Circulation sanguine et pathologies

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Classe(s) : Tle ST2S | Thème(s) : Cœur et circulation sanguine

Circulation sanguine et pathologies

L’appareil circulatoire comprend les circulations pulmonaire et systémique réunies par le cœur qui mobilise le sang dans les veines (vaisseaux afférents) et dans les artères (vaisseaux efférents). Les techniques d’explorations (électrocardiographie, échographie cardiaque, Doppler et angiographie, scintigraphie) permettent de diagnostiquer des cardiopathies et artériopathies, notamment les insuffisances coronariennes (angine de poitrine et infarctus du myocarde) qui sont des conséquences de l’athérosclérose.

1Physiologie cardiovasculaire

A Hémodynamique vasculaire


La circulation pulmonaire se déroule à une faible pression et comprend l’artère pulmonaire issue du ventricule droit et quatre veines pulmonaires qui s’abouchent à l’oreillette gauche du cœur. La circulation systémique comprend l’artère aorte issue du ventricule gauche et de nombreuses artères dans lesquelles le sang circule à une pression élevée, et des veines rejoignant l’oreillette droite du cœur sous une pression sanguine faible par les veines caves supérieure et inférieure.

La paroi des vaisseaux sanguins comprend trois couches tissulaires : l’intima (couche interne), la média, l’adventice. Les caractéristiques des vaisseaux dépendent de leur composition (par exemple : les grosses artères sont élastiques grâce à leurs fibres élastiques).

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Dans les artères systémiques, la pression et la vitesse du sang sont élevées. Le sang est éjecté par les ventricules sous une pression systolique (PS). Durant la diastole, la pression diastolique (PD) est plus faible et l’élasticité des grosses artères complète la propulsion du sang issue du cœur. La pression artérielle (force exercée sur la paroi des artères) est mesurée par auscultation.

Dans les artérioles, la pression diminue avec le diamètre des vaisseaux. La vasomotricité (vasoconstriction ou vasodilatation) adapte le débit sanguin d’un organe à son activité. L’effort est facilité par vasodilatation musculaire et cutanée.

Dans les veines, le sang circule à basse pression et la vitesse du sang augmente vers le cœur avec le diamètre des vaisseaux. Le retour veineux est facilité par la contraction des muscles striés squelettiques et les valvules veineuses qui empêchent le reflux du sang.

Les réseaux capillaires situés entre les artérioles et les veinules forment la microcirculation. Des sphincters pré-capillaires contrôlent le débit sanguin à l’entrée d’un réseau. La longueur et l’étroitesse des capillaires diminuent la vitesse sanguine optimisant ainsi les échanges.

L’examen Doppler ou vélocimétrie sanguine enregistre la vitesse du sang dans un vaisseau. Une sonde émettrice envoie les ultra-sons qui sont réfléchis avec une fréquence modifiée (effet Doppler) par les hématies. Il diagnostique des sténoses, thromboses, artérites, anévrismes, phlébites.

B Organisation cardiaque


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Le myocarde est vascularisé par les artères et veines coronaires.

L’oreillette droite communique avec le ventricule droit par la valve tricuspide ou auriculo-ventriculaire droite.

L’oreillette gauche communique avec le ventricule gauche par la valve mitrale ou auriculo-ventriculaire gauche. Les valves auriculo-ventriculaires (AV) sont attachées à la paroi des ventricules par des cordages tendineux empêchant le reflux sanguin vers les oreillettes.

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La paroi du cœur comprend : le péricarde externe, le myocarde et le tissu nodal, l’endocarde tapissant les cavités et formant les valvules. Les ventricules sont plus épais que les oreillettes et le ventricule gauche est plus épais que le droit.

Le tissu nodal permet l’automatisme cardiaque grâce à ses cellules auto-excitables réparties en quatre amas ou faisceaux : noeud sinusal (rythmeur cardiaque), noeud septal, faisceau de His, réseau de Purkinje. Ce tissu est chargé de dépolariser les fibres myocardiques.

C Hémodynamique cardiaque


Une révolution ou cycle cardiaque comprend des manifestations électriques et hémodynamiques se reproduisant indéfiniment. Une systole est la contraction qui permet la diminution de volume d’une cavité. Une diastole est le relâchement d’une cavité lui permettant de se remplir de sang. La pression sanguine augmente en systole et diminue en diastole. Les bruits cardiaques enregistrés par phonocardiographie (auscultation nécessitant un stéthoscope) sont dus à la fermeture des valves cardiaques. L’augmentation de pression du sang dans les ventricules déclenche la fermeture des valves AV (1er bruit cardiaque) puis dans un deuxième temps, l’ouverture des valves sigmoïdes. Un cycle comprend 5 phases simultanées à droite et à gauche :

1. Systole auriculaire : la pression dans les oreillettes étant supérieure à celle dans les ventricules, les valves AV sont ouvertes permettant le remplissage actif des ventricules (volume télédiastolique).

