Système cardio-vasculaire

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Anatomie du système cardiovasculaire

Le cœur

Le cœur est un organe de pompage musculaire situé en position médiane par rapport aux poumons, le long de la ligne médiane du corps, dans la région thoracique. L’extrémité inférieure du cœur, appelée apex, est tournée vers la gauche, de sorte qu’environ 2/3 du cœur est situé sur le côté gauche du corps, l’autre 1/3 étant situé à droite. La partie supérieure du cœur, appelée base du cœur, est reliée aux grands vaisseaux sanguins du corps : l’aorte, la veine cave, le tronc pulmonaire et les veines pulmonaires.

Les boucles circulatoires

Il existe 2 boucles circulatoires principales dans le corps humain : la boucle de circulation pulmonaire et la boucle de circulation systémique.

1. La circulation pulmonaire transporte le sang désoxygéné du côté droit du cœur vers les poumons, où le sang capte l’oxygène et retourne au côté gauche du cœur. Les chambres de pompage du cœur qui soutiennent la boucle de la circulation pulmonaire sont l’oreillette droite et le ventricule droit.
2. La circulation systémique transporte le sang hautement oxygéné du côté gauche du cœur vers tous les tissus du corps (à l’exception du cœur et des poumons). La circulation systémique élimine les déchets des tissus de l’organisme et renvoie le sang désoxygéné vers le côté droit du cœur. L’oreillette gauche et le ventricule gauche du cœur sont les chambres de pompage de la boucle de circulation systémique.

Vaisseaux sanguins

Les vaisseaux sanguins sont les autoroutes du corps qui permettent au sang de circuler rapidement et efficacement du cœur vers chaque région du corps et inversement. La taille des vaisseaux sanguins correspond à la quantité de sang qui passe dans le vaisseau. Tous les vaisseaux sanguins contiennent une zone creuse appelée lumière dans laquelle le sang peut circuler. Autour de la lumière se trouve la paroi du vaisseau, qui peut être fine dans le cas des capillaires ou très épaisse dans le cas des artères.

Tous les vaisseaux sanguins sont tapissés d’une fine couche d’épithélium pavimenteux simple appelée endothélium qui maintient les cellules sanguines à l’intérieur des vaisseaux sanguins et empêche la formation de caillots. L’endothélium tapisse l’ensemble du système circulatoire, jusqu’à l’intérieur du cœur, où il est appelé endocarde.

Il existe trois grands types de vaisseaux sanguins : les artères, les capillaires et les veines. Les vaisseaux sanguins sont souvent nommés soit d’après la région du corps dans laquelle ils transportent le sang, soit d’après des structures proches. Par exemple, l’artère brachio-céphalique transporte le sang dans les régions brachiale (bras) et céphalique (tête). L’une de ses branches, l’artère sous-clavière, passe sous la clavicule, d’où le nom de sous-clavière. L’artère sous-clavière passe dans la région axillaire où elle prend le nom d’artère axillaire.

Artères et artérioles

Les artères sont des vaisseaux sanguins qui transportent le sang loin du cœur. Le sang transporté par les artères est généralement très oxygéné, car il vient de quitter les poumons pour se rendre dans les tissus de l’organisme. Le tronc pulmonaire et les artères de la boucle de circulation pulmonaire constituent une exception à cette règle – ces artères transportent du sang désoxygéné du cœur vers les poumons pour qu’il soit oxygéné.

Les artères sont confrontées à des niveaux élevés de pression sanguine car elles transportent du sang poussé du cœur sous une grande force. Pour résister à cette pression, les parois des artères sont plus épaisses, plus élastiques et plus musclées que celles des autres vaisseaux. Les plus grosses artères du corps contiennent un pourcentage élevé de tissu élastique qui leur permet de s’étirer et de s’adapter à la pression du cœur.

Les artères plus petites sont plus musclées dans la structure de leurs parois. Les muscles lisses des parois artérielles de ces artères plus petites se contractent ou se dilatent pour réguler le flux de sang dans leur lumière. De cette manière, l’organisme contrôle la quantité de sang qui circule dans les différentes parties du corps en fonction des circonstances. La régulation du débit sanguin affecte également la pression sanguine, car les artères plus petites donnent au sang moins de surface à traverser et augmentent donc la pression du sang sur les parois artérielles.

Les artérioles sont des artères plus étroites qui se ramifient à partir des extrémités des artères et transportent le sang vers les capillaires. Elles subissent des pressions sanguines beaucoup plus faibles que les artères en raison de leur plus grand nombre, de la diminution du volume sanguin et de leur éloignement de la pression directe du cœur. Les parois des artérioles sont donc beaucoup plus fines que celles des artères. Les artérioles, comme les artères, sont capables d’utiliser des muscles lisses pour contrôler leur ouverture et réguler le flux sanguin et la pression artérielle.

