Physio animale Fonctions-1

Physiologie animale S L Les grandes fonctions Milieu int rieur Physiologie cardiaque Physiologie vasculaire Respiration Excr tion Digestion Nutrition Chapitre Enthalpie et Entropie En consid rant nos organismes comme un ensemble ferm ces ensembles pour vivre ont besoin d nergie ce sont les besoins nerg tiques Cette nergie sert vivre tout simplement ATP Il a besoin aussi de grandir de croitre M me si les adultes ont d j fini leur croissance ils ont besoin de maintenir leur forme maintenir la mati re ce sont les besoins plastiques On peut regrouper l ensemble des besoins d un tre vivant sous forme des besoins nerg tiques et plastiques Le probl me est que les tres vivants ne sont qu en milieu fluide une cellule ne peut vivre qu en milieu fluide eau autres substances Les r ponses ces besoins vont venir de ce milieu fluide On va distinguer alors cat gories d tres Certains ont de faibles besoins de ce milieu fluide Autotrophes Les autres et notamment le monde animal ont besoin d un milieu beaucoup plus labor H t rotrophes Si l on prend des tres d une seule cellule ex protozoaires les changes se feront avec le milieu ambiant a peut tre suffisant Mais m me en regardant de pr s si on prend par exemple la param cie il y a d j une sp cialisation pour am liorer les changes Elle a par exemple des cils elle se d forme A plus forte raison pour des tres pluricellulaires m tazoaires la question de l change devient plus difficile les cellules en profondeur n tant pas en contact Pour r soudre ce probl me de besoins ces m tazoaires vont mettre en place des syst mes pour tre toujours en contact avec le milieu ext rieur imaginons des tuyaux qui parcourent l tre et donnent acc s aux cellules profondes Ils forment le syst me circulatoire Le syst me circulatoire regroupe le syst me respiratoire le syst me digestif am ne les aliments et il faut de l eau dans l organisme il y a donc d veloppement d un milieu int rieur et mise en place d un appareil excr teur qui vacue les d chets des cellules Au final toutes ces fonctions permettent de nourrir la cellule au sens large d o le nom de fonction de nutrition au sens large Chapitre Le milieu int rieur Les compartiments liquidiens de l'organisme Param cie Milieu int rieur l int rieur de la membrane plasmique Milieu ext rieur milieu ambiant M tazoaires il y a de l eau l int rieur de la membrane c est l eau intracorporelle L eau l ext rieur de la membrane est l eau extracorporelle Si l on va au-del de ces compartiments on retrouve le glutamate qui peut tre un neurotransmetteur une prot ine ou de l nergie Il a plusieurs possibilit s d utilisation dans la cellule et il n y a donc plus de compartiment On utilise alors le terme de pool pour exprimer cette utilisation inter-compartiments Le travail de physiologie consiste s int resser ces compartiments Un compartiment On assimile le corps globalement un ensemble c est une boite noire repr sent e par un rectangle l int rieur est ind termin Notre but est de voir la quantit de liquide l int rieur l eau On va alors utiliser une technique d astrophysicien la m trologie On utilise aussi la technique de dilution technique des traceurs On va choisir une quantit de produit M que l on injecte et on va attendre que cette quantit s quilibre dans le volume que nous voulons mesurer Dans le cas de l esp ce humaine et dans le cas de petits animaux c est tr s rapide environ minutes On va alors pr lever une petite quantit de liquide dans ce milieu et ce moment l on d termine la concentration de ce produit tant donn que l on a choisi la quantit initiale On a alors C M V On conna t C on a inject M et donc on peut d duire V notre inconnue par une approche aussi simple que a On peut donc d terminer le volume total de liquide de l organisme Les crit res de choix du liquide injecter sont simples Facilit de dosage Toxicit nulle Miscibilit du liquide dans le milieu aqueux r partition homog ne harmonieuse rapide pour viter l limination de ces trangers du corps L id al serait de prendre de l eau pure mais on ne pourrait pas la mesurer Alors on prend de l eau lourde le deut rium D O qui a les m mes caract ristiques que l eau c est un isotope Cependant la mesure se fait avec des appareils tr s couteux Alors on pourrait utiliser le Tritium dont la mesure est moins ch re mais il est radioactif et donc risque d irradier la personne On va alors s orienter vers d autres produits moins parfaits Par exemple l antipyrine l origine fabriqu e pour lutter contre la fi vre se r partit tr s bien et tr s rapidement On peut aussi prendre le sulfanylamide On consid re les r sultats sur un homme standard un homme d m et de kg Chez lui l eau corporelle est mesur e litres du corps Ceci pose des probl mes les t s tr s secs et chauds Ce pourcentage varie avec l ge Les b b s perdent l eau avec les diarrh es Chez le nourrisson ce pourcentage monte jusqu et diminue avec l ge chez la personne g e - ans Cela varie aussi avec le sexe chez la femme il est l g rement plus faible L tre humain n est pas une poche pleine d eau on consid re alors l homme en rectangle compartiments Deux compartiments Claude Bernard a commenc tudier cette eau corporelle Il a donn le nom au milieu int rieur c est celui qui est en contact avec les cellules au niveau des changes de nutrition On utilise alors encore la technique des traceurs mais la substance ne doit tracer que le compartiment extracellulaire On utilise principalement de l inuline c est un polym re de fructose On peut aussi utiliser des d riv s de brome On utilise aussi des produits sulfat s ou simplement du thiocyanate de Sodium NA L inuline est cependant tr s lente se r partir et on appelle les tests l espace inuline que l on ne peut comparer