GénéralitésLe sang est continuellement pompé et éjecté hors du coeur par des vaisseaux différents. Il existe deux circuits vasculaires qui ont tous les deux leur origine et leur fin dans le coeur. On parle de petite circulation ou circulation pulmonaire pour l'ensemble suivant :
Coeur droit (oreillette + ventricule)
Artère et veines pulmonaires
Poumons.
C'est dans les capillaires pulmonaires que se font les échanges gazeux au niveau des alvéoles pulmonaires. Le sang est débarrassé de son excès de gaz carbonique et enrichi en oxygène. Le sang oxygéné est drainé par les veines pulmonaires et acheminé vers l'oreillette gauche puis le ventricule droit, c'est le circuit d'oxygénation du sang.
La grande circulation ou circulation systémiqueElle concerne le coeur, les vaisseaux, les tissus et comporte :
Le coeur gauche
L'aorte et ses ramifications
Le système veineux cave.
Le ventricule gauche éjecte le sang dans l'aorte puis dans tout l'organisme jusqu'aux capillaires systémiques. Au niveau des ces capillaires, le sang cède de l'oxygène aux tissus et capte du gaz carbonique. Le sang désaturé en oxygène est ramené par les veines au coeur droit.
Le sang s'écoule toujours d'une région à pression élevée vers une région à pression basse. Ce sont donc les contractions du coeur qui élèvent la pression du sang et assure sa propulsion. Le débit cardiaque est égal à environ six litres/minute pour un adulte soit 360 litres/heure et donc près de neuf m3/jour.
Les compartiments des liquides organiquesLa révolution cardiaque consiste en une alternance de contractions et de relâchement du myocarde. La fréquence des contractions est environ de 75 à 80 pulsations/minute pour un adulte. Ce chiffre peut varier en fonction des exercices, des émotions et du sommeil.
L'ensemble des phénomènes dont le coeur est le siège depuis le début d'une contraction jusqu'au début de la suivante s'appelle une révolution cardiaque. Elle comprend trois temps :
Systole auriculaire
Systole ventriculaire
Diastole générale = diastole auriculaire + diastole ventriculaire
Les définitionsLa systoleC'est la phase du cycle cardiaque pendant laquelle les fibres du myocarde se contractent entraînant une diminution du volume des oreillettes ou des ventricules et comportant le phénomène d'éjection du sang qu'ils contiennent.
La diastoleC'est la période de relâchement du myocarde pendant laquelle les ventricules ou les oreillettes se remplissent de sang.
La systole auriculaireContraction des oreillettes, durée égale à 1/10 de seconde. Le sang qui remplissait les oreillettes est chassé dans les deux ventricules. Les valves auriculo-ventriculaires (tricuspide et mitrale) sont ouvertes car la pression des oreillettes est supérieure à celles des ventricules au moment de la contraction.
La systole ventriculaireContraction des ventricules, elle dure environ 3/10 de seconde. Pendant que les oreillettes se relâchent, les ventricules remplis de sang se contractent. La poussé du sang ferme les orifices auriculo-ventriculaires ou valves (premier bruit du coeur) empêchant le reflux du sang dans les oreillettes et entraînant l'ouverture des valves sigmoïdes, aortiques et pulmonaires. Le sang pénètre alors dans l'aorte et l'artère pulmonaire.
La diastole généralePause des oreillettes et des ventricules, c'est la période de repos du coeur. Pendant ce temps, le sang veineux achève de remplir les oreillettes relâchées et ce remplissage prépare la révolution cardiaque suivante. Le sang ne peut pas refluer dans les ventricules puisqu'il vient buter sur les valvules sigmoïdes qui se ferment (deuxième bruit du coeur). Au total la révolution cardiaque dure 8/10 de seconde et la moitié est consacré au repos du myocarde (8/10 = 1/10 + 3/10 + 4/10)
Les bruits du coeurL'auscultation cardiaque à l'aide d'un stéthoscope permet d'entendre deux bruits. Le premier correspond à la fermeture des valves auriculo-ventriculaires. Celui-ci est plus sourd et plus long que le second et marque le début de la systole ventriculaire. Le deuxième bruit plus court correspond à la fermetures des valves sigmoïdes, aortiques et pulmonaires. Il marque la fin du la systole ventriculaire et le début de la diastole ventriculaire. Ces bruit se succèdent toujours à un rythme : quand le rythme cardiaque est normal ou rythme sinusal.
Il est possible d'enregistrer graphiquement les bruits du coeur : le phonocardiogramme ou ECG. Les maladies valvulaires entraînent l'apparition de bruits anormaux : il s'agit de souffle cardiaque.
Propriétés mécaniques de la fibre cardiaqueLes contractions du muscle cardiaque sont provoquées par des impulsions électriques régulières.