Capillaires

Les capillaires sont les plus petits et les plus fins des vaisseaux sanguins du corps et aussi les plus communs. Ils peuvent être trouvés courant dans presque tous les tissus du corps et bordent les bords des tissus avasculaires du corps. Les capillaires sont reliés aux artérioles à une extrémité et aux veinules à l’autre.

Les capillaires transportent le sang très près des cellules des tissus de l’organisme afin d’échanger les gaz, les nutriments et les déchets. Les parois des capillaires ne sont constituées que d’une fine couche d’endothélium afin qu’il y ait le moins de structure possible entre le sang et les tissus. L’endothélium agit comme un filtre pour garder les cellules sanguines à l’intérieur des vaisseaux tout en permettant aux liquides, aux gaz dissous et aux autres produits chimiques de diffuser le long de leurs gradients de concentration dans ou hors des tissus.

Les sphincters précapillaires sont des bandes de muscles lisses que l’on trouve aux extrémités artériolaires des capillaires. Ces sphincters régulent le flux sanguin dans les capillaires. Comme l’approvisionnement en sang est limité et que tous les tissus n’ont pas les mêmes besoins en énergie et en oxygène, les sphincters précapillaires réduisent le flux sanguin vers les tissus inactifs et permettent un flux libre vers les tissus actifs.

Veines et veinules

Les veines sont les gros vaisseaux de retour du corps et agissent comme les contreparties de retour sanguin des artères. Comme les artères, les artérioles et les capillaires absorbent la majeure partie de la force des contractions du cœur, les veines et les veinules sont soumises à des pressions sanguines très faibles. Cette absence de pression permet aux parois des veines d’être beaucoup plus fines, moins élastiques et moins musclées que les parois des artères.

Les veines comptent sur la gravité, l’inertie et la force des contractions des muscles squelettiques pour aider à repousser le sang vers le cœur. Pour faciliter le mouvement du sang, certaines veines contiennent de nombreuses valves à sens unique qui empêchent le sang de s’éloigner du cœur. Lorsque les muscles squelettiques du corps se contractent, ils compriment les veines voisines et poussent le sang à travers des valves plus proches du cœur.

Lorsque le muscle se relâche, la valve piège le sang jusqu’à ce qu’une autre contraction pousse le sang plus près du cœur. Les veinules sont similaires aux artérioles car ce sont de petits vaisseaux qui relient les capillaires, mais contrairement aux artérioles, les veinules se connectent aux veines et non aux artères. Les veinules récupèrent le sang de nombreux capillaires et le déposent dans des veines plus grandes pour le transporter vers le cœur.

Circulation coronaire

Le cœur possède son propre ensemble de vaisseaux sanguins qui fournissent au myocarde l’oxygène et les nutriments nécessaires pour pomper le sang dans tout le corps. Les artères coronaires gauche et droite se ramifient à partir de l’aorte et fournissent du sang aux côtés gauche et droit du cœur. Le sinus coronaire est une veine située sur la face postérieure du cœur qui renvoie le sang désoxygéné du myocarde vers la veine cave.

Circulation portale hépatique

Les veines de l’estomac et des intestins remplissent une fonction unique : au lieu de ramener le sang directement vers le cœur, elles le transportent vers le foie par la veine porte hépatique. Le sang qui quitte les organes digestifs est riche en nutriments et autres substances chimiques absorbées par les aliments. Le foie élimine les toxines, stocke les sucres et traite les produits de la digestion avant qu’ils n’atteignent les autres tissus de l’organisme. Le sang du foie retourne ensuite au cœur par la veine cave inférieure.

Sang

Le corps humain moyen contient environ 4 à 5 litres de sang. En tant que tissu conjonctif liquide, il transporte de nombreuses substances dans l’organisme et contribue à maintenir l’homéostasie des nutriments, des déchets et des gaz. Le sang est composé de globules rouges, de globules blancs, de plaquettes et de plasma liquide.

Globules rouges

Les globules rouges, également appelés érythrocytes, sont de loin le type de cellules sanguines le plus courant et représentent environ 45 % du volume sanguin. Les érythrocytes sont produits à l’intérieur de la moelle osseuse rouge à partir de cellules souches au rythme étonnant d’environ 2 millions de cellules par seconde. La forme des érythrocytes est celle d’un disque biconcave avec une courbe concave des deux côtés du disque, de sorte que le centre d’un érythrocyte est sa partie la plus fine. La forme unique des érythrocytes confère à ces cellules un rapport surface/volume élevé et leur permet de se plier pour s’insérer dans des capillaires fins. Les érythrocytes immatures possèdent un noyau qui est éjecté de la cellule lorsqu’elle atteint sa maturité, ce qui lui confère sa forme unique et sa flexibilité. L’absence de noyau signifie que les globules rouges ne contiennent pas d’ADN et ne sont pas capables de se réparer une fois endommagés.