qu un autre espace inuline Le brome est quand lui toxique On obtient alors chez un homme standard un milieu int rieur de litres On peut alors d terminer le milieu intracellulaire - L Compartiments multiples Le plasma est la partie du liquide extracellulaire qui est contenu dans les vaisseaux sanguins On la d termine par la m me technique de dilution traceurs mais on va devoir choisir un traceur qui atteint le plasma Des fois on utilise des globules rouges modifi s marqu s mais c est compliqu Mr Evans a invent un produit appel bleu d Evans qui est un colorant un petit compos Normalement il quitte les vaisseaux sanguins mais on lui donne une tr s forte affinit pour les prot ines plasmatiques et d s qu on l injecte la paroi des vaisseaux sanguins tant difficilement perm able aux prot ines plasmatiques le bleu ne sortira pas On va alors pouvoir mesurer le plasma gr ce ce traceur On va le faire en TP On obtient une quantit de L voir L chez l homme standard Il repr sente alors environ du poids corporel En enlevant le plasma il nous reste le liquide interstitiel de l ordre de L c est la lymphe On a du mal la d terminer car cette lymphe est en partie interstitielle et en partie dans les vaisseaux lymphatiques qui vont conduire la lymphe alors appel e lymphe canalis e la circulation g n rale Les liquides transcellulaires traversant les cellules sont le liquide c phalorachidien fabriqu par le plexus c phalorachidien voir l an dernier le liquide de l oreille interne le liquide de l il humeur aqueuse le liquide pleural du poumon et le liquide synovial panchement de synovie Composition des liquides et mouvements liquidiens Le milieu extracellulaire Cations Anions Na mM high Cl- mM K mM HCO - mM hydrog nocarbonate Mg mM Prot ines mM Ca mM PO - mM Total mM Total mM Le milieu intracellulaire Cations Anions Na mM Cl- mM K mM high HCO - mM hydrog nocarbonate Mg mM Prot ines mM Ca mM PO - mM Divers Divers mM Total mM Total mM Dans le milieu extracellulaire on trouve milliosmoles mM On dit que ce milieu est isoosmol isotonique Si on change l osmolarit on va toucher l eau extracellulaire et concentrer le milieu C est mortel Dans l autre extr mit si l on boit trop l eau entre dans les cellules et les cellules clatent On inclut alors la notion de s rum physiologique qui n a rien voir avec le s rum Si l on place un organe non pas en s rum physiologique mais en eau on change l isotonie et les cellules clatent On forme le s rum physiologique avec du NaCl car ce sont les plus grandes quantit s du milieu extracellulaire il forme lui seul quasiment tout le milieu On le fait avec g dans litre et on le st rilise Dans le milieu intracellulaire c est le potassium qui prend l avantage Il y a tr s peu de calcium dans ce milieu Les contre-ions ne sont pas en grande quantit Dans ces milieux il y a lectroneutralit Ces diff rents liquides sont soumis des mouvements vari s Un premier est le mouvement osmotique qui fait se d placer le liquide Il y a une force osmotique un peu sp ciale li e aux prot ines auxquelles on a donn un nom particulier c est la force pression osmotique oncotique C est avec cette force que le plasma est filtr L individu a au total L d eau et si l on consid re cela comme un tuyau il faut une force pour faire sortir l eau par un robinet qui serait en bas du tuyau qui est la pression force hydrostatique En plus de ces syst mes purement physiques des changes se font entre les compartiments sous forme de transport Le transport facilit avec l exemple du glucose Ce sont des prot ines membranaires qui l assurent Parmi elles il y a les GLUTs glucose transporteur Le transport actif m me syst me mais utilisant de l ATP Ils prennent un compos d un cot et le d placent par exemple la Na-K ATPase Ce sont des transports saturables sp cifiques inhibables inhibiteur comp titif phloridzine pH d pendants On peut en avoir besoin plusieurs niveaux En utilisant du cyanure on bloque la synth se de l ATP le transport facilit continue mais l actif s arr te On utilise plut t que le cyanure du dinitrophenol moins toxique que le cyanure Malgr ces transports la composition du milieu int rieur est constante hom ostasie gr ce des m canismes de r gulation Les hormones peuvent r gler avec plus de finesse la constance de l hom ostasie Le Sang Propri t s physiques et mesure du volume sanguin Le sang est un tissu conjonctif c'est- -dire des cellules dispers es dans un milieu les cellules sont les cellules sanguines Il y a d autres l ments dans le sang et on regroupe toutes les cellules sanguines sous une appellation ce sont les l ments figur s Le liquide dans lequel les l ments figur s baignent est le plasma Le sang est relativement visqueux fois plus que l eau Cette viscosit est due en partie au plasma fois car il est compos d un nombre assez lev de prot ines Elle est aussi due aux l ments figur s fois Ce liquide est complexe le physicien le qualifie de pseudo-plastique Le sang est rouge parce qu il y a des h maties compos s en partie par du fer qui donne la couleur rouge Si l on s pare les h maties du sang il n est plus rouge S il reste rouge il y a un probl me il y a eu h molyse La densit est proche de Le pH est l g rement basique constant il y a une r gulation de l quilibre acido-basique par un syst me tampon mais aussi par le rein et par les poumons CO Pour mesurer le volume sanguin on a d j mesur le volume liquide le plasma que l on note Vp volume plasmatique Cette fois-ci on veut le volume global avec les l ments figur s En premier lieu il faut mesurer l h matocrite Pour cela on a besoin de sang liquide et donc dans lequel on utilise un anticoagulant le plus puissant tant l h parine Pour faire cela on utilise des tubes h parin s qui ont une petite quantit