★ À maîtriser
Le système cardiovasculaire assure un débit sanguin qui apporte oxygène et nutriments aux organes et tissus et élimine les déchets métaboliques.
Dans les poumons, le sang capillaire libère du dioxyde de carbone et se charge en dioxygène.
📌 La vasorelaxation élargit le calibre des artérioles, diminue les résistances et augmente le débit, tandis que la vasoconstriction rétrécit leur calibre, augmente les résistances et diminue le débit.
Les artérioles constituent le principal site de résistances vasculaires ajustables et participent à l’adaptation locale du débit et à la régulation de la pression artérielle.
Au niveau des capillaires tissulaires, l’oxygène et les nutriments diffusent du sang vers les cellules, tandis que le dioxyde de carbone et les déchets métaboliques diffusent des cellules vers le sang.
Les veines contiennent environ les deux tiers du volume sanguin total et forment un réservoir à capacité variable.
Compléments
Les organismes unicellulaires ou peu cellulaires échangent directement avec leur environnement par diffusion, mais cette solution devient insuffisante chez les organismes complexes car le temps de diffusion augmente avec le carré de la distance.
Les principales interfaces d’échange sont : les poumons pour les gaz respiratoires, l’appareil digestif pour l’entrée des nutriments et l’élimination de la bile et des sécrétions digestives, les reins pour l’élimination des déchets solubles
Au niveau pulmonaire, la distance entre l’air alvéolaire et les capillaires pulmonaires est inférieure à 1 μm, ce qui favorise les échanges rapides par diffusion.
Les tissus à forte activité métabolique présentent une densité capillaire importante, qui favorise les échanges par diffusion.
📌 Les veines ont généralement un diamètre plus large et une paroi plus fine et déformable que les artères.
Cœur → artères → artérioles → capillaires → veinules → veines → cœur
★ À maîtriser
📌 Le cœur gauche assure la circulation systémique à haute pression, tandis que le cœur droit assure la circulation pulmonaire à basse pression.
📌 Le ventricule gauche possède une paroi musculaire plus épaisse que le ventricule droit car il assure une circulation à plus haute pression.
📌 En conditions physiologiques, les valves cardiaques laissent circuler le sang dans un seul sens, de l’atrium vers le ventricule puis du ventricule vers l’aorte ou l’artère pulmonaire.
Les artères coronaires naissent à la racine de l’aorte et irriguent le muscle cardiaque.
La distribution artérielle du myocarde est de type terminal : chaque branche irrigue principalement son propre territoire et les réseaux de suppléance sont insuffisants en cas d’obstruction.
Compléments
La valve aortique se trouve à la sortie du ventricule gauche et la valve pulmonaire à la sortie du ventricule droit.
Les valves sigmoïdes et la valve tricuspide comportent trois valvules chacune, tandis que la valve mitrale en comporte deux.
La coaptation des valvules assure l’étanchéité de la valve fermée et empêche le reflux sanguin.
L’ouverture et la fermeture des valves cardiaques sont passives et dépendent de la différence de pression de part et d’autre de la valve.
Les quatre veines pulmonaires se jettent dans l’atrium gauche, tandis que les veines caves supérieure et inférieure se jettent dans l’atrium droit.
À gauche, le tronc coronaire se divise en artère interventriculaire antérieure et artère circonflexe ; à droite, l’artère principale est la coronaire droite.
Le cœur est enveloppé par le péricarde et situé dans le médiastin antérieur, derrière le sternum et le grill costal antérieur, entre les poumons et au-dessus du diaphragme.
Les abouchements veineux dans les atria ne possèdent pas de valves, mais les conditions de pression favorisent le remplissage des atria en situation physiologique.
