreillettes se remplissent doucement et le sang s'écoule dans les ventricules.

Le cœur au repos passe un tiers du temps en systole et deux tiers en diastole.

L'expulsion rythmique du sang provoque ainsi le pouls.

Régulation

Les hormones telles que l'adrénaline et la noradrénaline (hormones du système adrénergique ou sympathique) ou les hormones thyroïdiennes (T3) favorisent la contractilité. 
Le système sympathique en plus de son action directe sur le cœur va provoquer une dilatation des artères coronaires qui vascularisent le cœur permettant alors une augmentation du débit sanguin dans le muscle cardiaque. Le système sympathique va également augmenter la fréquence cardiaque, contribuant également à la majoration du débit.

Ces hormones agissent par l'intermédiaire de récepteurs qui sont de deux types pour le système sympathique : les récepteurs alpha et bêta. La stimulation des récepteurs alpha peut entraîner l'apparition de troubles du rythme (extrasystoles). La stimulation des récepteurs bêta comporte l'accélération du rythme cardiaque, l'augmentation de l'excitabilité et de la contractilité myocardique.

Biologie

• La troponine est une enzyme cardiaque dont l'élévation reflète une souffrance du muscle cardiaque. 
• Le NT pro-BNP est une hormone sécrétée par l'oreillette gauche, dont l'élévation est reliée à une insuffisance cardiaque gauche.

Pharmacologie

• Les bêta-bloquants sont des drogues qui ralentissent le battement du cœur et réduisent les besoins du cœur en oxygène. 
• Les inhibiteurs de l'enzyme de conversion (IEC) constituent également un traitement habituel de l'insuffisance cardiaque. 
• Les diurétiques sont un traitement symptomatique de la surcharge vasculaire. 
• La nitroglycérine et d'autres composés qui émettent l'oxyde nitrique sont utilisés dans le traitement des maladies cardiaques parce qu'ils provoquent la dilatation des vaisseaux coronaires.

Artères

Elles comportent des fibres élastiques, des fibres musculaires (qui se contractent pour modifier le calibre des vaisseaux), mais aussi des fibres nerveuses du système autonome sympathique et parasympathique (qui influent sur cette contraction).

Leur paroi est innervée par le système nerveux sympathique et peut ainsi se contracter, entraînant à la fois une réduction du flux sanguin tissulaire et une augmentation de la résistance à l'écoulement sanguin. Cette augmentation des résistances périphériques induit directement une élévation de la pression artérielle.

A savoir     L'aorte (qui part du ventricule gauche) se « ramifie » en : 

• artère brachio-céphalique (le tronc brachio-céphalique se sépare ensuite en artère carotide commune droite et artère subclavière droite)
• artère carotide commune gauche
• artère subclavière gauche
• artères intercostales
• artère cœliaque (le tronc cœliaque se sépare ensuite en artère gastrique gauche, artère hépatique commune et artère splénique)
• artère mésentérique supérieure
• artères rénales droite et gauche
• artère mésentérique inférieure
• artères iliaques communes

Le tronc pulmonaire (qui part du ventricule droit) donne les artères pulmonaires gauche et droite.

Artères coronaires

Le cœur est vascularisé par les artères coronaires. 
Il existe une artère coronaire gauche et une artère coronaire droite, elles naissent dans l'aorte ascendante. 

• L'artère coronaire droite longe le sillon coronaire droit jusqu'à atteindre le sillon interventriculaire postérieur. 
• L'artère coronaire gauche se divise en deux branches : circonflexe (qui se dirige postérieurement), et interventriculaire antérieure (le long du sillon interventriculaire antérieur jusqu'à l'apex).

Ce sont des artères terminales, ce qui signifie qu'une obstruction aura une répercussion immédiate sur le fonctionnement de l'organe, du fait d'une absence d'anastomoses.

Le retour veineux s'effectue principalement par la grande et la moyenne veine du cœur, s'abouchant dans le sinus coronaire qui rejoint directement l'atrium droit via la valvule de Thebesius.

Capillaires

Les capillaires sont les plus petits vaisseaux sanguins et le siège des échanges entre le milieu vasculaire et les organes qu'ils traversent. Les capillaires communiquent entre eux et forment un réseau anastomotique.