d h parine au fond et on met le sang dedans On a alors du sang h parin qui fait des d p ts au fond ce sont les l ments figur s On gradue notre tube et on remplie jusqu une certaine graduation On centrifuge alors pour acc l rer la s paration et on obtient un d p t rouge voir blanc le haut du tube tant le plasma La partie basse le d p t repr sente les h matocrites les l ments figur s c est une constante hom ostasique Elle repr sente environ du volume chez l homme standard Si l on en a ce n est pas normal c est mortel Pour trouver alors le volume de sang on fait une r gle de Le sang c est le total du tube Le volume plasmatique c est la partie haute c est le sang moins les h matocrites On peut crire cela sous forme de relation Vp - Ht Vs Vs Vp x - Ht En proc dant ainsi chez l homme adulte on obtient un volume total de l ordre de litres Le plasma sanguin et sa composition La composition du plasma Le plasma forme environ du sang il est compos d eau de substances min rales de substances organiques commencer par les prot ines plasmatiques entre et des substances azot es qui ne sont pas prot iques environ et des substances vari es organiques Les substances min rales se rapprochent fortement de celles du milieu extracellulaire Cations Anions Na mM high Cl- mM K mM HCO - mM hydrog nocarbonate Mg mM Prot ines mM Ca mM PO - mM Total mM Total mM C est le sodium qui domine avec le chlorure On rajoute cependant des min raux en faible quantit le fer le cuivre le zinc et un d riv d iode l iodure La complexom trie consiste complexer le m tal avec quelque chose qui va le rendre color au spectrophotom tre mais c est laborieux fatigant et peu sp cifique La photom trie de flamme est plus sp cifique plus facile on le met dans la flamme il me manque cette partie La concentration en anions est gale la concentration en anions d o l lectroneutralit Les substances prot iques On pratique de l lectrophor se on prend une goutte de plasma que l on d pose sur un papier Watman imbib de tampon qui contient des ions pour transporter le courant On met le tout dans une chambre d lectrophor se qu on polarise et on laisse migrer On laisse ensuite s cher et on le r v le On peut r v ler avec l inhydrine ou le nitrate d argent ou encore un colorant tel que le bleu de Coomassie On voit alors appara tre des taches On appelle le r sultat un Prot inogramme plasmatique ou encore un lectrophor gramme La prot ine plasmatique la plus importante est l albumine des prot ines plasmatique environ g L- suivent les globulines et puis et enfin On a ainsi pu voir ses taches mais par exemple le fibrinog ne n est pas visible par ces techniques Au total quand on fait la somme on obtient une concentration de g L- C est une valeur relativement lev e Compos s non-prot iques On fait cette analyse pour diff rentes raisons par exemple les globulines qui sont fabriqu es par le syst me immunitaire ou l albumine fabriqu e par le foie t moignent d une bonne sant ou d un probl me On trouve aussi des substances azot es comme l ur e mg L- provenant des d chets m taboliques des acides amin s qui sera limin e par l urine On trouve aussi en concentration lev e jusqu mg L- des acides amin s qui viennent de l alimentation Il y a aussi de l acide urique mg L- d chet m tabolique limin normalement par les reins dans l esp ce humaine chez certaines personnes cette limination ne se fait pas correctement si bien que la concentration peut augmenter quelque peu et l acide urique peut se cristalliser notamment dans les articulations qui ne coulissent alors plus sur un liquide type synovial mais sur des cristaux Cette pathologie est tr s douloureuse et s appelle la goutte On peut traiter cette goutte avec de la colchicine qui limite la formation des cristaux Cependant il faut faire attention la toxicit de la colchicine On a de la cr atine et la cr atinine qui sont des phosphag nes g n rent du phosphate elles servent former de l ATP partir d ADP en perdant son phosphate C est cette cr atine qui est utilis e par les sportifs pour augmenter leurs capacit s physiques La bilirubine est aussi dans le plasma un taux physiologique de mg L- il arrive que ce taux augmente au point qu on puisse le lire au niveau de la peau et de l il qui deviennent jaunes on appelle cela l ict re due une bilirubin mie trop forte A ce taux lev la bilirubine passe dans le cerveau et d truit les neurones L ammoniac est un d chet facilement liminable mais s il d passe sa valeur normale d un demi mg L- il modifie la valeur du pH entrainant des probl mes Souvent le foie est en cause La glyc mie li e au glucose normale g L- On trouve aussi Les lipides vari s les acides gras g L- hydrophobes Cholest rol g L- Des phospholipides g L- L acide lactique g L- Syst me tampon du sang Le pH de l organisme est de c est l une des constantes hom ostasiques la marge varie entre et Pour maintenir ce pH l organisme se munit de multiples syst mes Le syst me des prot ines Ce sont des assemblages d acides amin s Certains de ces acides amin s sont l tat de diacides comme par exemple dans l acide aspartique et l acide glutamique Un COOH sur l acide amin Ces acides se comportent alors comme des acides classiques les protons peuvent se dissocier pour former des anions si bien que les prot ines de ce type sont en fait d normes anions que l on note R- Or dans le plasma il y a un ion qui domine qui est le sodium Na et qui va se lier chaque COO- ce qui revient consid rer les prot ines comme un sel et donc on va les appeler prot inates de sodium Donc dans un plasma sanguin les prot ines vont exister l tat de prot inate de sodium que l on va simplifier par le sigle RNa La plupart du temps en pharmacologie les compos s que l on utilise ne sont que faiblement solubles