Chapitre IV : Circulation sanguine Problème scientifique : Introduction : Comment, chez les mammifères, le cœur permet-il l irrigation des organes en sang oxygéné? Le sang apporte aux organes les nutriments et le dioxygène nécessaires à leur fonctionnement. Il se charge en O2 au niveau des poumons. Le cœur le distribue ensuite à l ensemble des organes. En situation d effort physique, l organisme doit faire face à la surconsommation en dioxygène des cellules musculaires.le système cardiovasculaire et le système respiratoire modifient alors leur activité pour permettre un meilleur approvisionnement en dioxygène des muscles. I) Organisation générale de l appareil circulatoire et du cœur : A Schéma de la circulation générale et de la circulation pulmonaire 1) disposition en série des 2 circulations - Le sang envoyé par le ventricule droit vers les poumons, revient à l oreillette gauche : c est la circulation pulmonaire. - Le sang envoyé par le ventricule gauche vers les organes, revient à l oreillette droite : c est la circulation générale La disposition en série des circulations générale et pulmonaire permet la recharge en O2 de l ensemble du volume sanguin et permet également de mettre en mouvement la même quantité de sang contenant de l O2 que du sang appauvri en O2 2) disposition en parallèle des organes dans la circulation générale La disposition en parallèle de l irrigation permet une redistribution des débits sanguins locaux. Au cours de l effort, les organes n intervenant pas dans cette activité physique (reins par ex) voient leur débit sanguin relatif diminuer au profit des organes actifs : les muscles et le coeur se contractent, la peau évacue la chaleur. 1
B Schéma anatomique du cœur Carte d identité du cœur - masse : 250 à 300 g - débit : 7200 l /Jour = 5 millions de litres de sang par an - cadence : 100 000 battements par jour en moyenne - canalisation : 100 000 km de vaisseaux (coronaires) - pathologie : infarctus du myocarde ; angine de poitrine Le cœur est un muscle creux constitué de deux parties : cœur droit et cœur gauche, séparés par une cloison interventriculaire. Chaque partie referme 2 cavités (1 oreillette et 1 ventricule) séparées par des valvules auriculo-ventriculaires. De gros vaisseaux se raccordent au cœur de manière à pouvoir faire circuler le sang à travers tout l organisme. Le sang circule dans un seul sens dans le cœur. 2 ) La circulation du sang dans le cœur Logiciel exploration cardiaque Lecture du film : la révolution cardiaque Exercice ( replacer les documents dans l ordre chronologique, titrer chaque document, commenter brièvement chaque document document 3 ) Exercice d entraînement 3 page 125 II) Automatisme et révolution cardiaques : A Mise en évidence de l automatisme cardiaque Observation des battements cardiaques dans divers organismes animaux fonctionnement autonome du cœur isolé dans le cadre de la transplantation cardiaque humaine. Le muscle cardiaque est 'myogénique'. Ceci veut dire qu'à la différence du muscle squelettique, qui a besoin d'un stimulus conscient ou réflexe, le muscle cardiaque s'excite lui-même. Les contractions rythmiques se produisent spontanément, bien que leur fréquence puisse être affectée par des influences nerveuses ou hormonales telles l'exercice ou la perception de danger. 2
B Les différentes étapes de la révolution cardiaque La fréquence cardiaque au repos est de 55 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 collectivement appelés la révolution cardiaque. Celle-ci consiste en trois étapes majeures : la systole auriculaire, la systole ventriculaire et la diastole: 1. Au cours de la systole auriculaire, les oreillettes se contractent et éjectent du sang vers les ventricules (remplissage actif). Une fois le sang expulsé des oreillettes, les valves auriculo-ventriculaires entre les oreillettes et les ventricules se ferment. Ceci évite un reflux du sang vers les oreillettes. La fermeture de ces valves produit le son familier du battement du cœur. 2. La systole ventriculaire implique la contraction