Le système circulatoire: Introduction

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1 Le système circulatoire: Introduction Oryx : Augmentation de temperature du corps jusqu à 45 C 0 mètres à 2000 mètres 1h de plongée parfois 16 millions Pa (= colonne de 150 m de plomb sur chaque m2 du corps)

2 Le système circulatoire: Introduction Roles: Système circulatoire achemine l oxygène en lien avec le système respiratoire Régulation de la pression et de la température corporelle Transport du glucose, des métabolites et d hormones pour l utilisation par les différents organes Transport des déchets azotées jusqu au rein

3 Le système circulatoire: Introduction Deux grand systèmes: I. Le système cardio-vasculaire (transport du sang) - A) Vaisseaux sanguins (tuyaux) (partie 1) Les artéres et les veines (non traité) - B) Cœur (pompe) (partie 2)

4 Le système circulatoire: Introduction Deux grand systèmes: I. Le système cardio-vasculaire (sang) - A) Vaisseaux sanguins (tuyaux) (partie 1) Les artéres et les veines (non traité) - B) Cœur (pompe) (partie 2) II. Le système lymphatique (lymphe) - Vaisseaux lymphatique (non traité)

5 Le système circulatoire: Introduction Le sang: Assemblage de plasma, d erythrocytes (anucléé chez les mammifères) + leucocytes + plaquettes (immunité et thrombocitose) Plasma: Substance ou structure de base (sorte de tissue) pour les érythrocytes Erythrocyte: Cellule de stockage de l hémoglobine (µm humain 80 µm chez certaines salamandres) Origine hémo-poïétique intra-osseuse

6 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure Tunica intima Tunica media Tunica adventitia Artères Lumière (intérieure) IEM EEM Vasa vasorum Membrane élastique interne = IEM Membrane élastique externe = EEM Tunica intima = cellules endotheliales Tunica media = zone très variable entre artères (muscle lisse et fibre élastique) et veines (muscle lisse, peu élastique) Tunica adventitia = tissus fibreux connectifs Artères transportent le sang en dehors du cœur. O2+

7 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure Tunica intima Tunica media Artères Lumière (intérieure) IEM Artèriolles Tunica adventitia EEM Vasa vasorum Membrane élastique interne = IEM Membrane élastique externe = EEM

8 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure Tunica intima Tunica media Artères Lumière (intérieure sang) IEM Capillaires, Veinules, Veine Tunica adventitia EEM Vasa Vasorum (récupère sang interstitielle) Membrane élastique interne = IEM Membrane élastique externe = EEM Les veines transportent le sang vers le cœur. O2-

9 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure Tunica intima Tunica media Artères Lumière (intérieure sang) IEM Capillaires, Veinules, Veine Tunica adventitia EEM Vasa Vasorum (récupère sang interstitielle) Présence de muscles lisses dans les artères et de veinules responsables de la vasodilatation et vasoconstriction = variation et contrôle de la pression sanguine. MAIS AUSSI innervation nerveuse + zone de contrôle de la température.

10 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure Tunica intima Tunica media Artères Lumière (intérieure sang) IEM Capillaires, Veinules, Veine Tunica adventitia EEM Vasa Vasorum (récupère sang interstitielle) Paroi des veinule et capillaire très fines pour faciliter les échanges de nutriments et de gazes

11 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure Systole: ventricule contracté Pression sanguine Diastole: pression grâce à élasticité Aire en cross-section total: friction ou résistance L hémodynamique

12 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure Systole: ventricule contracté Pression sanguine Diastole: pression grace à élasticité Aire en cross-section total: friction ou résistance Corrélation positive entre Pression et friction pendant diastole

13 I.A. Sang et vaisseaux sanguins Systole: ventricule contracté Pression sanguine Diastole: pression grace à élasticité Aire en cross-section total: friction ou résistance Corrélation négative entre Pression et friction pendant systole très faible

14 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure Pression: Systole: 120 Diastole: 80 Pression: Systole: 260 Diastole: 160

15 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure LES VEINES = UN SYSTEME DE COLLECTE Les veines ramènent le sang vers le cœur et font face à une faible pression.