et donc on fait jouer le pH en cherchant l plupart du temps acidifier le milieu On utilise donc des acides faibles not s AH Donc RNa AH est un syst me tampon Cet acide va se dissocier de son contre-ion et donc RNa AH RH ANa Ce proton a t neutralis Il y a donc un syst me relativement important pour neutraliser le pH Il faut que le pK soit le plus proche possible du pH choisi Le pK est de ce syst me est tr s efficace Le syst me imidazole L h moglobine comme d autres prot ines contient de l imidazole qui est un constituant utilis pour faire des tampons Donc les prot ines qui le contiennent fonctionnent comme un tampon en captant des protons Le syst me effet Bohr L h moglobine est de plus capable de capter des H par un effet Bohr En captant ces protons elle acidifie le milieu HPO Na AH H PO Na Ana pK Le syst me de l acide carbonique Le m tabolisme de l organisme se r sume une oxydation On fabrique donc du CO Cependant dans les cellules profondes ce CO qui sort de la cellule entre en contact avec l eau H O Le CO est tr s soluble donc une partie se dissout Une autre partie se lie l eau et forme H CO et forme de l acide carbonique qui va se dissocier pour former HCO - hydrog nocarbonate H On est donc dans le milieu plasmatique o l hydrog nocarbonate rencontre du sodium et donc sa forme normale plasmatique est NCO Na Hydrog nocarbonate de sodium Donc HCO Na AH H CO ANa pK Mais ce CO est produit en permanence donc la masse de HCO Na est tr s forte et on l appelle la r serve alcaline Au final l organisme peut maintenir son pH de Si le syst me tait basique le corps n est pas par cette ventualit C est pourquoi quand on manipule de la soude ou d autres produits tr s basiques on voit des cas d intoxication plus difficiles traiter Origine des l ments figur s Quand on regarde ces l ments figur s on arrive les regrouper en familles Les rythrocytes Ce sont les cellules rouges Les leucocytes Ce sont les cellules blanches C est un ensemble r uni il contient des sous ensembles Les polynucl aires Les monocytes Les lymphocytes Les thrombocytes Ce sont les plaquettes sanguines Toutes ces cellules proviennent de la moelle osseuse des os de petite taille les os courts comme les vert bres le sternum les c tes ou des os plats comme l omoplate Sur les os longs la moelle se regroupe aux t tes piphyses et est rouge et peut g n rer les cellules mais la partie du milieu est de la graisse et ne g n re pas de cellules sanguines Ces zones productrices regroupent des cellules souches totipotentes qui ont une potentialit de diff renciation lev e et qui sont capables de g n rer plusieurs familles de cellules et donc ce sont ces cellules qui sont dispos es dans les os courts et dans les cellules des os longs Une premi re lign e de ces cellules se diff rencie c est la lign e rythrocytaire qui va donner dans la moelle osseuse des Pro rythroblastes immatures qui volueront en rythroblaste immature aussi qui volueront en R ticulocytes matures Les r ticulocytes passent alors dans le sang en perdant leurs noyaux en les jectant et voluent en rythrocytes globules rouge h maties Il reste souvent un peu de r ticulocytes dans le plasma Chez certaines esp ces les r ticulocytes ne perdent pas leurs noyaux La me lign e la granulocytaire commence par des My loblastes qui deviennent Promy locytes puis My locytes N E B et M tamy locytes N E B qui donneront enfin ensembles les Neutrophiles les Eosinophiles et les Basophiles La aussi la derni re tape conduit ces derni rs compos s dans le sang La lign e monocytaire la me se compose de Monoblastes Promonocytes et Monocytes qui entrent dans le sang Mais une partie ressort du sang vers les tissus et formes les macrophages La me lign e m gacaryocytaire forme les Prom gacaryocytes puis les m gacaryocytes qui vont subir une sorte de fragmentation le noyau clate ne fait pas de mitoses et chaque fragment s entoure d une sorte de cytoplasme et forme les plaquettes sanguines La derni re lign e Lymphocytaire donne les lymphocytes Pour voir des globules blancs sur un frottis on va utiliser des colorants comme par exemple le May-Gr nwald va aller vers les l ments acides et le Giemsa se dirigera vers les l ments basiques On va alors regarder les diff rents l ments du sang On voit alors que par exemple les basophiles sont tr s peu repr sent s les neutrophiles sont nombreuses les osinophiles les monocytes forment environ et les plaquettes forment La formule sanguine est importante Il y a environ globules blancs par L Les l ments figur s Les globules rouges ou h maties ou rythrocytes Caract ristiques Se sont des cellules qui ont perdu leur noyau anucl es Les cellules peuvent donc s craser devenir tr s plate n tant pas limit es par le noyau Elles ont la forme d un disque les faces sont creuses biconcaves leur paisseur faire microns le disque fait microns de diam tre Le fait que les surfaces soient creuses augmente la surface d change On arrive une surface totale de m tres carr s pour l ensemble des h maties du corps humain Cette surface favorise les changes respiratoires Elles contiennent de l h moglobine On peut les compter c est ce qu on appelle l num ration globulaire les astuces de comptage consistant en dilutions et comptages sur h matim tres invent par Malassez Ce comptage consiste en une lame creus e d un puits rigoureusement calibr dans cette lame sa hauteur et sa largeur sont tr s bien d termin s on le remplie et s il est correctement remplie on peut le couvrir d une lamelle On obtient un volume tr s pr cis Pour le comptage un syst me de r ticules est plac au fond et le sang dilu est d pos dessus S il n y avait pas de divisions on aurait pu risquer de mal compter On compte donc l ensemble de ses sous unit s et compte tenu des