Cœur gauche : systémique à haute pression ; cœur droit : pulmonaire à basse pression
★ À maîtriser
🔄 Le trajet pulmonaire du sang est le suivant : le sang pauvre en O₂ revient des tissus par les veines caves à l’atrium droit, il passe par la valve tricuspide dans le ventricule droit, le ventricule droit l’envoie par l’artère pulmonaire aux poumons où il s’oxygène, les veines pulmonaires le ramènent à l’atrium gauche
🔄 Le trajet systémique du sang est le suivant : les veines pulmonaires amènent le sang oxygéné à l’atrium gauche, le sang traverse la valve mitrale vers le ventricule gauche, le ventricule gauche l’éjecte par la valve aortique dans l’aorte, les artères systémiques le distribuent aux organes
La circulation pulmonaire et la circulation systémique sont anatomiquement distinctes et disposées en série, de sorte que le sang traverse successivement les deux circuits et s’oxygène dans le circuit pulmonaire avant d’atteindre les tissus.
Le débit cardiaque est identique dans les circulations pulmonaire et systémique, et l’altération de l’un des circuits influence directement l’autre.
La veine porte conduit au foie le sang veineux provenant des réseaux capillaires de la rate et du tube digestif, au lieu de le diriger directement vers la veine cave inférieure.
📌 Le foie reçoit du sang oxygéné par l’artère hépatique et du sang veineux pauvre en O₂ par la veine porte.
📌 Le réseau porte hépatique est à basse pression et relie un réseau capillaire artérioveineux de la rate et du tube digestif à un réseau capillaire hépatique exclusivement veineux.
Le réseau porte hépatique impose un premier passage au foie aux produits absorbés par le tube digestif, permettant le stockage ou la transformation de nutriments et le métabolisme de substances potentiellement toxiques.
Dans le rein, l’artériole afférente alimente le réseau capillaire glomérulaire, puis l’artériole efférente alimente le réseau capillaire péritubulaire.
📌 Le réseau porte rénal est à haute pression et relie un réseau capillaire glomérulaire exclusivement artériel à un réseau péritubulaire artérioveineux, les deux réseaux étant reliés par une artère.
Compléments
Les organes et tissus systémiques sont alimentés en parallèle, avec une distribution locale adaptée aux besoins grâce aux résistances ajustables des artérioles, tandis que le débit global reste le même.
L’aorte abdominale irrigue les viscères abdominaux, notamment le foie par l’artère hépatique, et le sang veineux hépatique rejoint la veine cave inférieure.
Porte hépatique à basse pression ; porte rénal à haute pression
📌 La diastole ventriculaire est la phase de relaxation et de remplissage des ventricules ; elle occupe les deux tiers du cycle cardiaque au repos.
📌 La systole ventriculaire est la phase de contraction et d’éjection des ventricules ; elle occupe un tiers du cycle cardiaque au repos.
📌 La diastole ventriculaire assure le remplissage des ventricules et occupe les deux tiers du cycle au repos, tandis que la systole ventriculaire assure leur éjection et occupe un tiers du cycle.
📌 Pendant les phases isovolumétriques, toutes les valves sont fermées et le volume ventriculaire reste constant malgré de fortes variations de pression ; pendant le remplissage et l’éjection, du sang traverse les valves et le volume ventriculaire change.
📌 Une valve cardiaque s’ouvre lorsque la pression en amont dépasse celle en aval et se ferme lorsque la pression en aval dépasse celle en amont.
Pendant la relaxation isovolumétrique, les ventricules se relâchent rapidement alors que toutes les valves sont fermées, ce qui fait chuter la pression intraventriculaire sans modifier le volume ; lorsque la pression ventriculaire devient inférieure à la pression atriale, les valves atrioventriculaires s’ouvrent et le remplissage commence.
Le remplissage ventriculaire comprend un remplissage passif par gradient de pression, qui ralentit lorsque ce gradient diminue, puis une contraction atriale qui chasse le sang restant vers les ventricules et termine le remplissage.
Pendant la contraction isovolumétrique, les ventricules se contractent et leur pression augmente fortement sans changement de volume ; cette pression maintient les valves atrioventriculaires fermées puis ouvre les valves sigmoïdes lorsque le seuil nécessaire à l’éjection est atteint.
Pendant l’éjection, les valves aortique et pulmonaire s’ouvrent et une partie du sang est expulsée respectivement dans l’aorte et l’artère pulmonaire ; le volume ventriculaire diminue fortement tandis que la pression augmente légèrement au début puis diminue, car le ventricule continue à se contracter.