La vitesse très faible d'écoulement du sang dans les capillaires assure un temps suffisant à la réalisation des échanges. En effet, leur paroi est perméable à l'eau, aux électrolytes, aux gaz et aux nutriments, ce qui permet d'une part la nutrition des cellules et d'autre part l'évacuation des déchets du métabolisme cellulaire.

Leur caractère contractile participe à la vasomotricité périphérique.

NB : Un angiome est une anastomose trop précoce entre artérioles et veinules

Veines

Les veines sont les vaisseaux drainant le sang depuis les organes jusqu'au cœur. Chez l'Homme, les veines des membres inférieurs présentent des valvules anti-reflux facilitant la progression à sens unique du sang.

Les veines ont des fibres élastiques, des fibres musculaires et des fibres nerveuses, tout comme les artères.

Vasomotricité

Des sphincters (muscles lisses permettent de réguler le calibre d'un vaisseau) permettent de réguler l'apport sanguin d'un organe donné selon son activité (effort, digestion, sommeil...), la position du corps (assis, couché, debout)... 

• Lorsque les muscles sont relâchés, on parle de vasodilatation ; elle facilite l'irrigation de l'organe, mais diminue la pression du sang.  
• Lorsque les muscles sont contractés, on parle de vasoconstriction ; elle fait tout l'inverse.

Ces variations de calibre artériel sont régulées par le système nerveux autonome, une stimulation sympathique entraîne une constriction, une stimulation parasympathique entraîne une dilatation.


Le sang

Composition

Le sang contient des éléments cellulaires et des substances fondamentales. Son pH varie entre 7,35 et 7,45. Sa couleur provient de l'hémoglobine.

Le sang chez l'Homme représente en moyenne 7 à 8 % de sa masse corporelle.

Un homme a environ 5-6L, une femme 4-5L, un enfant 3L ch, le nouveau-né 250 mL.

Le sang est composé de 54 % de plasma, 45 % de globules rouges et 1 % de globules blancs et de plaquettes.

Fonctions

• Fonction de transport : le sang assure une double fonction de transport, il distribue l’oxygène et les nutriments nécessaires au fonctionnement des organes, puis récupère le dioxyde de carbone et les déchets qui résultent de leur activité. 
• Contribue également à la régulation de nombreuses fonctions : pression artérielle, pression oncotique, régulation du pH, maintien de la température corporelle, etc.

Éléments figurés

• Érythrocytes ou hématies (99% des éléments figurés) : ne possèdent ni noyau ni organites. Ils contiennent l’hémoglobine qui permet de transporter l’oxygène mais aussi le dioxyde ou le monoxyde de carbone. Leur durée de vie est de 120 jours et leur destruction est opérée au niveau de la rate. 
• Leucocytes (0,2 %) : font partie du système immunitaire et permettent la destruction des agents infectieux. Les leucocytes sont un ensemble de cellules : lymphocytes, monocytes, granulocytes = polynucléaires (neutrophiles, éosinophiles, basophiles). Leur durée de vie est d'environ 10 jours.
• Thrombocytes ou plaquettes (0,6 - 1,0 %) : responsables de la formation du clou plaquettaire précédant la coagulation sanguine. Ils ne contiennent pas de noyau ; ce sont des fragments de cellule provenant de leurs précurseurs, les mégacaryocytes. Leur durée de vie est de 7-10 jours.

Dans la moelle rouge des os, naissent chaque jour environ :

- 200 milliards de globules rouges; et l'organisme doit en produire 2 millions de nouveaux par seconde afin d'en garder constante la quantité totale.

- Plusieurs milliards de globules blancs et de plaquettes. Toutefois, ils sont 600 fois moins nombreux que les globules rouges (Pour un seul globule blanc, il y a environ 30 plaquettes et 600 globules rouges).

Plasma

Composante liquide du sang dans laquelle baignent les éléments figurés. Il est constitué d’eau, d’ions et de différentes molécules qui sont ainsi transportées à travers l’organisme. Il faut encore le distinguer du sérum sanguin, liquide issu d'un caillot sanguin rétracté, dont la composition est un peu différente de celle du plasma sanguin, car dépourvu en particulier du fibrinogène.