16 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure LES VEINES = UN SYSTEME DE COLLECTE Les veines ramène le sang vers le cœur et font face à une faible pression. Deux adaptations intrinsèque à tout les vertébrés: - VEINE SITUE ENTRE MUSCLE ET ZONE AVEC FORTE PRESSION (POUMON) - SYSTEME DE VALVE PRESENT (SAUF DANS ZONES DE COLLECTES DE SANG tel que les OS et aussi ORGANES tq CERVEAU= pression et gravité)

17 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure La microrégulation régule et collecte l activité métabolique au niveau cellulaire Lit capillaire Sphincter précapillaire Artériole Veinule Lien direct entre vaisseaux Le sphincter pré-capillaire possède des muscles lisses qui vont être contracté ou non suivant les besoins (régulation nerveuse, hormonale ou autorégulation)

18 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure Micro-circulation régule changement de pression de temperature etc Ex. Vasoconstriction - vasodilatation

19 I.A. Les vaisseaux sanguins: structure La microcirculation représente 96,500 km de conduit chez l homme. Pas assez de sang pour remplir tout ces conduits. Ces conduits s activent en fonction de l activité de l organisme et des organes. Problème en lien avec mauvaise distribution de sang: Ischemie (sportifs), trouble de l hypotension (venins qui agisse sur ça chez les serpents)

20 I.A. Circulation sanguine: notion d embryologie Origine mésodermique ou mésenchymateuse: 1) Formation d îlots sanguins et début d hémopoièse

21 I.A. Les vaisseaux sanguins: embryologie Ectoderme Mesoderme Ilot sanguins Vitellus Endoderme Mesoderme Ilot sanguins Vitellus Endoderme Vaisseaux sanguins Cellule sanguine Endothelium Endoderme

22 I.B. Les vaisseaux sanguins: la circulation Deux grands types de circulation sanguine: - Circulation simple

23 I.B. Les vaisseaux sanguins: la circulation Circulation simple «Poissons» Coeur Poumon Système capillaire Poumon Coeur

24 I.B. Les vaisseaux sanguins: la circulation Circulation simple «Poissons» Coeur Poumon Système capillaire Poumon Coeur

25 I.B. Les vaisseaux sanguins: la circulation Deux grands types de circulation sanguine: - Circulation simple - Circulation double

26 I.B. Les vaisseaux sanguins: la circulation Circulation double Amniotes Système capillaire Poum on Coeur

27 I.B. Les vaisseaux sanguins: la circulation Circulation double Amniotes Système capillaire Poum on Coeur

28 I.B. Les vaisseaux sanguins: la circulation Deux grands types de circulation sanguine: - Circulation simple Cœur à quatre compartiments, Sinus veineux, Atrium, Ventricule, Bulbus cordis

29 I.B. Les vaisseaux sanguins: la circulation Deux grands types de circulation sanguine: - Circulation simple - Circulation double Cœur plus compartimentaté chez les vertébrés

30 Aorte ventrale Carotide externe

31 Passage dans arche Carotidienne de sang non oxygéné

32 Puis passage dans arche aortique de sang oxygéné

33 Organes Arc aortique dorsale Cerveau

34 3) Artère mesentéric postérieure (intestin grêle) 3 Aortes dorsales non paires 2) Artère mesentéric antérieure (intestin grêle) 1) Artère céliac (foie, rate, estomac) Aorte dorsale paire

35 Veine et sinus cardinales Veines abdominales latérales

36 Système de veine porte hépathique et reinales: transport de Nutriment et de déchet vers zone d excretion ou de stockage Position postérieur de système porte rénale: améliore filtration via les mouvements musculaires postérieures

37 Spiracle des requins Vestige de l arc branchiale 1

38 Arc carotide = Sang avec O2 Arc aortique = Sang avec O2 C Arc 1 -

39 Système circulatoire ancestrale des vertébré actuelles Entre 8 et 12 arches aortiques (12 chez certain agnathes fossiles et requins)

40 Système circulatoire ancestrale des vertébré actuelles DORSALE Artère efférente INTERNE EXTERNE Artère afférente VENTRALE Entre 8 et 12 arches aortiques (12 chez certain agnathes fossiles et requins)

41 I.A. L évolution du système aortique chez les vertébrés DORSALE INTERNE EXTERNE Artère afférente VENTRALE 8 arches aortiques chez lamproie et myxines

42 I.A. L évolution du système aortique chez les vertébrés DORSALE Artère efférente DORSALE INTERNE VENTRALE EXTERNE Artère afférente VENTRALE 8 arches aortiques chez lamproie et myxines

43 4 arches aortiques chez Téléostéens Aorte Artère carotide interne Branchie interne Artère carotide externe Spiracle présent chez chondrostéens

44 4 arches aortiques chez Téléostéens Aorte Artère carotide interne Branchie interne Artère carotide externe

