Fiche de révision : Régulation cardiovasculaire et circulation

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale et position du cœur
2. Circulation coronaire et valvules
3. Histologie et conduction cardiaque
4. Électrophysiologie et électrocardiogramme
5. Cycle cardiaque et pressions
6. Débit cardiaque et sa régulation
7. Régulation de la fonction cardiaque
8. Moyens d’exploration cardiovasculaire
9. Structure et fonction des vaisseaux
10. Pression artérielle et mesure
11. Régulation de la pression artérielle
12. Débit sanguin régional

📖 1. Organisation générale et position du cœur

🔑 Notions clés & Définitions

• Médiastin : Organe conique de la taille d’un poing fermé, situé entre les deux poumons dans le médiastin ; sa pointe est orientée vers le bas, l’avant et la gauche et atteint le cinquième espace intercostal.

📝 Points essentiels

• Les principales fonctions de l’appareil circulatoire sont le transport de l’oxygène et des nutriments vers les tissus, le transport du dioxyde de carbone vers les poumons, l’élimination des déchets métaboliques, la distribution des hormones et des anticorps, ainsi que la thermorégulation.

📌 Le système cardio-vasculaire est un système circulatoire fermé comprenant le cœur et les vaisseaux sanguins, tandis que le système lymphatique comprend les vaisseaux lymphatiques et les organes lymphoïdes et ramène une partie du liquide interstitiel vers le sang.

• Le cœur comprend deux oreillettes et deux ventricules, séparés en parties droite et gauche par un septum ; le foramen ovale relie les oreillettes pendant la vie fœtale puis se ferme normalement à la naissance.

• Le ventricule gauche propulse le sang oxygéné dans l’aorte, le ventricule droit propulse le sang désoxygéné dans l’artère pulmonaire, puis le sang oxygéné revient à l’oreillette gauche par les quatre veines pulmonaires.

📖 2. Circulation coronaire et valvules

★ À maîtriser

📌 La circulation systémique part du ventricule gauche, distribue le sang par l’aorte et le ramène à l’oreillette droite, tandis que la circulation pulmonaire part du ventricule droit, oxygène le sang dans les poumons et le ramène à l’oreillette gauche.

• L’artère coronaire droite irrigue principalement l’oreillette droite, le ventricule droit, la paroi postérieure du cœur et une petite partie du septum interventriculaire, tandis que l’artère coronaire gauche irrigue principalement l’oreillette gauche, le ventricule gauche et une grande partie du septum interventriculaire.

• L’angor correspond à une insuffisance transitoire de l’apport en oxygène au myocarde, tandis que l’infarctus du myocarde résulte d’une insuffisance suffisamment importante pour provoquer une nécrose myocardique.

• Les valvules auriculo-ventriculaires s’ouvrent lorsque la pression auriculaire dépasse la pression ventriculaire et se ferment lorsque la pression ventriculaire devient supérieure à la pression auriculaire.

• Les valvules aortique et pulmonaire s’ouvrent lorsque la pression ventriculaire dépasse la pression artérielle et se ferment lorsque la pression artérielle dépasse la pression ventriculaire.

Compléments

• Le cœur utilise environ 1/20 du sang total pompé, soit environ 300 ml/min, pour assurer son propre fonctionnement.

💡 Astuce mémo

Artères : le sang part du cœur ; veines : le sang revient au cœur.

📖 3. Histologie et conduction cardiaque

🔑 Notions clés & Définitions

• Endocarde : Membrane très mince qui tapisse les cavités du cœur et les valvules et se prolonge par l’endothélium des vaisseaux sanguins.
• Tissu nodal : Constitué de cellules musculaires cardiaques peu contractiles qui se dépolarisent spontanément et déclenchent la contraction du myocarde sans stimulation nerveuse.

📝 Points essentiels

• Le myocarde ventriculaire est plus épais que le myocarde auriculaire, et le myocarde du ventricule gauche est plus épais que celui du ventricule droit car il doit vaincre une pression aortique plus élevée.

• Le tissu nodal comprend: le nœud sinusal, le nœud auriculo-ventriculaire, le faisceau de His divisé en branches droite et gauche, les fibres de Purkinje

• L’influx cardiaque naît dans le nœud sinusal, traverse les oreillettes, est retardé d’environ 100 ms dans le nœud auriculo-ventriculaire, puis passe par le faisceau de His et les fibres de Purkinje pour atteindre les ventricules.

