Cours N 5 de Physiologie Appliquée 12/11/08 à 17h30 Prof : Dr. Teisseire Ronéotypeurs : Hugo Krebs et Maximilien Sochala La Microcirculation 1/7
I) Introduction II) Caractéristiques de la microcirculation 1) Diamètre des capillaires 2) Densité capillaire 3) Distance inter capillaire 4) Variation de vélocité des GR 5) Pressions 6) Hématocrite (Ht) III) Expériences de quantification de la microcirculation 2/7
I) Introduction Définition : Circulation dont le diamètre des vaisseaux est inférieur à 200 µm. Rôles : Résistance vasculaire +++ HTA Prolifération des tumeurs solides (métastases) => pharmacologie importante en cancérologie : inhibition de l installation de la microcirculation. La paroi des vaisseaux est constituée de cellules endothéliales. En cas d HTA ou de diabète, il y a une perturbation des cellules endothéliales et de leurs effets, et donc une régulation du flux perturbée. En somme, cette microcirculation est peu connue car chaque organe en a une qui lui est propre. Schéma microcirculation : ARTERE Epaisseur notable de cellules musculaires lisses Une seule couche de cellules endothéliales ARTERIOLES PRE-CAPILLAIRES Une seule couche de cellules musculaires lisses Une seule couche de cellules endothéliales (très réactives au NO) ARTERIOLES TERMINALES (présences possibles de shunts artério-veineux *) CAPILLAIRES => diamètre compris entre 4 et 7 µm. SYSTEME VEINULAIRE Puis symétrie Couche de cellules musculaires lisses modeste =>réactivité pharmacologique moindre. *Remarque : La théorie de la migraine repose sur l existence de shunts artério-veineux au niveau de la microcirculation cérébrale. Ouverture shunts diminution de l apport d O 2 souffrance cellulaire libération de substances vaso-actives vasodilatation des gros troncs cérébraux migraine. Pour calmer sa migraine, le patient se masse les tempes. Traitement : agonistes sérotoninergiques (Triptan) vasoconstriction fermeture des shunts. 3/7
Contre-indication : Angor cellules endothéliales atteintes. Or la sérotonine est d une part un vasoconstricteur des cellules musculaires lisses, et d autre part un vasorelaxant endothélium-dépendant. De fait, lorsque les cellules endothéliales sont lésées, l effet vasoconstricteur prédomine, entraînant des complications pouvant aggraver l angor. Remarque : On peut classer les artérioles en fonction du diamètre. Géométrie des systèmes de microcirculation : Cremaster de rat : muscle des testicules de rat, très fin, de 200 µm. structure en éventail Muscle du lapin structure longitudinale : arrivée de l artère à droite et de la veine à gauche. Microcirculation d alvéole pulmonaire structure en «deux mains posées sur un ballon» (chaque main étant un lit vasculaire) INHOMOGENEITE DE LA MICROCIRCULATION II) Caractéristiques de la microcirculation 1) Diamètre des capillaires Etude chez l animal Le diamètre des capillaires oscille entre 8 et 4,1 µm, selon les organes et les espèces animales. Chez l homme, le diamètre moyen des capillaires est de 5 à 6 µm. Cependant le diamètre des globules rouges est de 7,5 µm. Est-ce un défaut de la nature??? Non, bien sûr! Les hématies se déforment pour passer dans les capillaires, de plus le contact entre la paroi capillaire et celle du GR facilite les échanges d O 2 et de nutriments. Certains capillaires ont un diamètre de 2 à 3 µm, dans ce cas les GR ne passent pas, seul le plasma peut, et il y a une augmentation abrupte des résistances. Ce diamètre est appelé diamètre critique. En cas d anoxie tissulaire, le diamètre des capillaires n étant pas fixe, ce dernier augmentera. 2) Densité capillaire L arrivée de sang dans les tissus dépend du diamètre des capillaires mais aussi de leur nombre. Ainsi, leur densité varie selon les organes. Définition : Densité capillaire (DC) = Nombre de capillaires / mm 2 4/7