Les érythrocytes transportent l’oxygène dans le sang grâce au pigment rouge qu’est l’hémoglobine. L’hémoglobine contient du fer et des protéines réunies pour augmenter considérablement la capacité de transport de l’oxygène des érythrocytes. Le rapport élevé entre la surface et le volume des érythrocytes permet à l’oxygène d’être facilement transféré dans la cellule dans les poumons et de sortir de la cellule dans les capillaires des tissus systémiques.

Les globules blancs

Les globules blancs, également appelés leucocytes, représentent un très faible pourcentage du nombre total de cellules dans la circulation sanguine, mais ont des fonctions importantes dans le système immunitaire de l’organisme. Il existe deux grandes classes de globules blancs : les leucocytes granulaires et les leucocytes agranulaires.

1. Leucocytes granulaires : Les trois types de leucocytes granulaires sont les neutrophiles, les éosinophiles et les basophiles. Chaque type de leucocyte granulaire est classé par la présence dans leur cytoplasme de vésicules remplies de produits chimiques qui leur confèrent leur fonction. Les neutrophiles contiennent des enzymes digestives qui neutralisent les bactéries qui envahissent l’organisme. Les éosinophiles contiennent des enzymes digestives spécialisées dans la digestion des virus qui ont été fixés par des anticorps dans le sang. Les basophiles libèrent de l’histamine pour intensifier les réactions allergiques et aider à protéger l’organisme des parasites.
2. Les leucocytes agranulaires : Les deux principales classes de leucocytes agranulaires sont les lymphocytes et les monocytes. Les lymphocytes comprennent les cellules T et les cellules tueuses naturelles qui combattent les infections virales et les cellules B qui produisent des anticorps contre les infections par des agents pathogènes. Les monocytes se développent en cellules appelées macrophages qui engloutissent et ingèrent les agents pathogènes et les cellules mortes des blessures ou des infections.

Plaquettes

Aussi appelées thrombocytes, les plaquettes sont de petits fragments cellulaires responsables de la coagulation du sang et de la formation des croûtes. Les plaquettes se forment dans la moelle osseuse rouge à partir de grandes cellules mégacaryocytes qui se rompent périodiquement et libèrent des milliers de morceaux de membrane qui deviennent les plaquettes. Les plaquettes ne contiennent pas de noyau et ne survivent dans l’organisme que pendant une semaine avant que les macrophages ne les capturent et les digèrent.

Plasma

Le plasma est la partie non cellulaire ou liquide du sang qui constitue environ 55% du volume du sang. Le plasma est un mélange d’eau, de protéines et de substances dissoutes. Environ 90 % du plasma est constitué d’eau, bien que le pourcentage exact varie en fonction du niveau d’hydratation de l’individu. Les protéines du plasma comprennent les anticorps et les albumines. Les anticorps font partie du système immunitaire et se lient aux antigènes à la surface des agents pathogènes qui infectent le corps. Les albumines contribuent à maintenir l’équilibre osmotique de l’organisme en fournissant une solution isotonique aux cellules du corps. De nombreuses substances différentes peuvent être dissoutes dans le plasma, notamment le glucose, l’oxygène, le dioxyde de carbone, les électrolytes, les nutriments et les déchets cellulaires. Le plasma fonctionne comme un moyen de transport pour ces substances lorsqu’elles se déplacent dans le corps.

Physiologie du système cardiovasculaire

Fonctions du système cardiovasculaire

Le système cardiovasculaire a trois fonctions principales : le transport des matériaux, la protection contre les agents pathogènes et la régulation de l’homéostasie du corps.