💡 Astuce mémo

Sinusal → auriculo-ventriculaire → His → Purkinje.

📖 4. Électrophysiologie et électrocardiogramme

🔑 Notions clés & Définitions

• Électrocardiogramme : Enregistrement des variations de potentiel électrique produites par l’activité d’un grand nombre de cellules cardiaques et détectées par des électrodes cutanées.

📝 Points essentiels

• Les cellules musculaires cardiaques ont un potentiel de repos d’environ -90 mV, lié notamment à une perméabilité membranaire plus importante au potassium qu’au sodium et à l’action de la pompe Na+/K+.

• Lors de la dépolarisation cardiaque, l’entrée rapide de sodium est suivie d’une entrée de calcium qui prolonge la dépolarisation pendant environ 250 ms, puis la sortie de potassium restaure le potentiel négatif.

📌 Le muscle cardiaque reste dépolarisé presque toute la durée de sa contraction, ce qui empêche la sommation temporelle et le tétanos, contrairement au muscle squelettique dont la période réfractaire est courte et qui peut être tétanisé.

• Sur un ECG normal, l’onde P correspond à la dépolarisation des oreillettes, le complexe QRS à la dépolarisation des ventricules et l’onde T à leur repolarisation.

💡 Astuce mémo

Entrée de Ca²⁺ → dépolarisation prolongée → contraction cardiaque.

📖 5. Cycle cardiaque et pressions

📝 Points essentiels

• À une fréquence moyenne de 75 battements par minute, une révolution cardiaque dure environ 0,8 seconde, comprenant environ 0,1 seconde de systole auriculaire, 0,3 seconde de systole ventriculaire et 0,4 seconde de diastole générale.

• Pendant la diastole ventriculaire, la relaxation isovolumétrique précède l’ouverture de la valve mitrale, puis le ventricule se remplit et la systole auriculaire ajoute environ 30 ml de sang.

📐 Formule — Le volume éjecté systolique est égal au volume télédiastolique moins le volume télésystolique : $VES = VTD - VTS$.

📐 Formule — La fraction d’éjection est le rapport du volume éjecté systolique au volume télédiastolique et vaut normalement 55 à 80 % : $FE = \frac{VES}{VTD}$.

• La pression aortique minimale est d’environ 70 à 80 mmHg et la pression maximale atteint environ 120 à 140 mmHg.

💡 Astuce mémo

Remplissage → contraction isovolumétrique → éjection → relaxation.

📖 6. Débit cardiaque et sa régulation

🔑 Notions clés & Définitions

• Postcharge : Force qui s’oppose à l’éjection du sang pendant la systole ventriculaire et correspond principalement à la pression diastolique.

★ À maîtriser

📐 Formule — Le débit cardiaque est la quantité de sang éjectée par un ventricule en une minute et se calcule par la relation $DC = FC \times VS$.

• Le volume d’éjection systolique dépend de:
  • la précharge
  • la postcharge
  • la contractilité du myocarde

📌 Selon la loi de Starling, une augmentation du remplissage ventriculaire étire davantage le myocarde et augmente la force de contraction ainsi que le volume éjecté, dans les limites d’un étirement excessif.

• La stimulation orthosympathique, par l’adrénaline et la noradrénaline, augmente la contractilité en favorisant l’entrée du calcium dans les cellules cardiaques.

Compléments

📌 Une augmentation de la pression diastolique rend l’éjection plus difficile, diminue le volume éjecté et peut entraîner une hypertrophie du myocarde si l’hypertension se prolonge.

• Les centres cardiaques sont situés dans le bulbe rachidien ; le centre cardio-accélérateur sympathique agit notamment par des fibres postganglionnaires qui libèrent de la noradrénaline sur les récepteurs bêta-adrénergiques du cœur.

💡 Astuce mémo

DC = FC × VS ; VS dépend de la précharge, de la postcharge et de la contractilité.

📖 7. Régulation de la fonction cardiaque

🔑 Notions clés & Définitions

• Contractilité du myocarde : Force de contraction cardiaque dépendant notamment de la quantité d’ions Ca++ disponible dans le milieu intracellulaire au moment de la contraction.