Exemple : Cœur : DC = 2000 à 3000 / mm 2 Muscles périphériques : DC = 700 / mm 2 Nonobstant, il existe une différence entre : DC anatomique (augmentation de cette dernière par un exercice musculaire régulier) DC physiologique (recrutement de capillaires au cours d un exercice musculaire brusque) 3) Distance inter capillaire Plus le nombre et le diamètre des capillaires augmente, plus la distance inter-capillaire diminue, plus l oxygénation tissulaire sera meilleure. 4) Variation de vélocité des GR Grosses artérioles cm / s Dernière partie de l arbre vasculaire mm / s Cela entraîne des modifications permanentes du passage du sang à travers la microcirculation, ce qui est la meilleure façon de réguler la distribution des GR dans les différentes parties de l organisme. 5) Pressions Plus l on descend dans l arbre vasculaire, plus les pressions diminuent. Ainsi dans les artérioles terminales la pression artérielle est de 10 à 20 mmhg, tandis qu au niveau des veinules elle n est que de quelques mmhg. On note une chute de la PA au niveau des artérioles de 100 à 200 µm de diamètre (où les résistances sont les plus élevées), sièges de la régulation de la PA. On observe une nature pulsatile importante de l onde de pression dans les artérioles, et également dans les veinules, et ce de manière plus modeste. Les mouvements de VC ont un rythme de 1 à 2 pulsations / min dans les grosses artères et le rythme s élève à 15 à 20 pulsations / min dans les artères terminales. Qu est ce qui détermine cette vasomotion??? La rythmicité ce qui permet une meilleure distribution des GR dans les capillaires. 6) Hématocrite (Ht) Il y a une évolution de l Ht tout au long de la microcirculation : Dans les artères de 100 µm de diamètre Ht normale. Dans les capillaires Ht diminuée à 20%. Plus l Ht est grande, plus le liquide est visqueux. Donc si l Ht est faible dans les capillaires, meilleure sera l oxygénation! Prenons l image du sang tel une confiture : pour faire passer cette confiture dans la microcirculation, est réalisée une hémodilution diminuant la viscosité de la confiture = Ht diminuée. 5/7
Remarque : The Fahraeus-Lindqvist effect : il y a une différence de vitesse entre le GR et le plasma lorsque la résistance diminue (car l Ht et donc la viscosité sont diminuées), le GR fuse au centre du capillaire tandis que le plasma est ralenti au contact des parois. III) Expériences de quantification de la microcirculation Pour réaliser ces expériences, on utilise des animaux vivants, anesthésiés et sans mouvement. (Se souvenir que porter de la fourrure, c est porter la mort!!) A l aide d un microscope associé à une caméra, on observe la microcirculation musculaire périphérique et on peut donc mesurer le diamètre et la vitesse des GR dans ces vaisseaux (i.e. le débit). On note une différence de sensibilité à la noradrénaline (vasorelaxante) selon le diamètre des artères. Au niveau du glomérule, la réactivité à l angiotensine 2 est différente entre l artère afférente et efférente. Lorsque l on prend pour cobaye un rat vivant rasé, anesthésié localement dans une chambre métallique, on l incise légèrement pour observer la microcirculation. Dans le cas d une multiplication de cellules tumorales, on peut observer la microcirculation de la tumeur et trouver des substances qui inhibent l angiogénèse (pharmacologie +++). Technique du vaisseau isolé : Vaisseau de 60 à 100 µm entre 2 micropipettes observées au microscope. Système vasculaire fluorescent en fonction du temps : Manipulation intéressante car on voit l influence du diamètre sur la répartition globulaire lors d une bifurcation de vaisseaux. Chez l homme : on peut faire un fond d œil, observer la pulpe de l ongle, utiliser des appareils portatifs pour évaluer la microcirculation dans la bouche du patient mais tout cela reste très difficile. 6/7 Noter qu il n y avait pas de diapos pour ce cours passionnant.
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