des ventricules, expulsant le sang vers le système circulatoire. Une fois le sang expulsé, les deux valves ventriculo-artérielles se ferment. Ainsi le sang ne reflue pas vers les ventricules. La fermeture des valvules produit un deuxième bruit cardiaque plus aigu que le premier. Pendant cette systole, les oreillettes maintenant relâchées, se remplissent de sang. 3. Enfin, la diastole est la relaxation de toutes les parties du cœur, permettant le remplissage (passif) des ventricules, par les oreillettes droites et gauches et depuis les veines caves et pulmonaires. Le cœur passe 1/3 du temps en systole et 2/3 en diastole. L'expulsion rythmique du sang provoque ainsi le pouls que l'on peut tâter. Schéma à fabriquer page 7 III) Modulation de l activité cardiaque : A Action des nerfs sympathiques et parasympathiques La puissance et la fréquence des contractions sont modulées par des centres situés dans le bulbe rachidien, par le biais de nerfs cardio-modérateur et cardio-stimulateur. Ces centres nerveux sont sensibles aux conditions sanguines: ph, concentration en dioxygène. (Belin Ed 2004) 3
(Belin Ed 2004) 4
Interpréter les résultats des expériences précédentes : La stimulation des nerfs parasympathiques ou vague entraîne une diminution du rythme Cardiaque ce sont des nerfs cardiomodérateurs. La stimulation des nerfs sympathiques ou cardiaque entraîne une augmentation du rythme cardiaque ce sont des nerfs cardioaccélérateurs. Ces nerfs fonctionnent en même temps, mais présentent des activités plus ou moins intenses le rythme cardiaque qui en résulte est obtenu en fait par sommation algébrique des signaux nerveux émis. B Influence de facteurs internes et externes sur le rythme cardiaque Les émotions fortes, le stress, l effort physique régulier, une hygiène alimentaire convenable vont participer à la modulation du rythme cardiaque. Remarque médicale : La défaillance du cœur, organe vital, peut nécessiter une prise en charge urgentissime. L'arrêt cardiaque est une urgence médicale absolue. Il se manifeste par un état dit de «mort apparente» : 1. inconscience : c'est à dire l'absence de réaction à la douleur ou à un ordre verbal simple. 2. l'arrêt de la respiration, que l'on peut constater en observant l'absence de mouvement de la poitrine et l'absence de tout bruit respiratoire. 3. abolition des pouls, en particulier, carotidien (ce point ne constitue pas un élément fiable : avec le stress, la personne cherchant à prendre le pouls sent parfois son propre pouls au bout des doigts). - La maladie coronarienne est une maladie des artères coronaires qui prive le muscle cardiaque d'oxygène. Réversible, elle peut causer une douleur thoracique sévère appelée angine de poitrine - L'occlusion aiguë d'une artère provoque la mort des cellules du muscle cardiaque (infarctus du myocarde). - L'insuffisance cardiaque est la perte progressive de la capacité du cœur d'assurer le débit sanguin. Elle se manifeste par une dyspnée (essoufflement), par des œdèmes des membres inférieurs et peut aller jusqu'à l'œdème aigu du poumon. -L'arythmie du cœur est une irrégularité du battement du cœur. Un trouble de conduction entraîne une Bradycardie (ou cœur trop lent). - L'embolie pulmonaire est l'obstruction d'une artère pulmonaire par un caillot. - Les maladies congénitales du cœur, c'est-à-dire une malformation du cœur, il peut y avoir des inversions des ventricules, des oreillettes ou des deux, malformation des vaisseaux proches du cœur, ou plus fréquemment un mauvais cloisonnement par les septums, particulièrement la non fermeture du foramen ovale entre les oreillettes. Conclusion Le cœur est un organe creux, dont le rôle est d assurer la circulation du sang dans l organisme. Le fonctionnement de cet organe induit une circulation à sens unique. Cet organe autonome voit son activité moduler par des centres nerveux situés dans le bulbe rachidien, via des nerfs. 5
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Planche exercices : Exercice 1 : Compléter le document suivant. Exercice 2 : Exercice 3 : 8