dimensions on en d duit le nombre de cellules dans un volume pr cis Pour la dilution on utilise des pipettes Potain pipette qui comporte une ampoule et des graduations On aspire le sang dedans une certaine graduation et on va aspirer ensuite un liquide jusqu la graduation du haut on aspire du s rum physiologique ou du liquide de Marcano et l int rieur un petit agitateur homog n ise le m lange Pour ensuite avoir la bonne valeur n x x D autres syst mes existent le Neubauer ou le Thoma On obtient au final millions d h maties par L de sang Les femmes ont un peu moins d h maties avec millions Pour suivre la dur e de vie d une h matie on la marque l azote Une h matie vit en moyenne jours A sa mort le syst me r ticulo-endoth lial notamment dans la rate et le foie des cellules toil es dites de K pffer r cup rent les h maties et les d coupent En cassant les h maties la bilirubine est form e R gulation de la production des h maties En montagne le taux ambiant d oxyg ne est plus faible que dans les plaines Po pression partielle pression exerc e par un seul gaz pression relative d un gaz dans un lieu donn Un p ruvien vivant dans les montagnes a millions d h maties sans pr senter de pathologie Cette r gulation est due une hormone appel e rythropo tine E P O Cette rythropo tine permet l rythropo se la r gulation du nombre d h maties quand la Po est faible une partie des reins est activ e elle lib re cette petite prot ine glycosil es l rythropo tine qui provoque l hypoxie En hypoxie le syst me cholinergique est stimul il va alors fabriquer du GMP cyclique second messager dans la cellule r nale et ce GMPc va agir au niveau des lysosomes casser quelques enzymes lysosomales pour lib rer une prot ase qui va agir sur une autre prot ine d j existante pour fabriquer de l rythrog nine dans ces cellules r nales Cette hypoxie augmente de plus le taux de Lactate l acide lactique qui va stimuler le syst me ad nyl-cyclase qui va fabriquer l AMPc L hypoxie peut aussi agir sur des r cepteur adr nergiques sur les prostaglandines agissant aussi sur l ad nyl-cyclase L hypoxie fait donc augmenter le taux d AMPc qui va activer des PK prot ines kinases inactives qui sont des enzymes de phosphorylation qui vont s orienter vers des rythrog nine et les phosphoryler pour former de l rythrog nine phosphate qui devient de l rythropo tine qui va sortir de la cellule r nale et s orienter vers les cellules souches Egnine-P peut aussi sortir et se diriger vers le foie avant de former l EPO Donc comme toute hormone elle circule dans le sang la recherche de cibles ce sont les cellules souches Le nombre de mitoses va augmenter et l intervalle inter mitotique va diminuer Ici on a un facteur entre une Po normale et une hypoxie s v re Parall lement cet EPO va stimuler la synth se de l h moglobine et donc les unies vont fabriquer les h maties Ce ph nom ne s arr te l oxyg ne est transport en plus grande quantit l hypoxie n est plus C est un syst me en feed back n gatif El ments constitutifs des globules rouges H moglobine Constitu d eau de fer de zinc de cuivre L h me n est pas prot ique c est un groupement non prosth tique et elle sera associ e un groupement globine pour former de l h moglobine Le groupement non prosth tique est constitu de l ments les pyrroles d o le nom de t trapyrroles Les pyrroles sont unies en anneau par diff rentes liaisons et cette t traporphyrine va porter dans son milieu un atome de fer Ce fer va rester dans le cas normal l tat ferreux pathologie tat f rrique La globine est une prot ine globulaire C est un t tram re il y a globines associ es N Elle est constitue de et Ce sont des isoformes de la globine On n a pas toujours la m me forme Au cours du d veloppement il y aura volution de cette h moglobine En partant de la f condation les organismes mettent en place une premi re forme d h moglobine semaines apr s la f condation Cette premi re forme se met en place elle va dans les sous-unit s comprendre sous-unit s et et unie sous-unit s et on appelle cette forme HbF h moglobine f tale Pendant la grossesse la forme dispara t et la forme appara t encore et C est une forme plus mature Dans la p riode p rinatale la sous-unit va dispara tre et la sous-unit se met en place et la naissance la forme dominante est la forme adulte et et forme l h moglobine adulte HbA Cette h moglobine immature pr sente une forte affinit avec l oxyg ne ce qui est important pour le f tus Si l on regarde la structure tertiaire de la prot ine on peut imaginer plusieurs segments on dit qu ils constituent une lettre U en arri re plan un V inclin en avant plan et un S en plan m dian Tyr Les segments du U sont reli s par une tyrosine La partie prot ique repr sente et l h me repr sente environ Ce t trapyrrole l h me est appel porphyrine repr sente et le fer repr sente Elle fait environ acides amin s Jusque l on parlait de la situation normale Des anomalies se produisent essentiellement naturellement Dans la s quence des acides amin s il arrive qu la place d un acide glutamique on retrouve de la valine C est une erreur et l acide glutamique est un diacide capable d attirer des charges positives la valine fait perdre la fonction d attirance et la prot ine va changer de conformation et l h matie plut t que d avoir cette forme normale aura une forme d form e une forme de faucille l h matie est dite falciforme et elle aura des propri t s diff rentes Le captage d oxyg ne sera plus difficile et si la proportion d h maties falciformes est lev e le sujet atteint sera en manque d oxyg ne La maladie associ e est la dr panocytose maladie g n tique La biosynth se de l h moglobine Dans l esp ce humaine le taux d h moglobine est relativement lev chez l homme le taux moyen est de grammes pour