Pre requis : Biophysique, Physiologie de PACES D1-1. Octobre 2013

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1 Physiologie du cœur et des vaisseaux Objectifs : Comprendre : 1) le Contrôle de la mise en jeu des fonctions (des effecteurs) cardio-vasculaires dans chacun des états de l organisme, automatiques ou volontaires. 2) L Adaptation ou la Désadaptation de ces fonctions dans le contexte éventuel : des modifications environnementales, de la motricité et des maladies. 3) l Homéostasie circulatoire et sa place dans celle de l organisme : Régulation de Part et de la volémie Pre requis : Biophysique, Physiologie de PACES D1-1

2 Physiologie du cœur et des vaisseaux 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 D1-2

3 Physiologie du cœur et des vaisseaux D1-3 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

4 Modélisation de la circulation D1-4 Schéma simplifié de la boucle circulatoire: Petite circulation : P 1 P 2 P 1- P 2 = Rpulm X Q T droit Grande circulation Rvisc (= résultante) P1 P2 = Rsyst X Q T gauche Avec : Rsyst = Ra + Rvisc + Rv 1/Rvisc=1/R1+1/R2+1/Rn

5 Modélisation de la circulation D1-5 Schéma simplifié de la boucle circulatoire: Cœur gauche et Grande Circulation Systémique Rsyst: Résistance vasculaire grande donc P1: Pression artérielle systémique grande Δ(P1-P2) : Perte de charge systémique grande à l état stable : Q T droit =Q T gauche Cœur droit et Petite Circulation pulmonaire Rpulm : Résistance vasculaire petite P 1 : Pression artérielle pulmonaire petite Δ(P 1 P 2) : Perte de charge pulmonaire petite

6 Modélisation de la circulation D1-6 Schéma simplifié de la boucle circulatoire: Interactions locales des pressions (cf PACES) Extra vasculaires «Hydrostatiques» Intra vasculaires «dynamiques convectives» Transmurales : elles déforment les vx, les capteurs Attention!! à la symbolique, aux unités, à la sémantique aux lois & principes qui s appliquent. Exemple : Charges = Forces ou Pressions (Cf théorème de Bernoulli).

7 Modélisation de la circulation D1-7 Grande Circulation dite «Systémique» Résistance systémique = 3 Resistances en série : Artérielle, Proximale, constante = Ra vasomotricité absente, résistance constante pression grande, constante et régulée (capteurs). Artériolaire et capillaire Viscérale variable = Rvisc contrôle vasomoteur nerveux et hormonal important, vasodilatation : inhibition vasoconstriction dépendante du métabolisme, = composante variable de R systémique totale. exceptions : les circulations dites protégées Veinulaire et veineuse systémique peu variable = Rv

8 Modélisation de la circulation D1-8 Petite Circulation dite «pulmonaire» Dédiée exclusivement à la fonction pulmonaire Artérielle : distributive à «basse» pression, Capillaire : échanges gazeux alvéolo-capillaires Veineuse : drainage et retour gauche Interactions avec la circulation «nourricière» : dérivation de la circulation artérielle systémique drainage veineux dans les veines pulmonaires (expression du shunt anatomique)

9 Modélisation de la circulation D1-9 Interactions mécaniques contenant/contenu Mécanique pariétale, composantes : Passive = notions de Compliance, de Résistance Contrôle de la vasomotricité Efférences nerveuses Systémique et/ou locale Efférences hormonales Expression des récepteurs (cibles) Expression de leur localisation & répartition Bilan constriction/dilatation des vx sur : Distribution régionale des résistances Résistance circulatoire totale Valeur et Distribution du débit cardiaque

10 Modélisation de la circulation D1-10 Interactions mécaniques contenant/contenu Hémomécanique : principales grandeurs Volume sanguin et distribution ( fixée et/ou variable) Pressions Intra luminale, statique, dynamique, transmurale, Régulées ou non Charges et Pertes de charges vasculaires Débits, Locaux, régionaux, Instantanés et moyens Résistances (perte de charge/unité de débit) Variables, perturbatrices du système Jamais réellement mesurées, Toujours calculées Compliance (Δvolume/ Δ Pression transmurale)

11 Mais tout est bien plus complexe car : Q T n est pas constant mais variable périodique : pulsatile, accéléré et décéléré au cours du cycle Q périphériques varient en terme : «De forme» du centre (cœur) vers la périphérie (tissus) de répartition en fonction des activités de l organisme ΔP dépendent de 3 facteurs variables : Résistance des vaisseaux (Cf) Compliance des parois déformables soit passivement soit activement contraction/relâchement des parois cardiaques vasoconstriction/vasodilatation Inertie des mises en mouvements du sang D1-11