📐 Formule - Le volume d’éjection systolique se calcule par .
Diastole : relaxation puis remplissage ; systole : contraction puis éjection
★ À maîtriser
📌 Le cours indique qu’une hypertension artérielle est présente lorsque la pression dépasse 140/90 mm Hg.
Compléments
Les grandeurs cardiovasculaires étudiées dans le temps comprennent : les variations de pression dans les ventricules et les gros vaisseaux, les variations électriques enregistrées par électrocardiogramme, les bruits audibles au stéthoscope
Lors d’un cathétérisme cardiaque, un cathéter est introduit par une artère pour atteindre l’aorte et le cœur gauche, ou par une veine pour atteindre la veine cave et le cœur droit, puis il est avancé sous contrôle radiologique afin de mesurer les pressions.
Le cathétérisme permet de mesurer les pressions dans les cavités cardiaques et les gros vaisseaux, d’évaluer le débit cardiaque et les gradients de pression valvulaires ; lors d’un cathétérisme gauche, un produit de contraste peut aussi être injecté dans les artères coronaires à l’origine de l’aorte.
Pendant la contraction isovolumétrique, la pression ventriculaire gauche augmente rapidement et fortement jusqu’à l’ouverture de la valve aortique ; pendant l’éjection, les pressions du ventricule gauche et de l’aorte sont proches, atteignent un pic puis diminuent.
Après la fermeture de la valve aortique, la pression aortique diminue progressivement durant la diastole et reste soutenue par le sang contenu dans le réseau artériel.
La pression artérielle diastolique minimale est atteinte en fin de contraction isovolumétrique, juste avant la nouvelle ouverture de la valve aortique, bien que cette phase appartienne à la systole ventriculaire.
Une faible résistance vasculaire, notamment artériolaire, facilite l’écoulement du sang vers l’aval et abaisse la pression diastolique.
📌 Selon les seuils de pression normale indiqués dans le cours, la systolique doit être inférieure ou égale à 130 mm Hg et la diastolique inférieure ou égale à 85 mm Hg ; le cours mentionne aussi une valeur de 120/70 mm Hg selon les recommandations européennes récentes et qualifie de normale-haute la zone intermédiaire.
Les courbes de pression du cœur droit ont le même aspect que celles du cœur gauche, mais les pressions droites sont environ quatre fois plus basses.
Pendant le remplissage, la pression du ventricule gauche augmente modérément, avec un léger renforcement en fin de diastole dû à la contraction atriale.
La pression ventriculaire chute en diastole, tandis que la pression aortique reste soutenue par le réseau artériel.
★ À maîtriser
L’onde P traduit la dépolarisation atriale, qui précède l’activité mécanique des atria.
Le complexe QRS comprend une onde Q négative, une onde R positive ample et une onde S négative, et traduit la dépolarisation ventriculaire, qui précède la contraction ventriculaire.
L’onde T marque la repolarisation ventriculaire, qui entraîne la relaxation ventriculaire.
📌 La systole se déroule entre B1 et B2, tandis que la diastole se déroule entre B2 et B1.
Compléments
L’électrocardiogramme est un examen simple et rapide qui permet notamment de diagnostiquer des troubles du rythme cardiaque et un syndrome coronaire aigu.
La repolarisation atriale n’est pas visible sur l’électrocardiogramme, car elle est masquée par le complexe QRS.
Les bruits cardiaques sont générés par la mise en tension des valvules, et le passage physiologique du sang à travers les valves ne produit pas de bruit.
📌 Un rétrécissement valvulaire gêne l’ouverture de la valve, tandis qu’une insuffisance valvulaire correspond à une fermeture imparfaite entraînant une fuite de sang à contre-courant.
Le rétrécissement aortique est une anomalie valvulaire fréquente liée à la calcification et à la rigidification des valvules avec le vieillissement ; il produit un souffle systolique pendant l’éjection, car le débit traverse un orifice rétréci.