L'élasticitéPropriété passive. La fibre cardiaque est une structure distensible au niveau d'une cavité cardiaque et surtout au niveau du ventricule gauche : on utilise le terme de compliance (rapport entre le volume d'un réservoir élastique et la pression du fluide qu'il contient). Ces variations permettent d'apprécier la souplesse du réservoir. Lorsque le coeur est au repos, sa compliance est grande, il se laisse facilement distendre. A l'inverse, lorsque le coeur est dans une période de contraction, sa distensibilité diminue.
La contractilitéPropriété active. La fibre myocardique est une structure à la fois élastique et contractile, c'est-à-dire qu'elle peut à la fois se distendre et se contracter. La contractilité correspond à la capacité des fibres à fournir une certaine tension durant un certain temps. L'état dans lequel se trouve la cavité (oreillette ou ventricule) au moment où elle est au repos et complètement remplie est définie comme étant la télé-diastole.
Quand le ventricule est en télé-diastole son volume correspond au volume de sang qu'il contient. La pression que le sang exerce sur les parois s'appelle la pression telé-diastolique. Cette pression est la précharge du ventricule c'est-à-dire la force de distension qui étire le muscle ventriculaire avant que son excitation électrique et sa contraction.
Cette précharge est faible pour un ventricule gauche normal. Il y a aussi une adaptation de la puissance contractile du coeur à la quantité de sang qui lui parvient. Si le retour veineux augmente, les fibres myocardiques sont étirées au maximum, la précharge augmente, la contraction sera plus importante pour permettre d'éjecter un volume de sang plus important.
Lors de sa contraction, le ventricule ne peut immédiatement éjecter le sang dans l'aorte, pour pouvoir le faire, il faut qu'il développe une pression supérieure à celle de l'aorte. C'est donc une charge que doit vaincre le coeur qui s'appelle la postcharge. Le ventricule, après avoir vaincu la résistance que lui opposait la pression sanguine, peut enfin éjecter le sang.
Pression à l'intérieur des cavités cardiaquesLes variation de pression à l'intérieur des cavités cardiaques peuvent être enregistrées. On utilise des sondes spéciales ou cathéters et on effectue un cathétérisme cardiaque. Le cathétérisme droit permet d'explorer le fonctionnement du coeur droit par la veine fémorale. Le cathétérisme gauche permet d'explorer le fonctionnement du coeur gauche par la veine fémorale ou humérale.
Au cours d'un effort musculaire, le débit cardiaque peut être multiplié jusqu'à huit fois, c'est donc soit la fréquence cardiaque qui va être modifiée soit le volume d'éjection systolique. La fréquence cardiaque augmente par l'action du système nerveux sympathique. Le volume d'éjection systolique augmente par contraction très puissante qui va donc entraîner une augmentation du volume d'éjection systolique lors de la systole.
L'automatisme cardiaque Le système nerveux intrinsèque
Il s'agit du système nerveux situé dans les parois même du coeur. Même isolé, le coeur continue à fonctionner et continue à se contracter rythmiquement : on dit que le coeur est doué d'automatisme. Cet automatisme est donc du à un groupe de cellules qui commande le coeur à savoir le tissu nodal qui contient les cellules nodales. Le circuit électrique que va suivre l'influx nerveux a quatre niveaux.
Lorsque l'on pose un pacemaker, on pose d'abord la sonde dans le ventricule.
L'altération de ce circuit en un seul point de son trajet peut empêcher la propagation normale de l'influx à travers le myocarde et il y aura donc des troubles de fonctionnement et des troubles cardiaques.
Le système nerveux extrinsèque
C'est le système nerveux végétatif. A l'état normal, il n'intervient en fait que pour modifier l'action cardiaque et pour l'adapter à l'action générale de l'organisme. Le système nerveux végétatif comprend deux éléments : le système parasympathique et le système sympathique.
Le système parasympathique
C'est le système qui permet de freiner le coeur : il s'agit d'un système cardio-modérateur. Il a une double action donc, soit il peut ralentir la fréquence cardiaque soit il va permettre de ralentir la conduction auriculo-ventriculaire et ce grâce à une substance chimique, un neurotransmetteur : l'acétylcholine.
Le système sympathique
Il a l'action inverse. C'est un système cardio-accélérateur. Il a lui aussi une substance chimique qui sert de neurotransmetteur : la noradrénaline.
Cela entraîne que le coeur tout seul ne peut rien faire si le cerveau n'intervient pas, donc il a besoin du cerveau pour fonctionner.
© Jean-Claude THIMOLÉON JOLY
reproduction intégrale interdite, tout extrait doit citer mon site www.theraneo.com/thimoleon
Mots clés : physiologie,coeur,circulation,du,sang,oxygénation
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