45 Arc carotide = Sang avec O2 Arc 1 & 2 - Arc aortique = Sang avec O2 C C

46 3 arches chez les Sarcoptérygiens de type «Poissons» Artère pulmonaire (efférentes) Poumon Aorte Artère carotide interne Poumon connecté à branchie Veine pulmonai re Branchie interne Artère carotide externe Mise en place de l artère pulmonaire Innovation clé: Mis en place d atrium droit et gauche

47 3-4 arches chez les Sarcoptérygiens de type «Poissons» Artère pulmonaire Poumon Aorte Artère carotide interne Poumon connecté à branchie Veine pulmonai re Branchie interne Artère carotide externe Mise en place de l artère pulmonaire Perte d arcs aortiques 3 et 4

48 Mise en place de veine pulmonaire sur l arc 6 Arc carotide = Sang avec O2 Arc 1 & 3& 4 - Arc aortique = Sang avec O2 C C

49 Branchie externe Artère carotide interne Poumon Non connecté à branchie Branchie interne Artère carotide externe Mise en place de l artère pulmonaire Disparition d arcs branchiaux 1 & 2 Plus de branchies sur l arc 6

50 Arc aortiques 1 & 2 perdus Branchie externe Artère carotide interne Poumon Artère carotide externe Branchie interne Mise en place de l artère pulmonaire Disparition d arc branchiaux

51 Un problème majeurs des «poissons» à poumon et des amphibiens est le mélange du sang oxygéné et non oxygéné Sont-ils mal adaptés?

52 Disparition de canal carotid: Séparation d artère pulmonaire vis à vis de système veineux postérieur

53 Disparition de canal carotid: Séparation d artère pulmonaire vis à vis de système veineux postérieur

54 Arc 1 & 2 - & 6* Mise en place de 2 veines pulmonaires sur l arc 6 Arc carotide = Sang avec O2 Arc aortique = Sang avec O2

55 Arc 1 & 2 - & 6* Séparation entre la partie antérieure et postérieure de la carotide Arc carotide = Sang avec O2 Arc aortique = Sang avec O2

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57 Respiration cutanée

58 Arc 1 & 2 & 5 & 6* Séparation entre la partie antérieure et postérieure de la carotide Mise en place de 2 veines pulmonaires sur l arc 6 Arc carotide = Sang avec O2 Arc aortique = Sang avec O2

59 Aorte dorsale Arc sytémique Canal carotide Artère carotide interne Tronc pulmonaire Arc systémique droit Arc systémique gauche Artère carotide externe

60 Aorte dorsale Arc aortique sytémique Canal carotide Artère carotide interne Tronc pulmonaire Arc aortique systémique droit Arc aortique systémique gauche Artère carotide externe Différentiation d un tronc pulmonaire

61 Aorte dorsale Arc aortique sytémique Canal carotide Artère carotide interne Tronc pulmonaire Arc aortique systémique droit Arc aortique systémique gauche Artère carotide externe 2 poumons

62 Arc 1 & 2 & 5 & 6* Mise en place de 2 veines pulmonaires sur l arc 6 Arc carotide = Sang avec O2 Arc aortique = Sang avec O2

63 Aorte dorsale Arc aortique sytémique Canal carotide Artère carotide interne Tronc pulmonaire Arc aortique systémique droit Arc aortique systémique gauche Artère carotide externe Arc aortique systémique x 2 et asymétrique (droit > car relié à plus de vaisseaux sanguins)

64 Aorte dorsale Arc aortique sytémique Canal carotide Artère carotide interne Tronc pulmonaire Arc aortique systémique droit Arc aortique systémique gauche Artère carotide externe Fusion dorsal des arc systémique en aorte dorsale Voie vers la tête et le corps

65 Arc 1 & 2 & 5 & 6* Arc aortique se divise en 2 Séparation entre la partie antérieure et postérieure de la carotide optionel Mise en place de 2 veines pulmonaires sur l arc 6 Arc carotide = Sang avec O2 Arc aortique = Sang avec O2

66 Artère carotide interne Arc pulmonaire Arc aortique systémique droit Artère brachiocéphalique Artère carotide externe Différentiation d un arc pulmonaire

67 Artère carotide interne Arc pulmonaire Arc aortique systémique droit Artère brachiocéphalique Artère carotide externe Arc systémique droit devient prédominant

