5) Intégration systémique A) Homéostasie circulatoire B) Interactions cœur/poumons

Transcription

1 Physiologie du cœur et des vaisseaux D5-1 1) Modélisation de la circulation et Morphologie fonctionnelle 2) Cellules cardiaques et Tissus du cœur 3) Fonctions cardiaques 4) Les vaisseaux A) Circulation systémique B) Circulation pulmonaire 5) Intégration systémique A) Homéostasie circulatoire B) Interactions cœur/poumons

2 Homéostasie circulatoire D5-2 Variables contrôlées Variables CV régulées (parmi d autres)

3 Rappels : Principales pressions dans l organisme Pression atmosphérique extracorporelle Pressions hydrostatiques Gradient d immersion dans l eau du corps Pression extra murale d immersion du cœur : tricuspide = niveau de référence conventionnel (= 0) Rôle de la posture dans la variation des pressions et gradients Pressions intra cardiaques et intra vasculaire La pompe cardiaque est un amplificateur de pre charge Pressions instantanées au cours du cycle cardiaque, du cycle vasculaire Pression moyenne intra vasculaire: Pression motrice (convective) intra vasculaire : Pression transmurale Distribution des V, d eau et de sang, en fonction de P Les vaisseaux sont + déformables (compliance) Pertes de charge dans la circulation Pression intra luminale et Tension intra pariétale : Loi de Laplace D5-3

4 Homéostasie circulatoire D5-4 Deux régulations essentielles : Régulation de P art systémique principalement: régulation de post charge Régulation de la volémie principalement: régulation de pre charge

5 Homéostasie circulatoire D5-5 Boucle de régulation (rappels PACES)

6 Régulation de Part systémique D5-6 Variable régulée : pression proximale Valeur effective de Part systémique En regard des capteurs, (barorécepteurs) : c est la seule valeur que l organisme connaît puisque c est le seul endroit où la pression est mesurée. Capteurs hauts situés : au dessus du cœur. Valeur de consigne de Part systémique Dans les centres, Dépend de l état de l organisme

7 Régulation de Part systémique D5-7 Les Systèmes d information sur Part : 3 mécanismes en série donc interdépendants 1. Baroréflexe instantané, 2. Barodétection différée, rénale, 3. Relai différé avec amplification lente. Le système fonctionnel interactif

8 Le Baroréflexe instantané D5-8 Système d information du baroréflexe : Capteurs Afférences Centres Efférences

9 Le Baroréflexe instantané D5-9 Capteurs : Plusieurs zones baro sensibles Terminaisons Baro sensibles Fréquence de décharge Diamètre du sinus carotidien (%) N Pour la même valeur de pression moyenne, la pression pulsatile génère une plus grande fréquence de décharge que la pression continue. PA (mmhg) 1) N de décharge croît avec P art effective

10 Le Baroréflexe instantané D5-10 Afférences : 2) La «désafférentation» progressive en 1,2,4 entraîne un accroissement étagé de Fc et de Part. 3) Les centres sont donc spontanément hyper actifs et inhibés par la fréquence des décharges des capteurs, transmise par les afférences. Part Fc

11 Le Baroréflexe instantané D5-11 Centres et efférences principales : Perturbation = Hypo TA Perturbation = Hyper TA Nerf de Hering Nerf de Hering N - n. Ludwig - N+ et Cyon Compensation : Hyper activité Σ Cardio accélératrice Vasoconstrictrice Σ + + PΣ + Cœur + Vaso motricité AJG n. Ludwig et Cyon Compensation : Hyper activité PΣ Cardio modératrice Vaso-dilatatrice Σ - PΣ + - Cœur - Vaso motricité - AJG

12 Le Baroréflexe instantané D5-12 Centres et efférences principales: 1) La destruction des centres lors du coma dépassé entraîne une diminution progressive de pression artérielle systémique secondaire à l absence d émission des signaux par les centres et de leur transmission par les efférences. 2) Cela confirme que le système fonctionne avec une hyperactivité spontanée des centres, + inhibée par l hyperpression artérielle et inversement, libérée par l hypo pression artérielle