Le premier électrocardiogramme a été enregistré par Willem Einthoven, médecin néerlandais qui a reçu le prix Nobel en 1924.
P → QRS → T : dépolarisation atriale, dépolarisation ventriculaire, repolarisation ventriculaire.
★ À maîtriser
En Doppler couleur, les flux qui se rapprochent de la sonde sont codés en rouge et ceux qui s’en éloignent en bleu.
Le flux Doppler pulsé à travers la valve mitrale montre une onde E correspondant au remplissage passif rapide précoce et une onde A correspondant au remplissage final provoqué par la contraction atriale.
Compléments
En échographie bidimensionnelle, les structures proches de la sonde apparaissent en haut de l’image et les structures profondes en bas ; le sang apparaît noir car il est anéchogène, tandis que les tissus apparaissent selon différents niveaux de gris.
Le ventricule gauche a un volume plus important et une paroi musculaire plus épaisse que le ventricule droit, en lien avec sa fonction de propulsion systémique.
L’échographie bidimensionnelle permet d’étudier les dimensions des cavités, l’épaisseur des parois, l’intégrité et la mobilité des valves, ainsi que les phases de contraction et de relaxation.
📌 Un ECG enregistré simultanément à l’échographie est indispensable pour situer chaque image dans le cycle cardiaque et relier les événements électriques aux mouvements mécaniques.
En Doppler couleur, le flux de l’atrium gauche vers le ventricule gauche en diastole peut apparaître rouge, tandis que le flux du ventricule gauche vers l’aorte peut apparaître bleu en incidence cinq cavités.
Une insuffisance mitrale peut apparaître comme un flux bleu revenant du ventricule vers l’atrium à travers la valve mitrale, tandis qu’une insuffisance aortique peut apparaître comme un flux rouge revenant à travers la valve aortique vers le ventricule.
En incidence parasternale grand axe, la valve aortique s’ouvre en systole après le QRS et la valve mitrale s’ouvre en deux temps pendant la diastole.
La systole ventriculaire débute après le complexe QRS et rapproche les parois septale et postérieure du centre de la cavité, tandis que la diastole, plus longue, ramène les parois vers leur position initiale.
L’échographie permet de mesurer l’épaisseur et le diamètre ventriculaires en systole et en diastole, respectivement au moment de la contraction maximale et en télédiastole, afin notamment de calculer la masse ventriculaire gauche.
Chez le sujet jeune, l’onde E est prédominante, car l’excellente capacité de relaxation du ventricule gauche permet une chute importante de pression et un remplissage rapide.
En incidence échographique quatre cavités, la sonde est placée sur le thorax à l’apex ventriculaire et le gel facilite la transmission des ultrasons.
L’incidence parasternale grand axe montre longitudinalement les cavités gauches, dont l’atrium gauche et le ventricule gauche, ainsi que deux des trois valvules aortiques et les attaches de la valve mitrale.
L’incidence parasternale petit axe montre le ventricule gauche en coupe circulaire et le ventricule droit de forme triangulaire, appendu au ventricule gauche.
Le mode temps-mouvement représente en fonction du temps les structures traversées par la ligne d’exploration, ici la paroi septale, la cavité ventriculaire et la paroi postérieure du ventricule gauche.
Le mode bidimensionnel montre les structures ; le Doppler montre les flux.
★ À maîtriser
📌 Le flux mitral comporte deux ondes : l’onde E correspond au remplissage passif rapide précoce et l’onde A à la contraction atriale active qui finalise le remplissage ventriculaire.
Chez le sujet jeune, la relaxation ventriculaire efficace favorise un gradient de pression atrium gauche-ventricule gauche important et une grande onde E ; la contraction atriale contribue peu au remplissage, à hauteur d’environ 20 %, avec une petite onde A.
Chez le sujet âgé, la rigidité ventriculaire et la relaxation moins efficace diminuent le gradient de pression à l’ouverture mitrale et l’onde E, tandis que l’onde A augmente pour compenser la baisse du remplissage rapide.