68 Artère carotide interne Arc pulmonaire Arc aortique Artère carotide systémique droit externe Artère brachiocéphalique Artère brachiocéphalique présente (tortue, croco et oiseaux)

69 Arc 1 & 2 & 5 & 6* Arc aortique DROIT dominant Séparation entre la partie antérieure et postérieure de la carotide Arc carotide = Sang avec O2 Arc aortique = Sang avec O2

70 Artère carotide interne Arc pulmonaire Arc aortique systémique gauche

71 Artère carotide interne Arc pulmonaire Arc aortique systémique gauche Arc systémique gauche devient prédominant

72 Artère carotide interne Arc pulmonaire Arc aortique systémique gauche Artère carotide issu de l arc 3

73 Arc 1 & 2 & 5 & 6* Arc aortique GAUCHE dominant Séparation entre la partie antérieure et postérieure de la carotide Mise en place de 2 veines pulmonaires sur l arc 6 Arc carotide = Sang avec O2 Arc aortique = Sang avec O2

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75 I.C. Le coeur Le cœur : organe constitué d un endothélium et de muscle strié cardiaques servant à pousser et à aspirer le sang Roussette: cœur qui déplace 7.5 litres de sang par heure Giraffe: cœur qui déplace 1,200 litres de sang par heure Tachycardie (x5) versus brachycardie (1/50) Rôle de compartimentation de sang oxygéné et non-oxygéné

76 Formation du cœur Crête neurale Notochorde Cellule angiogenique Mesenchyme céphalique Ectoderme Epaississement du Splanchnomesoderme 1) Début de migration de Splanchno mesoderme

77 Formation du cœur Tube digestif antérieur Cavité péricardiaque Epimyocardium Tube endocardial fusion de la portion antérieur de l intestin 2) Formation de tubes de l endocardes qui sont une structure paire issu de l épimyocardium

78 Tube digestif antérieur Endocardium Cavité péricardiaque Myocardium Mesocardium (disparait) 2) Fusion des tubes de l endocardes formant l endocardium = zone endothelial Myocarde = zone musculaire

79 Obtention de cœur à quatre compartiments, Sinus veineux, Atrium, Ventricule, Bulbus cordis Bulbus cordis Ventricule Atrium Sinus veineux Sinus veineux Bulbus cordis Ventricule 1) Sinus veineux: première chambre à recevoir sang veineux 2) Connecté à Atrium 3) Connecté à Ventricule 4) Connecté à Bulbus cordis 5) Connecté à Artères

80 SINUS VEINEUX VALVE SINOATRIAL ATRIUM AORTE VENTRALE VENTRICULE VALVE ATRIOVENTRICULAIRE VALVE BICUSPIDE Trois chambres chez la lamproie et la myxine Pas de contraction provoque par des nerfs mais par reflexe de Frank-Starling

81 Reflexe de Frank-Starling: la force des contraction est ajusté par la pression vasculaire (ex. plus forte pendant activité physique) dès que le sang veineux revient vite ou lentement Augmentation du rythme cardiaque pendant l éffort à cause des changement de pression vasculaires MAIS AUSSI DES CŒUR ACCESSOIRES

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83 I.A. Circulation sanguine Deux grands types de circulation sanguine: - Circulation simple Cœur à quatre compartiments, Sinus veineux, Atrium, Ventricule, Bulbus cordis

84 VALVE SINOATRIAL SINUS VEINEUX CAVITE PERICARDIQUE CONE ARTERIELLE ATRIUM VENTRICULE PERICARDE VALVE ATRIOVENTRICULAIRE VALVE CONIQUE Quatre parties distinctives séparées par des valves (ferme avec la pression) Zone d échange d oxygène au niveau de trabécules du PERICARDE

85 SINUS VEINEUX ATRIUM CONE ARTERIELLE CONE ARTERIELLE VENTRICULE Différence SINUS VEINEUX VENTRICULE ATRIUM BULBE ARTERIELLE BULBE ARTERIELLE VENTRICULE

86 Contraction du ventricule => valve atrioventriculaire se ferme et le sang est expulsé du ventricule pendant que l atrium se remplit Systole

87 Relaxation du ventricule => valve atrioventriculaire s ouvre et le sang rentre dans le ventricule pendant que l atrium se vide Diastole

88 1) Relaxation du sinus veineux & atrium

89 2) Contractionde l atrium Ferme valve sino-atrial

90 3) Atrium se relaxe Ferme valve atrio-ventriculaire

91 4) Contraction du ventricule

92 I.A. Circulation sanguine Deux grands types de circulation sanguine: - Circulation simple Cœur à quatre compartiments, Sinus veineux, Atrium, Ventricule, Bulbus cordis Oui mais les poissons à poumons? Y a t-il un mélange de sang artériel et veineux?

