Grand oral du bac : Le coeur et les vaisseaux

« Le nœud sinusal (appelé également nœud de Keith et Rack) et le nœud auriculo-ventriculaire (appelé également nœud d'Aschoff-Tawara) sont connectés entre eux par le faisceau de Bachmann, la voie internodale moyenne et la voie internodale postérieure.

Du nœud auriculo­ ventriculaire part le faisceau de His prolongé par le réseau de Purkinje qui se ramifie dans tout le tissu ventriculaire.

Le tissu nodal présente une caractéristique étonnante : il est doué d'auto-rythmicité comme le tissu cardiaque embryonnaire.

Toutefois, cette rythmicité n'est pas à la même fréquence en tout point du tissu nodal.

Dans la pratique, c'est le nœud sinusal qui impose son rythme (120 à 130 pulsations par minute).

LES VAISSEAUX SANGUINS L'appareil vasculaire comporte plusieurs types de vaisseaux, qui se succèdent : les artères, les artérioles, les capillaires et les veines.

Les artères partent du cœur, conduisant le sang vers les poumons ou les autres organes, alors que les veines ramènent le sang au cœur.

Allr tRES n ARTtRIOLfS La paroi des artères est composée de trois couches concentriques de cellules.

De l'intérieur vers l'extérieur, on trouve les cellules endothéliales avec une lame basale et parfois des cellules sous­ endothéliales, la couche de cellules musculaire associée à un tissu élastique, et enfin une gaine adventice faite de cellules conjonctives.

L'épaisseur et les propriétés de ces différentes couches varient selon le diamètre de l'artère.

les grosses artères (artères élastiques), par exemple, sont riches en fibres élastiques alors que les artères de taille moyenne (artères musculaires) en possèdent beaucoup moins.

Les premières forment les gros troncs artériels à la sortie du cœur et régularisent l'écoulement du sang.

Les secondes sont présentes dans les membres et les organes.

les artères dont le diamètre est supérieur à 1 mm sont parcourues par un réseau de petits vaisseaux appelés vasa vasorum («vaisseaux des vaisseaux » en latin) dont le rôle est comparable à celui des capillaires de n'importe quel organe.

LES CAPILLAIRES Les capillaires sont les vaisseaux de plus petit calibre de l'organisme.

C'est à leur niveau que les échanges se font entre le sang et les autres tissus.

leur paroi est formée d'une simple couche de cellules endothéliales aplaties entourée par une membrane basale (qui intègre par endroits un autre type de cellules, les péricytes).

le diamètre des capillaires étant invariable, la régulation du débit de ce réseau se fait par des sphincters (tissus musculaires en forme d'anneau).

Certains capillaires possèdent toutefois des cellules musculaires lisses capables de moduler leur diamètre.

On distingue plusieurs types de capillaires : • les capillaires continus, les plus courants, dont la membrane basale et l'endothélium ne montrent aucune ouverture; • les capillaires continus à pores, ou capillaires fenêtrés, dont l'endothélium présente de nombreux pores (ces vaisseaux sont présents dans les organes où les échanges liquidiens sont importants : glomérules rénaux, glandes endocrines ...

); • les capillaires discontinus, dont l'endothélium et la membrane basale sont percés de trous (présents dans la moelle osseuse, la rate et le foie).

LES VEINES ET VEINULfS endothélium tissu conjonctif adventice Les veines comportent deux types d'assises cellulaires : l'endothélium, qui tapisse la paroi interne et, au-dessus de la lame basale de ce dernier, un tissu conjonctif riche en fibres de collagène, ainsi que, pour certaines veines, des fibres musculaires lisses.

À la différence des artères, les veines ont une paroi peu épaisse et un calibre (ou « lumière ») relativement grand.

En revanche, comme les artères, leur diamètre est susceptible d'être modulé pour réguler la circulation du sang.

Elles possèdent également des vasa vasorum.

les veines de la partie inférieure du corps, fortement soumises à la pression orthostatique, sont équipées le long de leur paroi interne de petites valvules qui limitent le retour sanguin.

LES VAISSEAUX LYMPHATIQUES Les capillaires lymphatiques ont une structure voisine de celle des capillaires sanguins continus.