12 Physiologie du cœur et des vaisseaux 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 D1-12

13 Cœur : Morphologie Fonctionnelle D1-13 Séreuse péricardique Cœur gauche et Cœur droit Parois inter cavitaires et Valvules Pédicule vasculaire Circulation coronaire Efférences nerveuses

14 Séreuse péricardique D1-14 S. Pariétale de face S. Viscérale de face épicarde de face pelage pelage S. Pariétale en OAG S. Pariétale en OPD S. Pariétale en OAG

15 Cœur gauche et cœur droit D1-15 Deux pompes cardiaques indépendantes Cœur droit : OD et VD vers Artère Pulmonaire Cœur gauche : OG et VG vers Aorte Parois externes VD : antérieure et droite : petite puissance OD : postéro-supérieure et droite VG : antérieure et gauche : forte puissance OG : postéro-supérieure et gauche Sillons, inter ventriculaire et inter auriculo ventric.

16 Parois Externes D1-16

17 Parois inter Cavitaires et valvules Parois intercavitaires: Inter ventriculaire étanche Inter auriculo-ventriculaire et valves Inter auriculaire et trou de Botal Valvules Inter auriculo-ventriculaires Tricuspide à D et mitrale bicuspide à G Avec piliers et cordages Valvules Inter ventriculo-artérielles Pulmonaire et aortique :3 valves sigmoïdes Sans pilier ni cordage D1-17

18 Parois inter Cavitaires et valvules D1-18

19 Parois inter Cavitaires et Valvules D1-19 Valvules et valves inter auriculo-ventriculaires avec piliers et cordages ventriculo-artérielles : sigmoïdes, aortique et pulmonaire

20 Parois inter Cavitaires et valvules Fonctionnement valvulaire Configuration anatomique d ouverture Gradients de pression Bruits de fermeture Écoulements : Antérograde Rétrograde Valvules : Suffisantes Insuffisantes ou rétrécies Souffles (turbulences) Rétrécissement Insuffisances Fermeture bruyante 1 2 P1 < P2 Valves saines Ouverture silencieuse 1 2 P2 < P1 D1-20

21 Parois inter Cavitaires et valvules Base du cœur = Tissu fibreux inexcitable Vue d en dessous D1-21 Valvule tricuspide (3 valves) Valvule mitrale (2 valves) Valvule sigmoïde pulmonaire (3 valves) Valvule sigmoïde aortique (3 valves)

22 Parois inter Cavitaires et valvules Base du cœur = vue d en haut D1-22

23 Circulation coronaire D1-23 Artérielle Systémique et Terminale 1 ère dériv Ostium post droit Ostium antérieur gauche Diastolique Protégée (vasoconstriction Symp.) Nutritionnelle 5% de Q t Proportionnelle à Q t D (a-v) O 2 max Veineuse suit les artères drainage sinus coronaire déclive dernier mélange (OD)

24 Circulation coronaire D1-24

25 Circulation coronaire D1-25 Vascularisations pariétales principales Antérieure: inter ventriculaire antérieure (>50% VG) Inférieure : coronaire droite Postérieure : circonflexe Ostium coronaire et sinus de Valsalva

26 Débit sanguin coronaire V. Droit & V.gauche Circulation coronaire D1-26 Pressions et débits sanguins coronaires Pendant la systole, la contraction myocardique augmente la résistance des a. perforantes coronaires. Le débit coronaire est donc max lorsque la résistance est min donc pendant le relâchement myocardique de la diastole. La différence observée entre débits coronaires D et G est secondaire, à la quantité de myocarde et aux plus grandes valeurs de pressions intra cavitaires à gauche. Pression aortique systole diastole

27 Pédicule vasculaire D1-27 Posture et gravité terrestre Primate Quadrupède Conséquences sur la Circulation sanguine intracardiaque Auriculo-ventriculaire passive avec remplissage V. gravitationnel Ventriculo-artérielle active avec éjection V. anti gravitationnelle

28 Efférences nerveuses D1-28 Contrôle «filaire» de l activité cardiaque Ortho-sympathique Modulation corticale para-sympathique automatismes Tronc cérébral et moelle neurone pre ganglionnaire neurone post ganglionnaire Ach.Nicotinique Ach. muscarinique Ach. Nicotinique NorAd