93 L ATRIUM ET LE VENTRICULE SONT SEPARE EN DEUX PAR DES SEPTUMS ET DES JONCTIONS VALVE SINOATRIAL SINUS VEINEUX CHAMBRE ATRIAL GAUCHE (GRANDE) SEPTUM INTER-ATRIAL PARTIEL ATRIUM JONCTIONS ATRIOVENTRICULAIRE SEPTUM INTER-VENTRICULLAIRE CHAMBRE ATRIAL DROITE (PETITE) VENTRICULE VALVE BICUSPIDE AORTE VENTRALE VALVE ATRIOVENTRICULAIRE

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95 L ATRIUM ET LE VENTRICULE SONT SEPARE EN DEUX PAR DES SEPTUMS ET DES JONCTIONS VALVE SINOATRIAL SINUS VEINEUX CHAMBRE ATRIAL GAUCHE (GRANDE) SEPTUM INTER-ATRIAL PARTIEL ATRIUM JONCTIONS ATRIOVENTRICULAIRE SEPTUM INTER-VENTRICULLAIRE CHAMBRE ATRIAL DROITE (PETITE) VENTRICULE VALVE BICUSPIDE AORTE VENTRALE VALVE ATRIOVENTRICULAIRE

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101 I.A. Circulation sanguine Deux grands types de circulation sanguine: - Circulation simple - Circulation double Le cœur est plus compartimenté chez les vertébrés

102 Différentes adaptations mais leurs morphologies cardiaques dans tout ca? Crapaud des pluie désertique Respiration pulmonée Grenouille volante (Borneo) Respiration cutanée et pulmonée Crapaud du lac Titicaca (Perou) Respiration cutanée

103 VEINE PULMONAIRE VALVE SINOATRIAL SINUS VEINEUX CHAMBRE ATRIAL GAUCHE (GRANDE) CHAMBRE ATRIAL DROITE (PETITE) VALVE ATRIOVENTRICULAIRE VENTRICULE PAS DE DIVISION VENTRICULAIRES!!! VALVULE SPIRALEE

104 VEINE PULMONAIRE CHAMBRE ATRIAL GAUCHE (GRANDE) SPHINCTER BLOQUE FLUX PULMONAIRE EN PLONGEE

105 TRABECULES CE SONT LES TRABECULES DU VENTRICULES QUI SEPARENT LE SANG OXIGENE ET NON OXYGENE

106 L ATRIUM ET LE VENTRICULE SONT SEPARE EN DEUX PAR DES SEPTUMS ET DES JONCTIONS VALVE SINOATRIAL CHAMBRE ATRIAL GAUCHE (GRANDE) SEPTUM INTER-ATRIAL PARTIEL ATRIUM JONCTIONS ATRIOVENTRICULAIRE SEPTUM INTER-VENTRICULLAIRE CHAMBRE ATRIAL DROITE (PETITE) VENTRICULE VALVE BICUSPIDE AORTE VENTRALE VALVE ATRIOVENTRICULAIRE

107 TRABECULES CE SONT LES TRABECULES DU VENTRICULES QUI SEPARENT LE SANG OXIGENE ET NON OXYGENE

108 CŒUR A 3 CHAMBRES Canal inter-ventricullaire CŒUR A 4 CHAMBRES Foramen de Panizza

109 CŒUR A 2 CHAMBRE CŒUR A 3 CHAMBRE CŒUR A 4 CHAMBRE

110 Remplissage des deux Atriums

111 CŒUR A 2 CHAMBRE CŒUR A 3 CHAMBRE CŒUR A 4 CHAMBRE

112 Pas de mélange de sang oxygéné Et non oxygéné FLUX PULMONAIRE NORMAL Mélange de sang oxygéné Et non oxygéné REDUCTION DE FLUX PULMONAIRE

113 CŒUR A 2 CHAMBRE CŒUR A 3 CHAMBRE CŒUR A 4 CHAMBRE

114 Pas de mélange de sang oxygéné Et non oxygéné FLUX PULMONAIRE NORMAL Mélange de sang oxygéné Et non oxygéné REDUCTION DE FLUX PULMONAIRE

115 CŒUR A 2 CHAMBRE CŒUR A 3 CHAMBRE CŒUR A 4 CHAMBRE

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