mL de sang Chez la femme le taux est de grammes par mL Synth se de l h me Pour cela on marque certains atomes constitutifs notamment l azote on prend de l azote ou du carbone carbone On marque un seul acide amin la glycine On peut ainsi se rendre compte que la synth se de l h moglobine commence dans la mitochondrie La glycine va s unir un constituant mitochondrial le succinyl coenzyme A pour composer l acide -amino- -c to adipique et la condensation de la glycine sur le succinyl coenzyme A va se transformer en un premier compos qu on appelle ALA acide -amino-delta-l vulinique qui provient de la d carboxylation du premier et ce compos va se condenser sortir de la mitochondrie et rentrer dans le cytoplasme Il y aura alors des modifications de carboxyle Le premier compos est le porphobilinog ne ce sont des porphirinog nes il y en a de types uro copro et protoporphirinog ne Ensuite le compos va entrer de nouveau dans la mitochondrie et la transf rine qui am ne du fer dans la mitochondrie va permettre l association du g ne et de la protoporphyrine pour former l h me Ce fer est indispensable pour l anneau t trapyrrolique Sans fer le sujet souffre d une an mie ferriprive l h me n tant pas form e Quelques fois le fer s oxyde ce qui n est pas normal et il n est plus utilisable Quelques fois ce sont les transporteurs qui sont en cause la transf rine n tant pas efficace Synth se de la globine C est une synth se banale elle se fait avec le RE et le golgi L ARNm est extr mement long la globine est synth tiser normalement et l association globine h me dans le cytoplasme donne l h moglobine Ces synth ses vont avoir besoin de cofacteurs pour se r aliser de fa on enzymatique On cite les vitamines du groupe B B et B qui vont avoir besoin de cuivre pour catalyser certaines r actions de cobalt ce sont des oligo- l ments En cas de d faut de B on a aussi une an mie la synth se de l h me tant rendue impossible La B est un cofacteur relativement r pandu car il assure les d carboxylations C est la pyridoxine La B fonctionne avec le cobalt on la dit antian mique C est une cyanocobalamine qui va assurer la maturation des h maties En cas de d faillance c est une avitaminose B qui va amener ces an mies Les h maties ont une dur e de vie elles n ont pas de noyau au bout d un moment elles sont d grad es D gradation de l h moglobine Elles vivent en moyenne mois puis les cellules K ppfer de la rate en forme d toiles accol es aux sinuso des vont capter les h maties pour les d truire En premier lieu l anneau t trapyrrolique va s ouvrir il y aura rupture des liaisons Le t trapyrrole devient lin aire Le fer va alors se d tacher pour tre utilis autre part et la globine va aussi se d tacher et subir le sort d autres prot ines il sera recycl L anneau t trapyrrolique restant devient de la bilirubine un pigment chaud tr s jaune qui est tr s hydrophobe et peut m me passer la barri re h mato enc phalique Cette hydrophobie peut tre att nu e par une glucuronyl-transf rase qui va prendre de l acide glucuronique COOH sur le carbone qui va tre associ la bilirubine glucuronyl transf rase et l associera un autre compos L ensemble devient hydrosoluble et on peut alors suivre les voies de transformation notamment il va constituer au bout les sels biliaires c'est- -dire qu il va constituer des urobilinog nes qui vont donner de l urobiline Sa voie d limination finale est l urine des stercobilinog nes qui vont donner des stercobilines limin es par les selles C est l exc s de bilirubine qui fait des dict res La cellule h patique peut ne plus tre fonctionnelle cause d une intoxication ou d un abus d alcool Il n y a alors plus de d gradation c est la cyrose du foie et chez ces sujets on trouve un taux de bilirubine lev et la peau et les yeux deviennent jaunes Le m tabolisme n a plus lieux normalement Dans d autres cas il y a quelques fois une h molyse anormale et ce moment l le syst me est d bord le taux de bilirubine augmente R les des pigments du sang Servent au transport des gaz respiratoires participent au syst me tampon de l organisme et aussi la r gulation de la pression osmotique du milieu int rieur Les plaquettes sanguines et la coagulation du sang Elles ont des noms vari s on lit encore le nom globuline qui voulait l poque dire petite globule On les a appel aussi thrombocytes thrombus bouchon Caract ristiques Le syst me sanguin est un syst me ferm un vase clos sous pression et si on l ouvre le sang va sortir il y aura h morragie une perte de sang On modifie les param tres h mostasiques et le corps r agit en cons quence pour maintenir le sang l int rieur Il y a alors une vasoconstriction une h mostase arr ter l h morragie primaire et une secondaire la coagulation H mostase Vasoconstriction localis e On imagine que l on fait une entaille dans le vaisseau sanguin et tr s rapidement au niveau de la paroi des vaisseaux sanguins les terminaisons orthosympathiques utilise la noradr naline comme dernier transmetteur va lib rer de la noradr naline ce qui va faire la vasoconstriction diminuer le diam tre du vaisseau Une me vasoconstriction est due la lib ration de produits par les plaquettes sanguines la s rotonine qui s ajoute l action de la noradr naline Elles fabriquent aussi un neurotransmetteur par les prostaglandines la thromboxane A Tous ces l ments vont limiter la perte de sang H mostase primaire Les plaquettes sanguines viennent des m gacaryocytes dont le cell coat partie externe est tr s d velopp le cytosquelette est tr s abondant avec de nombreux microtubules et ce syst me va aider l excr tion des diff rents compos s Il y a un arsenal nerg tique tr s d velopp des mitochondries en grand nombre du glycog ne des enzymes du m tabolisme interm diaire donc un arsenal