Ils ont une lame basale perforée : le liquide interstitiel (entre les cellules des tissus) peut passer facilement entre leurs cellules endothéliales.

Tous débutent par une structure en cul-de-sac et rejoignent des vaisseaux, dont la structure est voisine de celle des veines.

Des fibres musculaires disposées dans la paroi de ces vaisseaux assurent par leur contraction régulière la progression du liquide lymphatique.

En outre, des valvules réduisent la circulation en sens inverse.

LE CYCLE CARDIAQUE Le cœur est caractérisé par son activité rythmique de contraction.

Chez un homme au repos, la fréquence de pulsation cardiaque varie entre 60 et 80 battements par minute.

Le pouls et les bruits du cœur suivent exactement cette fréquence.

En réduisant le volume interne du cœur, la contraction du muscle cardiaque propulse le sang dans les artères et dans tout le réseau circulatoire.

La contraction est simultanée dans le cœur droit et gauche, mais la contraction des ventricules est dissociée de celle des oreillettes.

Le cycle cardiaque est toujours le même.

SYSTOLE AURICULAIRE Le cycle commence par la contraction des oreillettes (systole auriculaire), qui propulse le sang dans les ventricules.

Un léger reflux du sang vers les veines est également noté.

La forme générale des oreillettes varie peu au cours de la contraction ; leur taille est simplement réduite.

La systole auriculaire représente un cinquième de la durée du cycle.

SYSTOLE VENTRICULAIRE Vient ensuite la systole ventriculaire, qui représente deux cinquièmes du cycle complet (soit 0,2 seconde au repos).

Sous l'effet de la contraction musculaire, les ventricules changent de forme : oblongue et pointue au repos, la partie inférieure du cœur devient globuleuse.

L'organe effectue également une légère rotation.

On distingue deux phases : ·La première est dite isométrique (ou isovolumétrique) et dure 0,05 s.

Elle correspond à une augmentation de la tension musculaire, mais sans changement de volume ni de pression à l'intérieur de la cavité.

Les valvules auriculo-ventriculaires se ferment • La seconde est dite isotonique (phase d'éjection).

La pression ventriculaire augmente rapidement si bien que les valvules sigmoïdes s'ouvrent et laissent passer le sang.

Après 0,1 s,la pression est à son maximum et 80 % du sang mobilisé est éjecté.

Puis l'éjection ralentit (pendant 0,15 s).

Le volume de sang restant dans chaque ventricule est alors approximativement de 70 ml (volume résiduel), sur les 150 ml de départ.

Pendant la systole ventriculaire, les oreillettes se décontractent (diastole auriculaire).

Leur volume intérieur augmente, si bien que le sang des veines caves et pulmonaires est aspiré.

DIASTOLE VENTRICULAIRE Lorsque la décontraction des ventricules (diastole ventriculaire) débute, les valvules sigmoïdes se ferment du fait de la baisse de pression.

On observe d'abord un relâchement isométrique qui dure 0,05 s.

puis un relâchement 1--------------1 volumétrique qui entraîne le LES BRUITS DU CŒUR L'écoute des bruits du cœur est un examen pratiqué par tous les médecins, au moyen d'un stéthoscope qui permet d'amplifier les sons et offre une grande qualité de réception.

1 successi­ vement deux bruits qui se reproduisent à chaque cycle cardiaque.

le premier est sourd, grave et prolongé (équivalent :« poum ! »).

Il se produit à la fermeture des valvules auriculo­ ventriculaires et à l'ouverture des valvules sigmoïdes pendant la contraction des ventricules.

Un second bruit se manifeste après un temps appelé « petit silence ».

Produit par la fermeture des valvules sigmoïdes, il est bref et sec ( « tac ! »).

Un silence suit encore avant le retour du premier bruit.

Avec un appareil plus sophistiqué qu'un simple stéthoscope, il est possible d'enregistrer deux autres bruits : un troisième au début de la diastole et un quatrième juste avant la systole.

Tous ces bruits peuvent être modifiés par une pathologie cardiaque.

• En cas d'altération du myocarde, les troisième et quatrième bruits peuvent devenir audibles à l'oreille.

leur succession fait alors penser au galop d'un cheval.