2. Systole ventriculaire isovolumétrique : elle se déroule à volume constant (iso) car la pression ventriculaire, plus élevée que celle des oreillettes ferme les valves AV (TOUM).

3. Systole ventriculaire isotonique : l’augmentation de pression ventriculaire ouvre les valves sigmoïdes et permet l’éjection systolique qui se termine à la fermeture des valves sigmoïdes (bruit TA), lorsque la pression ventriculaire est inférieure à la pression artérielle (volume télésystolique).

4. Relâchement isovolumétrique : les quatre valves sont fermées, la pression ventriculaire diminue et devient inférieure à celle des oreillettes, ouvrant les valves AV.

5. Diastole générale : les oreillettes et les ventricules se relâchent permettant un remplissage passif des ventricules (valves AV ouvertes).

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À savoir

L’électrocardiogramme (ECG) est un enregistrement graphique de l’activité électrique du cœur. L’ECG est caractérisé par trois ondes :

– l’onde P de dépolarisation auriculaire issue du nœud sinusal ;

– l’onde R ou complexe QRS de dépolarisation ventriculaire ;

– l’onde T correspond à la repolarisation ventriculaire.

La fréquence ou rythme cardiaque (FC) mesure le nombre de révolutions par minute exprimée en cpm (contraction par minute). Chez l’adulte, elle varie de 50 à 80 au repos et peut atteindre 200 à 20 ans lors d’un effort maximal.

Le volume d’éjection systolique (VES) est le volume de sang éjecté durant la systole ventriculaire isotonique. Il se calcule par différence entre le volume télédiastolique (avant la systole) et le volume télésystolique (après la systole). Il augmente à l’effort.

Le débit cardiaque exprimé en L/min se calcule en multipliant la fréquence cardiaque par le volume d’éjection systolique. L’âge et l’endurance ralentissent la fréquence cardiaque mais augmente le VES ; le débit cardiaque augmente (× 6) lors de l’exercice musculaire.

D Régulation cardiaque


Le cœur subit un double contrôle du système nerveux autonome moteur réalisé par deux systèmes antagonistes nommés système sympathique et système parasympathique.

1. Les centres et voies nerveuses


Le centre bulbaire parasympathique cardio-modérateur ralentit le cœur. Les centres bulbaire et médullaire sympathique cardio-accélérateur augmentent la fréquence cardiaque.

La stimulation d’un centre inhibe l’activité de l’autre grâce à des interneurones inhibiteurs assurant un « fonctionnement alternatif ».

Les nerfs efférents innervant le cœur et les gros vaisseaux sont :

– les nerfs vagues (nerfs parasympathiques) ;

– les nerfs cardiaques (nerfs sympathiques).

Les nerfs afférents de la régulation réflexe cardiovasculaire sont :

– le nerf de Cyon issu de la crosse aortique ;

– le nerf de Hering issu des sinus carotidiens (bifurcation des artères carotides).

Les fibres afférentes des nerfs de Hering et de Cyon sont des fibres sensitives qui propagent des PA issus des récepteurs de la paroi artérielle en direction du centre bulbaire cardio-modérateur.

Les fibres efférentes des nerfs cardiaques sympathiques propagent vers le cœur des PA issus du centre médullaire cardio-accélérateur. Ces fibres motrices libèrent la noradrénaline qui augmente la fréquence cardiaque.

Les fibres efférentes des nerfs parasympathiques propagent vers le cœur des PA issus du centre bulbaire cardio-modérateur. Ces fibres motrices libèrent l’acétylcholine provoquant un ralentissement cardiaque.

2. Réflexe régulateur cardiovasculaire


Le réflexe naît de la détection d’une variation (pression artérielle ou modification physico-chimique du sang) par des neurones nommés barorécepteurs.

Par exemple, une hémorragie provoque une hypotension artérielle (figure 5) qui inhibe les barorécepteurs et les fibres sensitives des nerfs de Hering afférentes au centre bulbaire cardiomodérateur lui-même inhibé. Parallèlement, l’activité des centres cardio-accélérateurs est stimulée (cohérence de la réponse réflexe).

Les fibres motrices des nerfs sympathiques cardiaques libèrent la noradrénaline générant une tachycardie qui permet une réponse hypertensive élevant la pression artérielle.

Inversement, lors d’une hypertension ou lors d’une douleur vive, une forte stimulation parasympathique ou réflexe vagal produit la libération excessive d’acétylcholine bradycardiante responsable d’une syncope vagale.

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2Pathologies vasculaires

A L’athérosclérose


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C’est une maladie dégénérative des artères qui subissent des lésions de l’intima (dépôts de plaques d’athérome par fixation des lipoprotéines athérogènes LDL-cholestérol) entraînant le rétrécissement ou sténose de l’artère puis fibrose de la média avec durcissement (sclérose) et calcification. Des caillots entraînent l’ischémie d’abord transitoire à l’effort, puis permanente au repos (thrombose) provoquant la nécrose tissulaire.

Les facteurs de risque endogènes sont : hérédité, hypercholestérolémie, hyperlipidémie, dyslipoprotéinémie, hypertension artérielle, âge, diabète.