nerg tique important et un syst me de s cr tion des granules qui vont contenir les produits faits par la cellule On va trouver dedans des enzymes lysosomales des hydrolases des granules contenant des enzymes de d gradation et qui vont contenir des facteurs de coagulation de l ATP et de l ADP A cot de ces granules on a des corps denses qui vont contenir du calcium de la s rotonine de l ATP et de l ADP En cas normal les plaquettes sanguines qui sont pr sentes dans le flot sanguin qui est limit par l endoth lium ne vont pas frotter contre la paroi et tre entrain es naturellement Dans le cas d une ouverture de vaisseau les thrombocytes vont tre en contact avec un environnement inhabituel le sous-endoth lium qui contient entre autre du collag ne et vont s activer gr ce aux prot ines du cell coat Les cellules s activent et vont lib rer certains compos s notamment la s rotonine et la thromboxane mais vont aussi lib rer du calcium et de l ADP ce qui va entrainer l accolement des cellules aux parois et l ADP va attirer d autres plaquettes sanguines qui vont entrer en contact avec celles qui sont d j activ es et s activer elles-m mes jusqu ce que la plaie soit colmat e formant ainsi le clou plaquettaire Le milieu est alors riche en ADP Les h maties ne peuvent alors plus sortir Au niveau cellulaire des phospholipides membranaires notamment la phospholipase A sera lib r e et va couper les phospholipides pour former l acide arachidonique qui ne va pas rester dans cet tat il est tr s r actif et va se transformer en prostaglandine G PGH gr ce une cyclo-oxyg nase et la PGH va fabriquer la thromboxane A Une fois que la blessure est ferm e la PGH va subir une modification pour constituer une prostacycline synth tase qui sera favorable la cr ation de l AMPc qui aura pour r le d inhiber l agr gation plaquettaire arr tant le m canisme H mostase secondaire coagulation du sang Ici ce sont des m canismes plus mol culaires qui vont modifier le fibrinog ne prot ine plasmatique soluble en fibrine prot ine insoluble et cette fibrine va alors constituer un r seau m canique une maille au niveau de la blessure qui va emp cher la sortie des l ments Cette transformation se fait sous la catalyse d enzymes notamment la thrombine qui n existe pas tout moment dans le plasma Elle vient d une autre prot ine la prothrombine et le changement se fait gr ce au Calcium On peut remonter facteurs qui sont les facteurs de coagulation Au d part on a un facteur XII qui est un facteur pr sent mais inactif Si l on fait une entaille un vaisseau sanguin le facteur XII se retrouve en pr sence de collag ne et de Kininog ne High Molecular Weight Kininogen HMWK ce qui contribue l activation de ce facteur XII Une fois activ il va utiliser ce m me kininog ne pour transformer une prot ine enzymatique la Pr kallikr ine en kallikr ine et cette kallikr ine dou e d un pouvoir de catalyse tr s puissant va acc l rer l activation du facteur XII inactif C est un ph nom ne de feed back positif Une fois activ le facteur XII active le facteur XI inactif qui devient actif C est encore le HMWK qui est utilis On consid re que si l on n a qu une mol cule de facteur XII au d part on en a million pour activer le facteur XI Le reste est peu pr s la m me chose le facteur XI activ va au niveau du facteur IX pour l activer en pr sence de calcium Le facteur X va quand lui s activer et transformer la prothrombine en thrombine Cette voie est une voie intrins que dont les facteurs sont l int rieur des vaisseaux sanguin les plaquettes sont contenues en facteurs de coagulation Une voie extrins que part de la thromboplastine qui va tout de suite transformer le facteur IX inactif en facteur IX actif mais il peut aussi activer directement le facteur X inactif Cette voie m ne la formation de fibrine Le calcium est pr sent un peu partout il est indispensable si bien que si l on souhaite emp cher la coagulation du sang on peut agir sur certains facteurs notamment le calcium On peut le supprimer du milieu On peut le faire avec les ch lateurs du milieu compos s qui pi gent le calcium ionis actif en se fixant sur ses charges Par exemple on utilise comme ch lateur le citrate de sodium l oxalate de sodium l h parine le plus puissant et de loin mais il est un peu trop puissant L h parine ne vise pas uniquement le calcium il bloque aussi le facteur X la thrombine Ces l ments sont tr s actifs on peut essayer d emp cher la coagulation de fa on plus mod r e par exemple dans le cas de coagulation l int rieur des vaisseaux on utilise des compos s chimiques comme la coumarine et pr cis ment le di-coumarol qui va inhiber l action de la vitamine k et se mettre en comp tition avec elle Or celle-ci est n cessaire pour la fabrication d un certain nombre de facteurs de la coagulation comme le facteur le facteur le facteur d o la difficult de coagulation et la tendance l h mophilie dont souffrent certaines personnes au foie malade qui ne coagulent pas La thrombost nine permet le resserrement des mailles de fibrinog ne Ce resserrement entraine l vacuation du liquide interne ce liquide repr sente environ On dit que le syst me exsude le liquide l exsudat est appel le s rum Le s rum c est le plasma sans le fibrinog ne Le s rum est utilis dans plusieurs op rations il est tr s proche du milieu int rieur Ce callot colmate compl tement la plaie Fibrinolyse D s que la plaie est referm e les cellules endoth liales vont entrer en mitose Le plasminog ne va se transformer en plasmine et cette plasmine aura pour fonction de d truire d hydrolyser le r seau de fibrines Il n y a plus de perte de sang la paroi est referm e Cependant du sang est sorti des cellules sont sorties Ces cellules seront alors dig r es par les macrophages Le facteur