Le plasma contient : de l'eau, du glucose, des lipides, des protéines (albumine, immunoglobulines du système immunitaire), des hormones. Il peut parfois aussi contenir des bactéries/virus/parasites, mais aussi des molécules d'origine exogène (médicaments, résidus de pesticides, métaux lourds et métalloïdes).

Le système réticulo-endothélial


Ce système a un rôle dans le catabolisme de l'hémoglobine : les cellules du système réticulo-endothélial jouent un grand rôle dans les phagocytoses des globules rouges vieillis ou des débris de globules rouges. C'est dans ce système que se produit la transformation de l'hémoglobine en bilirubine.

Le système réticulo-endothélial possède : 

• des éléments mobiles : les monocytes
• des éléments fixes : les macrophages du tissu conjonctif (dérivés des monocytes et facilement mobilisables), les cellules réticulaires des organes hématopoiétiques (moelle osseuse, ganglions lymphatiques, rate, thymus, organes lymphoïdes divers dispersés dans le tube digestif et ailleurs).

Le système lymphatique


Le système lymphatique associe deux notions :

• Un réseau, à sens unique, de vaisseaux lymphatiques (= réseau lymphatique), dont les vaisseaux naissent dans les différents tissus du corps pour rejoindre les ganglions, qui permettent la circulation et le nettoyage de la lymphe.
• Tous les organes où se trouvent de grandes quantités de globules blancs (ganglions lymphatiques, tissus lymphoïdes associés aux muqueuses, moelle osseuse, ainsi que d'organes tels que rate et thymus). 

Rôles
Ce système draine les excès de liquides se trouvant au niveau des tissus et participe à la détoxication des organes et du corps. Il contribue, dans une moindre mesure que le sang, à la circulation de nutriments (mais moins que le sang), plus particulièrement à celle des lipides.

Il permet la circulation dans tout le corps et hors des vaisseaux sanguins des globules blancs, dans le processus d'activation de la réponse immunitaire spécifique. C'est un élément essentiel du système immunitaire et des processus cicatriciels.

Il contribue également à la circulation des hormones.

La lymphe, liquide interstitiel circulant dans les vaisseaux lymphatiques, se charge d'une partie des déchets de l'activité cellulaire via les tissus intercellulaires. La lymphe est épurée par le passage dans les ganglions. Elle circule ensuite vers la circulation sanguine qu'elle rejoint par le conduit thoracique au niveau des veines sous-clavières.

NB : un manque d'activité musculaire ou une atteinte du système gérant les liquides (lymphangions) peut se traduire par une forme de cellulite et par des œdèmes.

Groupes sanguins (détermination, contrôle)

Les principaux groupes sanguins sont ceux qui définissent les systèmes ABO, Rhésus et Kell, mais il en existe beaucoup d'autres. 

Ces trois systèmes sont les plus importants, en pratique.

• Le premier, ABO, car il entraîne un accident transfusionnel immédiat en cas de transfusion incompatible, et de ce fait a été le premier découvert. NB: un bébé de moins de six mois n’a pas les anticorps bien développés (notamment contre les autres groupes), les résultats sont donc non définitifs. 
• Le second, Rhésus, car l'immunogénicité de deux de ses antigènes (D - RH1 et c - RH4 surtout) entraîne très fréquemment des immunisations sources d'accidents ultérieurs et d'incompatibilités fœto-maternelles. Le système Rhésus permet de classer les groupes sanguins selon la présence ou non d’antigène D à la surface des globules rouges. 
• Le troisième système, Kell, car l'antigène Kell est très immunogène, moins cependant que l'antigène RH1, D, et donne de ce fait, mais moins fréquemment, les mêmes complications.

Détermination :

• Avant toute transfusion de PSL, tout patient doit faire l’objet de deux déterminations des groupes sanguins ABO Rh D (RH1). 
• Cela nécessite deux prélèvements effectués à des moments réellement différents de préférence par deux personnes différentes 
• L’étiquetage des tubes de prélèvement ne doit jamais être effectué à l'avance. Il doit être fait immédiatement après chaque prélèvement par la personne qui a réalisé le prélèvement afin d'éviter toute erreur sur l’identité de la personne. 
• Pour une transfusion, des RAI (recherches d'agglutinines irrégulières) de moins de 72h doivent impérativement être prélevées.