D’autres facteurs sont exogènes : tabagisme, surpoids, alcoolisme, sédentarité, pilule.

Trois localisations sont fréquentes (artères coronaires, cérébrales, membres inférieurs). L’artérite des membres inférieurs entraîne : crampes, claudication, troubles vasculaires et cutanés avec risque de gangrène. L’athérosclérose des artères carotides et cérébrales donne des accidents vasculaires cérébraux avec symptômes unilatéraux (aphasie, alexie, agraphie, amnésie).

B Cardiomyopathies ischémiques


À savoir

L’angor est une ischémie myocardique transitoire produisant une insuffisance d’oxygénation du cœur à l’effort le plus souvent due à un rétrécissement ou sténose par athérosclérose d’une ou plusieurs artères coronaires.

L’infarctus du myocarde (IDM) est une urgence médicale grave due à une nécrose du myocarde. Survenant au repos ou à l’effort, il fait souvent suite à une crise d’angor dont il est la complication majeure. L’origine est une ischémie myocardique permanente par occlusion ou thrombose d’une artère coronaire ou par embolie. L’issue est souvent létale en l’absence de traitement rapide.

1. Sémiologie comparée de l’angor et de l’IDM


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2. Diagnostic de l’angor et de l’IDM


L’interrogatoire recherche les antécédents et précise la douleur. L’examen clinique mesure l’hypotension et la tachycardie.

Un électrocardiogramme est réalisé au repos et lors d’une épreuve d’effort. Un ECG d’effort positif est suivi d’une coronarographie ou d’une scintigraphie cardiaque qui localiseront la sténose. Le dosage sérique d’enzymes cardiaques confirme le diagnostic d’IDM.

3. Imagerie médicale


Échographie cardiaque

Cet examen d’imagerie utilise des ultra-sons (ultrasonographie) émis par une sonde qui sont ensuite réfléchis sous forme d’écho modifié par les densités tissulaires puis analysés et traités numériquement pour produire des images dynamiques du cœur bi ou tridimensionnelle (échotomographie en coupes avec reconstitution en 3D). L’échographie est non invasive, non irradiante, indolore, inoffensive, réalisable durant la grossesse pour diagnostiquer des malformations cardiaques, des valvulopathies ou une insuffisance ventriculaire.

Coronarographie

Cet examen radiologique des artères coronaires utilise un produit de contraste iodé injecté par cathétérisme (tuyau introduit par une voie d’abord artérielle, acheminé jusqu’aux coronaires) pour diagnostiquer des sténoses ou une thrombose. Invasif, il est pratiqué au bloc opératoire où il peut être suivi d’une angioplastie.

Scintigraphie cardiaque

Cet examen d’imagerie consiste à injecter par voie sanguine une substance marquée par un élément radio-actif qui va se fixer sélectivement sur le myocarde puis émettre un rayonnement gamma dont la détection permet d’établir la carte de fixation isotopique du cœur.

Une scintigraphie renseigne sur la viabilité du myocarde, permet la recherche d’une ischémie, l’évaluation d’une menace d’infarctus lors d’une scintigraphie d’effort, des bilans préopératoires et des contrôles thérapeutiques chirurgicaux (pontage, coronaroplastie).

4. Traitements de l’infarctus


En urgence, on traite le choc cardiogénique, les arythmies, la douleur et l’anxiété. On supprime la thrombose par thrombolytique. Repos strict, oxygénothérapie. On prévient la récidive par prescription d’un vasodilatateur coronarien, d’anticoagulant, d’antiarythmique. On envisage ensuite des traitements chirurgicaux.

À savoir

Angioplastie transluminale : dilatation d’une artère par l’introduction d’une sonde munie d’un ballonnet gonflé à l’endroit de la sténose. Intervention brève renouvelable. En cas d’échec, un pontage s’avère nécessaire. L’athérectomie (ablation de la plaque) ou la pose d’une prothèse artérielle est aussi réalisée.

Pontage aorto-coronarien : intervention cardiaque consistant à prélever une artère et à l’anastomoser entre l’artère aorte et une artère coronaire occluse en aval du point de thrombose afin de permettre une irrigation sanguine suffisante du myocarde.

5. Prévention hygiéno-diététique des coronaropathies


– Surveillance du poids, lutte contre la sédentarité, limitation de l’apport de lipides dont le cholestérol et de sel (risque d’HTA).

– Dépistage, traitement de l’hypertension, des diabètes DID et DNID.

– Arrêt du tabac et de la prise d’alcool, vitaminothérapie (C et E).

Les racines à savoir

Angi(o), vasculo, vaso : vaisseau

Artéri(o) : artère

Bar(o) : pression

Cardi(o) : cœur

Coronar(o) : coronaire

Hém(o) : sang

Ox(o) : dioxygène

Nécr(o) : mort

Phléb(o) : veine

Sclér(o) : durcissement

Stén(o) : rétrécissement

Thromb(o) : obstruction