13 Le Baroréflexe instantané D5-13 Efférences vers les Effecteurs : Hyperactivité Ortho Sympathique Activation : Cœur et expression des récepteurs ß, Adaptation homéométrique adrénergique Localisation : Auriculaire & Ventriculaire Circulation coronaire Médullosurrénale = relai pour contrôle humoral Adrénaline circulante : activation α et ß Noradrénaline circulante : activation α Vaisseaux : expression = bilan de la distribution, α : constriction ß : levée de la vasoconstriction

14 Le Baroréflexe instantané D5-14 Efférences vers les Effecteurs : Hyperactivité Para Sympathique, Modération : Cœur et expression des récepteurs, Adaptation homéométrique cholinergique Localisation : Nœud sinusal exclusivement: Peu d effets vasculaires : levée de l activité Σ, la peau pour l essentiel

15 Régulation de Part systémique D5-15 Les Systèmes d information sur Part : 3 mécanismes en série donc interdépendants 1. Baroréflexe instantané, 2. Baro détection différée rapide, rénale, 3. Relai différé avec amplification lente.

16 2. Baro détection différée, rénale Système rénine angiotensine Appareils juxta glomérulaires Baro réception de l artériole afférente Angiotensinogène, rénine, angiotensine Efférences : angiotensine II Mise en œuvre Résultat : Amplification de l effet vasoconstricteur systémique sympathique par la baro réception des artérioles afférentes glomérulaires sécrétrice de rénine. D5-16

17 Régulation de Part systémique D5-17 Le/les Systèmes d information sur Part : 3 mécanismes en série donc interdépendants 1. Baroréflexe instantané, 2. Baro détection différée rapide, rénale, 3. Relai différé avec amplification lente.

18 Relai différé et amplification lente Système angiotensine II, III, Aldostérone Appareils juxta glomérulaires Efférences angiotensine III Relai surrénalien et aldostérone Effecteur rénal tube contourné distal réabsorption Na + Résultats : Rétention hydro sodée, augmentation pool sodé Amplification de la régulation systémique Rétroaction par effet presseur et volémique D5-18

19 Régulation de Part systémique D5-19 1) Les Systèmes d information sur Part : 3 mécanismes en série donc interdépendants 1. Baroréflexe instantané, 2. Baro détection différée rapide, rénale, 3. Relai différé avec amplification lente. 2) Le système fonctionnel interactif bilan associé.

20 Régulation de Part systémique D5-20 Système fonctionnel interactif Contrôle fonctionnel du bilan d énergie hémomécanique Cœur La contraction périodique du muscle cardiaque génère de la pression dans le sang des cavités et produit le débit de sang nécessaire à la régulation de la valeur de pression artérielle des gros troncs proximaux. Travail et puissance sont produits P x V = W = travail (joules) P x V/t=W/t=W = puissance (watt) Vaisseaux L énergie de pression génère : transport et distribution du sang. dissipation de l énergie contenue dans le sang par frottements pariétaux avec perte de charge : Energie et puissance sont dissipés W= quantité de chaleur dissipée (joules) W/t=W puissance dissipée (watt) Mise en œuvre des fonctions : Autonomie, Contrôle en temps réel Adaptation en temps différé Mise en œuvre de la vasomotricité : Autonomie, Contrôle en temps réel Adaptation en temps différé

21 Régulation de Part systémique D5-21 Modulation des réponses par : Afférences sensitives Nociception Chaud et froid Proprioception Afférences sensorielles vision, audition etc Afférences corticales

22 Régulation de Part systémique D5-22 Mise en œuvre et états de l organisme Toujours se poser la Question : Quelle est la perturbation initiale? Exemples : Changements de posture : diminution de pre charge. Sommeil : réduction des métabolismes. Vigilance : modulations corticales, sensitives et sensorielles. Exercice musculaire : effondrement de post charge. Grossesse : diminution de la valeur de consigne. Vieillissement : compliances & résistances, vasculaires

23 Régulation de Part systémique D5-23 Ex : exercice musculaire dynamique 1) L effondrement de post charge ne se voit pas car Q t augmente. 2) L hyperactivité Σ augmente R dans tous les territoires vasculaires non protégés. 3) Les vasoconstrictions viscérales entraînent une redistribution du sang vers les muscles (petites résistances). 4) Au total : Le cerveau commande, le cœur et les vaisseaux transportent le sang, les muscles agissent transitoirement.