★ À maîtriser

📌 Une hausse de la pression diastolique rend l’éjection plus difficile, diminue le volume éjecté et augmente le sang résiduel dans le ventricule ; le cœur compense en augmentant sa force de contraction si ses capacités le permettent.

• La régulation de la fréquence cardiaque adapte le rythme et le débit cardiaques aux besoins en oxygène des organes grâce au système nerveux autonome et à certaines hormones.

• La stimulation bêta-adrénergique provoque un effet chronotrope positif et un effet inotrope positif, tandis que la stimulation parasympathique provoque principalement un effet chronotrope négatif.

• Au repos, le parasympathique domine et la section des nerfs vagues fait passer le rythme du nœud sinusal de 75 à 100 impulsions par minute.

• Une élévation de la pression artérielle stimule les barorécepteurs de la crosse de l’aorte et des sinus carotidiens, ce qui active le centre cardio-inhibiteur et diminue le débit cardiaque.

Compléments

📌 La stimulation orthosympathique, par l’adrénaline et la noradrénaline, augmente les mouvements du calcium à travers la membrane plasmique et accroît la contractilité cardiaque.

• Les centres cardiaques sont situés dans le bulbe rachidien et comprennent un centre cardio-accélérateur sympathique et un centre cardio-inhibiteur parasympathique.

📌 L’adrénaline et la noradrénaline médullosurrénaliennes augmentent le rythme et la puissance des contractions, tandis qu’un excès d’hormones thyroïdiennes provoque une tachycardie durable en augmentant les récepteurs bêta-adrénergiques.

• Un déséquilibre des concentrations ioniques intra- et extracellulaires peut entraîner des dysfonctionnements sévères de la pompe cardiaque.

💡 Astuce mémo

Orthosympathique accélère et renforce ; parasympathique ralentit.

📖 8. Moyens d’exploration cardiovasculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Coronarographie : Opacification sélective des artères coronaires par injection d’un produit de contraste afin d’explorer une maladie coronarienne.

★ À maîtriser

• L’ECG explore les troubles du rythme, l’infarctus du myocarde, les troubles de la conduction et les signes d’hypertrophie, de péricardite ou de myocardite.

• L’échographie explore notamment:

  • les valves
  • la fonction ventriculaire
  • les malformations congénitales
  • les tumeurs
  • les cardiomyopathies
  • l’épanchement péricardique
  • les anomalies de l’aorte

Compléments

• L’ECG d’effort permet notamment le bilan d’une maladie coronarienne, le bilan avant une reprise sportive et le bilan tensionnel à l’effort.

• La scintigraphie du myocarde met en évidence la perfusion des cellules myocardiques vivantes grâce à une substance émettant des rayons gamma introduite par voie intraveineuse, notamment le thallium.

📖 9. Structure et fonction des vaisseaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Paroi vasculaire : La paroi des artères et des veines comprend trois couches : l’intima, la média et l’adventice.
• Vasomotricité : Variation du diamètre des artérioles par contraction ou relâchement des muscles lisses, permettant de régler le débit local et la pression artérielle systémique.

📝 Points essentiels

• 🔄 Le trajet général du sang est:

  1. les artères
  2. les artérioles
  3. les capillaires
  4. les veinules
  5. les veines

• Les artères élastiques se distendent pendant la systole puis se resserrent pendant la diastole, ce qui transforme un écoulement ventriculaire discontinu en écoulement plus continu.

• Les capillaires ont une paroi constituée uniquement d’un endothélium reposant sur une membrane basale, avec des fentes permettant le passage de l’eau et des petites molécules mais pas des grosses molécules comme les protéines.

• Le retour veineux est favorisé par:

  • les valvules veineuses
  • la pompe musculaire squelettique
  • la pompe respiratoire
  • la veinoconstriction

📌 Selon la loi de Starling, toute augmentation du remplissage ventriculaire est suivie d’une modification équivalente du volume éjecté et augmente le débit cardiaque.

• Les veines et veinules de la circulation systémique contiennent environ 60 % du volume sanguin au repos et constituent les principaux réservoirs sanguins.

💡 Astuce mémo

Artères → artérioles → capillaires → veinules → veines.

📖 10. Pression artérielle et mesure

★ À maîtriser

📐 Formule — Le débit sanguin vérifie $Q = \frac{P}{R}$, où P est la pression sanguine et R la résistance périphérique.