Lors d’une fibrillation atriale, la contraction mécanique efficace de l’atrium est perdue ; chez le sujet âgé, cette perte compromet une part importante du remplissage ventriculaire et peut faire chuter le débit cardiaque, alors qu’elle perturbe moins le remplissage du sujet jeune, principalement dépendant de la phase rapide.
Compléments
En mode temps-mouvement, les structures situées sur la ligne de coupe sont visualisées en fonction du temps ; de haut en bas, la coupe montre la paroi septale du ventricule gauche, sa cavité puis sa paroi postérieure.
L’échographie permet de mesurer l’épaisseur des parois et le diamètre ventriculaire en télédiastole et au moment de la contraction maximale, notamment pour calculer la masse ventriculaire gauche.
Le Doppler pulsé permet d’enregistrer les flux intracardiaques, notamment ceux qui traversent les valves.
À l’ouverture de la valve mitrale, le sang passe rapidement de l’atrium gauche au ventricule gauche selon le gradient de pression, puis le flux diminue à mesure que ce gradient s’équilibre.
En incidence parasternale petit axe, le ventricule gauche apparaît rond en coupe et le ventricule droit présente une forme triangulaire appendue au ventricule gauche.
Onde E : remplissage précoce ; onde A : contraction atriale
★ À maîtriser
La pulsatilité de la pression artérielle diminue en s’éloignant du cœur, car le réseau artériel amortit les variations et transforme le débit pulsatile cardiaque en débit continu au niveau des capillaires.
La pression artérielle moyenne diminue le long de l’arbre vasculaire et crée le gradient qui entraîne le sang des artères à haute pression vers les veines à basse pression.
La pression moyenne passe d’environ 100 mm Hg à l’origine de l’aorte à 30–35 mm Hg à la sortie des artérioles, puis à 10–15 mm Hg à la sortie des capillaires, et elle est proche de 0 dans l’atrium droit.
La vitesse circulatoire est maximale à l’orifice aortique, diminue jusqu’à une valeur proche de 1 mm/s dans les capillaires, puis augmente avec les confluences veineuses sans retrouver sa valeur artérielle.
Dans le réseau artériel, les bifurcations successives augmentent l’aire de section totale même si chaque artère devient plus fine ; dans le réseau veineux, les confluences la réduisent.
L’aire de section totale atteint son maximum dans le réseau capillaire, où le grand nombre de vaisseaux et leur surface favorisent les échanges entre le sang et le liquide interstitiel, également facilités par la lenteur du flux.
📐 Formule - À débit constant dans l’ensemble des vaisseaux d’un même ordre de division, : la vitesse circulatoire augmente lorsque l’aire de section totale diminue, et inversement.
Compléments
Les grandeurs étudiées sont : la pression sanguine en mm Hg, la vitesse circulatoire en cm/s, l’aire de section vasculaire en cm², le volume sanguin en pourcentage du volume total
Un faible gradient de pression d’environ 15 mm Hg suffit à assurer le retour du sang veineux vers le cœur.
Au même ordre de division, la vitesse reste plus faible dans les veines que dans les artères, car les veines sont plus nombreuses et plus larges.
À ordre de division égal, l’aire de section totale est plus grande du côté veineux que du côté artériel, car les veines sont plus nombreuses — deux veines pour une artère en périphérie — et plus larges.
Dans une artériole isolée, le débit augmente si le calibre augmente.
Le sang descend le gradient de pression comme sur un toboggan
Phases du cycle cardiaque
| Phase | Valves | Volume ventriculaire |
|---|---|---|
| Relaxation isovolumétrique | Toutes fermées | Constant |
| Remplissage | Valves atrioventriculaires ouvertes | Augmente |
| Contraction isovolumétrique | Toutes fermées | Constant |
| Éjection | Valves sigmoïdes ouvertes | Diminue |
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1. Concernant l’organisation de l’appareil cardiovasculaire :
2. Quel rôle le système cardiovasculaire assure-t-il dans les organes et les tissus ?
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Le sang propulsé par le cœur et les vaisseaux sanguins qui le distribuent.
Quelle circulation le cœur gauche assure-t-il ?
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