24 Régulation de Part systémique D5-24 Diagnostics des défaillances du système Système d information : Rarement en cause, exception dans le coma dépassé Effecteurs défaillants: maladies en cause Cœur = défaillance cardiogénique facteur initial = débit cardiaque inadéquate Vaisseaux : défaillances périphériques facteur initial = résistances vasculaires Survie : longtemps possible en hypertension; compromise d emblée en collapsus puisque associée rapidement à, souffrance et choc tissulaire.

25 Homéostasie circulatoire D5-25 Deux régulations essentielles : 1. Régulation de P art systémique En fait : régulation de post charge 2. Régulation de la volémie En fait : régulation de pre charge

26 Régulation de la volémie D5-26 Variable régulée : Valeur effective en regard des capteurs Pression veineuse centrale, Régulation seulement indirecte de la volémie du secteur très compliant. Valeur de consigne?

27 Régulation de la volémie D5-27 Système d information : Capteurs Afférences Centres Efférences

28 Régulation de la volémie D5-28 Système d information en hyper volémie: Capteurs 2 types de cellules 1) Sécrétrices du FAN (les BNP) afférences, centres? effecteur rénal : natriurèse 2) inhibitrice des osmorécepteurs sécréteur d ADH afférences nerveuses centres sécréteurs d ADH effecteur rénal : eau libre

29 Régulation de la volémie D5-29 Sécrétion d ADH

30 Régulation de la volémie D5-30 Système d information en hypo volémie: Capteurs 2 types de cellules 1) moins de sécrétion du FAN (les BNP) afférences, centres? effecteur rénal : natriurèse moindre 2) Hypersécrétion ADH par levée inhibitrices afférences nerveuses centres sécréteurs d ADH effecteur rénal : réabsorption eau libre

31 Régulation de la volémie D5-31 Effets de l ADH : Le signal ADH n est pas un signal binaire. A valeurs croissantes de [C] les effets de l ADH sont : anti diurétiques anti hypovolémiques anti hypotenseurs vaso presseurs (vasopressine)

32 Régulation de la volémie D5-32 Système fonctionnel interactif : Contrôle fonctionnel du Bilan de l eau Comportement de boisson (entrée) Réabsorption rénale eau libre (sorties ajustables) Contrôle fonctionnel du Bilan du Na + Comportement alimentaire Filtration, réabsorption, rénales du Na+

33 ADH et Interactions régulatrices Priorités des secours physiologiques!! 1 ère : Pression artérielle 2 ème : Volémie 3 ème : Osmolarité Résumé : Effets hiérarchisés de l ADH : En situation d hypovolémie, voire d hypotension, les concentrations d ADH sont tellement grandes que la régulation de l osmolarité est sacrifiée. Inversement l osmolarité n est bien régulée qu en situation de volémie et de pression artérielle normales. D5-33

34 Physiologie du cœur et des vaisseaux D5-34 1) Modélisation de la circulation et Morphologie fonctionnelle 2) Cellules cardiaques et Tissus du cœur 3) Fonctions cardiaques 4) Les vaisseaux A) Circulation systémique B) Circulation pulmonaire 5) Intégration systémique A) Homéostasie circulatoire B) Interactions cœur/poumons

35 Interactions, Cœur & Poumons D5-35 Interactions physiologiques, V A (l/min) & Q t (l/min) Au repos : V A est voisine de Q t A l exercice physique modéré puis intense : V A augmente plus vite que Q t. Donc les V A/Q augmentent. Ordre de grandeur des variations à V O2 max : V A max = (> 20) * V A repos Q t max = (3 à 5) * Q t repos

36 Interactions, Cœur & Poumons D5-36 Interactions pathologiques, qq exemples : Maladies aigues : Choc CV et dyspnée Cardiogénique : fonction VG et + Q t inadéquat. Systolique : ex Infarctus du myocarde, Arythmies (éjection) Diastolique : péricardites tamponnade (remplissage) Vasoplégique : RVS, post charge et + hyperkinésie VG Médiateurs de l allergie : anaphylaxie Toxines septiques : septicémies et choc septiques Hypovolémique vrai : pre charge Pertes liquidiennes : deshydratation, hémorragies Obstructif Vasculaire Pulmonaire : RVP et + défaillance VD Cœur Pulmonaire aigu de l embolie pulmonaire Maladies Chroniques Cœur pulmonaire chronique BPCO, HTAP, etc RVP et + adaptation VD