• Transport : Le système cardiovasculaire transporte le sang vers presque tous les tissus de l’organisme. Le sang apporte les nutriments essentiels et l’oxygène et évacue les déchets et le dioxyde de carbone pour qu’ils soient traités ou éliminés du corps. Les hormones sont transportées dans tout le corps par le plasma liquide du sang.
• Protection : Le système cardiovasculaire protège l’organisme grâce à ses globules blancs. Les globules blancs nettoient les débris cellulaires et combattent les agents pathogènes qui ont pénétré dans l’organisme. Les plaquettes et les globules rouges forment des croûtes pour sceller les plaies et empêcher les agents pathogènes de pénétrer dans l’organisme et les liquides de s’écouler. Le sang transporte également des anticorps qui confèrent une immunité spécifique aux agents pathogènes auxquels le corps a été précédemment exposé ou contre lesquels il a été vacciné.
• Régulation : Le système cardiovasculaire joue un rôle déterminant dans la capacité de l’organisme à maintenir le contrôle homéostatique de plusieurs conditions internes. Les vaisseaux sanguins aident à maintenir une température corporelle stable en contrôlant le flux sanguin à la surface de la peau. Les vaisseaux sanguins proches de la surface de la peau s’ouvrent en cas de surchauffe pour permettre au sang chaud d’évacuer sa chaleur dans l’environnement du corps. En cas d’hypothermie, ces vaisseaux sanguins se resserrent pour que le sang ne circule que vers les organes vitaux situés au cœur du corps. Le sang contribue également à équilibrer le pH du corps grâce à la présence d’ions bicarbonate, qui agissent comme une solution tampon. Enfin, les albumines présentes dans le plasma sanguin contribuent à équilibrer la concentration osmotique des cellules de l’organisme en maintenant un environnement isotonique.

Plusieurs affections et maladies graves peuvent entraîner l’arrêt du bon fonctionnement de notre système cardiovasculaire. Bien souvent, nous ne prenons pas suffisamment de mesures proactives à leur sujet, ce qui entraîne des situations d’urgence. Parcourez notre contenu pour en savoir plus sur la santé cardiovasculaire. Découvrez également comment les tests de santé par ADN peuvent vous permettre d’entamer des conversations importantes avec votre médecin sur les risques génétiques liés aux troubles de la coagulation, à l’hémophilie, à l’hémochromatose (une maladie héréditaire courante entraînant une accumulation de fer dans le cœur) et à la glucose-6-phosphate déshydrogénase (qui touche environ 1 homme afro-américain sur 10).

La pompe circulatoire

Le cœur est une « double pompe » à quatre chambres, où chaque côté (gauche et droit) fonctionne comme une pompe distincte. Les côtés gauche et droit du cœur sont séparés par une paroi musculaire de tissu appelée le septum du cœur. Le côté droit du cœur reçoit le sang désoxygéné des veines systémiques et le pompe vers les poumons pour l’oxygéner. Le côté gauche du cœur reçoit le sang oxygéné des poumons et le pompe dans les artères systémiques vers les tissus du corps. Chaque battement de cœur entraîne le pompage simultané des deux côtés du cœur, faisant du cœur une pompe très efficace.

Régulation de la pression artérielle

Plusieurs fonctions du système cardiovasculaire peuvent contrôler la pression artérielle. Certaines hormones ainsi que des signaux nerveux autonomes provenant du cerveau affectent la fréquence et la force des contractions cardiaques. Une force contractile et un rythme cardiaque plus élevés entraînent une augmentation de la pression artérielle. Les vaisseaux sanguins peuvent également influencer la pression artérielle. La vasoconstriction diminue le diamètre d’une artère en contractant le muscle lisse de la paroi artérielle. La division sympathique (lutte ou fuite) du système nerveux autonome provoque la vasoconstriction, ce qui entraîne une augmentation de la pression artérielle et une diminution du flux sanguin dans la région rétrécie. La vasodilatation est la dilatation d’une artère lorsque le muscle lisse de la paroi artérielle se détend après la fin de la réaction de lutte ou de fuite ou sous l’effet de certaines hormones ou substances chimiques présentes dans le sang. Le volume de sang dans le corps affecte également la pression artérielle. Un volume de sang plus élevé dans le corps augmente la pression artérielle en augmentant la quantité de sang pompée par chaque battement de cœur. Un sang plus épais et plus visqueux provenant de troubles de la coagulation peut également augmenter la pression artérielle.

Hémostase

L’hémostase, ou la coagulation du sang et la formation de croûtes, est gérée par les plaquettes du sang. Les plaquettes restent normalement inactives dans le sang jusqu’à ce qu’elles atteignent les tissus endommagés ou s’échappent des vaisseaux sanguins par une blessure. Une fois actives, les plaquettes prennent la forme d’une boule épineuse et deviennent très collantes afin de s’accrocher aux tissus endommagés. Les plaquettes libèrent ensuite des facteurs de coagulation chimiques et commencent à produire la protéine fibrine qui servira de structure au caillot sanguin. Les plaquettes commencent également à se coller les unes aux autres pour former un bouchon plaquettaire. Le bouchon plaquettaire servira de joint temporaire pour garder le sang dans le vaisseau et les corps étrangers hors du vaisseau jusqu’à ce que les cellules du vaisseau sanguin puissent réparer les dommages à la paroi du vaisseau.