• Chez l’adulte jeune au repos, la pression systolique est d’environ 120 mmHg et la pression diastolique est de 70 à 80 mmHg.

📐 Formule — La pression artérielle moyenne vérifie $P_{moyenne}=P_{diastolique}+\frac{P_{différentielle}}{3}$ ; pour 120/70 mmHg, elle vaut environ 86 mmHg.

📐 Formule — La pression artérielle moyenne vérifie $PA_{moyenne}=débit\ cardiaque\times résistance\ vasculaire\ périphérique$.

• La mesure auscultatoire de la pression artérielle consiste à gonfler un brassard au-dessus de la pression systolique, puis à le dégonfler : le premier bruit indique la pression systolique et la disparition des bruits indique la pression diastolique.

📐 Formule — La résistance vasculaire varie selon le rayon du vaisseau selon la relation $R=\frac{1}{r^4}$ ; si le rayon double, la résistance est divisée par 16.

Compléments

• Dans la circulation systémique, la pression est d’environ 30 mmHg au versant artériel capillaire, 15 mmHg au versant veineux capillaire, inférieure à 15 mmHg dans les veines et proche de 0 mmHg dans l’oreillette droite.

• L’hématocrite normal est compris entre 38 et 54 %, et une augmentation de la viscosité sanguine accroît les forces de frottement et la pression artérielle.

💡 Astuce mémo

Débit cardiaque ou résistance augmentent → pression artérielle augmente.

📖 11. Régulation de la pression artérielle

★ À maîtriser

📌 Les mécanismes nerveux régulent rapidement la pression artérielle à court terme par une action sur le cœur et les vaisseaux, tandis que les mécanismes hormonaux agissent plus lentement à long terme principalement sur la volémie.

• Une baisse de pression lors du passage brutal en position debout diminue le retour veineux et le volume d’éjection ; le réflexe des barorécepteurs augmente alors rapidement l’activité cardiovasculaire pour restaurer la pression.

📌 Les chémorécepteurs sont stimulés par une baisse de la PaO2, une élévation de la PaCO2 ou une baisse du pH, puis déclenchent une hyperventilation et une vasoconstriction avec augmentation de la pression artérielle.

• L’angiotensine II provoque une vasoconstriction, stimule la soif et la sécrétion d’aldostérone.

• L’aldostérone stimule la réabsorption rénale de Na+ et d’eau, tandis que l’ADH stimule principalement la réabsorption rénale d’eau.

Compléments

• Le facteur natriurétique auriculaire, produit lorsque le remplissage de l’oreillette augmente, stimule l’excrétion rénale d’eau et de Na+.

💡 Astuce mémo

Barorécepteurs corrigent vite ; hormones corrigent durablement.

📖 12. Débit sanguin régional

🔑 Notions clés & Définitions

• Autorégulation : Ajustement automatique et localisé du débit sanguin dans un organe, indépendamment du système nerveux et des hormones.

★ À maîtriser

• Au repos, la répartition approximative du débit est:
  • cerveau : 15 %
  • cœur : 4 %
  • reins : 20 %
  • organes abdominaux : 24 %
  • muscles squelettiques : 20 %

📌 Dans la plupart des tissus, une diminution locale de l’oxygène et une augmentation du dioxyde de carbone provoquent une dilatation des artérioles et une augmentation du débit sanguin régional.

• Le débit cérébral est d’environ 750 ml/min et reste relativement constant grâce à une autorégulation qui dilate les vaisseaux lorsque la pression générale baisse et les contracte lorsqu’elle augmente.

• La perfusion coronaire se fait principalement pendant la diastole, car la contraction myocardique comprime les vaisseaux coronaires pendant la systole.

📌 Lors d’un exercice, les artérioles des muscles actifs échappent à la vasoconstriction orthosympathique générale et se dilatent par autorégulation, ce qui produit une hyperémie active.

Compléments

• Les mécanismes de vasodilatation musculaire comprennent: la baisse locale de l’O2, la hausse locale du CO2, la production d’acide lactique, la hausse du K+, l’action de fibres orthosympathiques vasodilatatrices libérant de l’acétylcholine

💡 Astuce mémo

Baisse locale d’O₂ et hausse de CO₂ → vasodilatation → débit augmenté.

📊 Tableaux de synthèse

Circulations systémique et pulmonaire

Régulation cardiovasculaire