• Si les voies d'écoulement entre les oreillettes et les ventricules sont altérées ou partiellement obstruées, le sang aura du mal à passer et produira un bruit particulier ressemblant à un souffle ou un roulement.

• Si la pression sanguine est fortement modifiée, les bruits deviennent plus sourds ou plus secs.

• lorsque le péricarde est affecté, des bruits de frottement peuvent apparaître.

remplissage de la cavité par aspiration.

En 0,1 seconde au total, 70 % du sang éjecté a été remplacé.

Cette période de relâchement général dure les deux cinquièmes restants du cycle.

RÉGULATION DU RYTHME CARDIAQUE le rythme cardiaque peut subir de grandes variations en fréquence, voire en régularité.

Une augmen­ tation de fréquence est appelée ttlchyctlrdie, tandis que la bradycardie correspond à une diminution de la fréquence.

Si le rythme normal est chez un adulte au repos d'environ 70 battements par minute, il est d'autant plus grand que l'individu est jeune : 90 chez un enfant 130 chez un nourrisson.

Ce fait est à mettre en parallèle avec des données issues du monde animal, qui montrent une corrélation inverse entre la taille et la fréquence cardiaque.

AUTOMATISME CARDIAQUE le cœur produit lui-même les excitations destinées à provoquer la contraction du myocarde.

Ce signal rythmique spontané, de nature électrique, est produit par le nœud de Keith et Rack.

L'excitation se propage rapidement à toute l'oreillette droite puis vers l'oreillette gauche.

Cette propagation n'étant pas instantanée, les deux oreillettes se contractent avec quelques millisecondes d'écart.

Treize millisecondes plus tard, l'onde de dépolarisation atteint le nœud d'Aschoff-Tawara où sa progression est ralentie (elle ne touche le faisceau de His que 87 ms plus tard).

Elle poursuit ensuite sa progression dans les branches droite et gauche du faisceau, puis irradie à travers le myocarde par le réseau de Purkinje.

La contraction des deux ventricules est alors déclenchée.

RtCULATION NERVEUSE L'activité du cœur est continuellement adaptée aux besoins de l'organisme.

Le rythme de base est modulé par des nerfs du système nerveux végétatif.

Ces derniers agissent à la fois sur la fréquence de contraction et sur l'excitabi lité du cœur.

les influx inhibiteurs sont issus du nerf vague, ou pneumogastrique (qui appartient au système parasympathique).

Il traverse le plexus cardiaque, situé au niveau de la crosse aortique.

Libérant de l'acétylcholine, une substance activatrice (ou neuromédiateur) au niveau du nœud de Keith et Rack (mais aussi dans une moindre mesure au niveau de Aschoff­ Tawara), il diminue le rythme cardiaque.

Comme l'activité rythmique spontanée du cœur est de 120 battements par minute et que la fréquence moyenne au repos est de 70, on en déduit que le rythme cardiaque est continuellement sous l'influence du pneumogastrique.

Les influx excitateurs arrivent par des nerfs issus de la moelle épinière (appartenant au système orthosympathique).

Leurs fibres font relais dans le plexus stellaire avant de rejoindre le plexus cardiaque et se projettent dans tout le tissu nodal ainsi que dans le myocarde.

Le neuromédiateur libéré est la noradrénaline.

En cas de stress ou d'rmotion forte, la glande médullosurrénale sécrète dans le sang une hormone, l'adrénaline.

Elle est très voisine de la noradrénaline et ses effets sont les mêmes : elle provoque une augmentation rapide de la fréquence cardiaque.

L'ÉLECTROCARDIOGRAMME Le cœur est un muscle et comme pour tous les muscles, sa contraction s'accompagne de variations électriques.

Examen particulièrement courant l'électrocardiogramme permet de juger du bon fonctionnement du cœur.

En posant des électrodes (à proximité du cœur et selon une disposition standardisée), il est possible de recueillir et d'analyser le signal produit par les battements cardiaques.

Le frtlcf! montre plusieurs ondes notées : P.

Q R, 5, T.

L'onde P correspond à l'activation des oreillettes tandis que le complexe QRS représente la propagation de l'excitation au reste du cœur.

L'onde T est contemporaine de la phase de récupération.. »