NB : le contrôle ultime pré-transfusionnel est aussi appelé test de Beth-Vincent. Il fera sûrement l'objet d'une fiche particulière par la suite.

Observation de la circulation normale

On observe la circulation à l'aide de : pouls, tension artérielle, coloration des téguments et des muqueuses.

ECG (électrocardiographie) : c'est une représentation graphique de l'activité électrique du cœur.

Source image : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectrocardiographie#/media/File:EKG_Complex_fr.svg

P = dépolarisation (et contraction) des oreillettes droite et gauche. 
P-Q = temps nécessaire à la transmission de l’influx électrique du noeud sinusal des oreillettes au tissu myocardique des ventricules. 
QRS = dépolarisation (et contraction) des ventricules droit et gauche. 
T = repolarisation (relaxation) des ventricules. 
U = petite déflexion parfois observée après l'onde T, son origine est discutée.

Maladie hémolytique du nouveau-né

La maladie hémolytique du nouveau-né est due à la destruction des hématies de l'enfant par les anticorps présents chez la mère.

Deux modes d’immunisation chez la mère :

• « immunisation fœto-maternelle ». Causée par l'irruption dans la circulation maternelle d'hématies provenant du fœtus ou du nouveau-né. Si ces hématies portent un antigène de groupe sanguin (hérité du père) que la mère ne possède pas elle-même, l'immunisation est possible. Elle se déclenche le plus souvent à l'occasion d'un accouchement ou d'une interruption de grossesse (spontanée ou volontaire). Elle peut aussi se produire pendant la grossesse, de manière apparemment spontanée, ou favorisée par une intervention obstétricale (cerclage, prélèvement de liquide amniotique) ou un traumatisme abdominal. Elle peut être efficacement prévenue par une injection préventive d'immunoglobulines spécifiques anti-D (Rhophylac), dans le cas typique d'une femme de groupe Rhésus négatif et d'un nouveau-né ou fœtus Rhésus positif. 
• transfusion non compatible avec le groupe sanguin de la future mère transfusé à une femme qui ne possède pas ces antigènes. Les précautions et règles transfusionnelles en vigueur ont rendu ce mode d'immunisation exceptionnel mais cela reste possible. C'est pourquoi la recherche des anticorps irréguliers (ou agglutinines irrégulières) fait partie de la surveillance obligatoire des grossesses. 

À la naissance, l'incompatibilité est prouvée chez l'enfant par la détermination de ses groupes sanguins ABO, RH, Kell, et d'autres systèmes selon les anticorps maternels dépistés, un test positif à l'antiglobuline encore appelé test de Coombs direct, et parfois une technique mettant en évidence la présence des anticorps de la mère fixés sur les globules rouges de l'enfant. 

Enfin, la numération formule sanguine (NFS) et le dosage de la bilirubine (libre et conjuguée) permettent le premier bilan du retentissement biologique de cette incompatibilité fœto-maternelle.


NB Concours : Il peut être intéressant de bien connaître les systèmes artériels et veineux (les noms etc) pour le concours, des questions peuvent en effet tomber dessus. En revanche, cet apprentissage ne doit pas être votre priorité car il vous prendra beaucoup de temps et les points que vous obtiendrez seront peu nombreux (si vous avez des questions dessus, ce qui n'est pas sûr).
Il est par contre NÉCESSAIRE de savoir remplir parfaitement un schéma du cœur (ainsi que les gros vaisseaux qui y arrivent ou qui en repartent), de connaître les normes des éléments figurés, et de bien comprendre la physiologie de tout ce système circulatoire (y compris les systèmes lymphatique et réticulo-endothélial !).

Ces informations sont-elles complètes ? Avez-vous besoin d'explications supplémentaires ?

Pensez-vous que l'on puisse rajouter d'autres éléments ? Exprimez-vous dans les commentaires !

 

La plupart des informations contenues dans mes fiches proviennent de mes connaissances personnelles et de mes cours reçus à l'IFSI ou à la fac. 

Il m'arrive également de faire des recherches de définition ou autre sur le site https://fr.wikipedia.org/, je précise toujours les autres sources

Les images sont libres de droit, dans le cas contraire je précise les sources en-dessous