du fibrinog ne est le facteur I la Prothrombine est le facteur II la Thromboplastine est le facteur III le calcium est le facteur IV Ensuite viennent des facteurs pour acc l rer les r actions ce sont la Proacc l rine en facteur V l Acc l rine en facteur VI la Proconvertine est le facteur VII Ensuite viennent les antih mophyliques l antih mophilique A en facteur VIII l antih mophylique B Christmas en facteur IX le Stuart en facteur X Enfin viennent les premiers facteurs le facteur XI est la PTA ant c dent de la thromboplastine plaquettaire le facteur XII est le Haegeman et le facteur XIII est le facteur stabilisant Les leucocytes Le nombre de leucocytes peut tre lev on parle alors d hyperleucocytose L Caract ristiques Ce sont les globules blancs On les classe en cat gories Les lymphocytes Le noyau est volumineux le cytoplasme est peu volumineux Les monocytes Plus grosses en moyenne jusqu ons le cytoplasme est plus important proportionnellement et on dit que le noyau a la forme d un rein est r niforme Les granulocytes Le cytoplasme est granulaire le noyau a plusieurs lobes les premiers chercheurs pensaient qu il y avait plusieurs noyaux d o le terme de polynucl aire Fonction des leucocytes Granulocytes et monocytes Pour des raisons accidentelles ou volontaires il arrive que l on introduise dans l organisme des substances qui lui sont trang res Les cellules du sang sont normalement dans les vaisseaux sanguins Il se passe un ph nom ne de chimiotactisme positif qui va orienter le d placement des polynucl aires et plus tard ces cellules vont mettre un prolongement cytoplasmique travers les cellules endoth liales comme les amibes le font et au final en continuant ce mouvement elle va se retrouver l ext rieur et cette sortie est appel diap d se Une fois sortie elle va se d placer vers la bact rie et finir par englober la bact rie La bact rie ou substance ing r e par cette phagocytose est pris en charge par le syst me lysosomal qui va d truire cette bact rie et la d couper en morceaux Les neutrophiles sont les plus rapides ils peuvent ing rer bact ries peu virulentes mais les monocytes plus lents arrivant plus tardivement seront plus efficaces ils pourront ing rer jusqu microbes Enfin leur diff rence est beaucoup plus durable ils peuvent s journer plus longtemps l ext rieur ce qui est plus efficace Les lymphocytes Ils vont d fendre l organisme aussi mais avec une logique diff rente en faisant des r actions immunitaires On peut les classer en sous-ensembles Les lymphocytes T Ils vont terminer leur maturation dans le thymus maturation thymique ducation thymique C est l qu ils vont acqu rir leurs fonctions On distingue sous-ensembles Cytotoxiques Auxiliaires Suppresseurs Les lymphocytes B Ils ont une maturation conventionnelle dans la moelle osseuse Globalement un germe par exemple une bact rie qui subit une phagocytose normale est d truite par le syst me pr c dent Des d bris de ces bact ries sont s cr t s l antig ne est pr sent et ils vont entrer en contact avec les lymphocytes La premi re famille de lymphocytes sera stimul e et elle stimulera une me famille qui aura r actions diff rentes Elles vont soit subir une s rie de mitoses par une multiplication clonale et ces clones vont rester dans l organisme un certain temps Ce sont elles qui sont les cellules m moires Elles peuvent se modifier en un autre sous ensemble de cellules qui vont faire appel leur synth se prot ique pour fabriquer des prot ines sp ciale les immunoglobulines qui sont rejet es l ext rieur dans le plasma suivant la quantit d antig nes initiale Elles ont la capacit d aller se coller sur un antig ne initial de le fragiliser et de faciliter la destruction qui va se faire facilement et massivement Au final l antig ne est d truit par cette strat gie Les immunoglobulines Il y a les immunoglobulines G IgG sont des t tram res en forme de Y dont le poids mol culaire moyen est de l ordre de Da A cot de ces IgG on trouve les IgM qui ont une structure plus pentagonale plus grosse le poids mol culaire est d environ Da Enfin il existe d autres immunoglobulines IgA IgD et IgE Pour viter que le germe ne soit trop toxique on peut l att nuer on le faisait avec du formol aujourd hui on les irradie quand on veut l inoculer un sujet sain On va essayer de mesurer la concentration en immunoglobulines Si le plasma contient des IgG et que l on est contamin ils vont se fixer sur les germes qui seront alors mieux d truits par l organisme Les groupes sanguins On doit cette d signation Landsteiner qui s est aper u que les r sultats de transfusion sont diff rents suivant les personnes et que les globules rouges pouvaient tre diff rents Syst me ABO On regarde la surface des h maties au cell coat on s est aper u qu une famille de compos s n tait pas forc ment le m me d un individu l autre par exemple chez certaines personnes l extr mit de ces cellules du cell coat on pouvait avoir un polysaccharide et l extr mit du polysaccharide on trouve un fucose ou un compos X variable Chez certaines personnes ce X est la N-ac tylgalactosamine chez d autres c est du galactose et chez certaines encore il n y a rien la place de ce X Les personnes qui portaient le N-ac tylgalactosamine ont t regroup dans le groupe A celles qui portent le galactose forment le groupe B et ceux qui n ont rien sont de groupe O On peut consid rer ces compos s comme des antig nes naturels on les appelle des agglutinog nes Chez certains individus on trouve la N-ac tylgalactosamine et le galactose ils forment le groupe AB Dans le sang certaines personnes peuvent agglutiner ces cellules quand ils les rencontrent gr ce des agglutinines les agglutinines anti-A pour celle qui agglutine les agglutinog nes du groupe A les anti-B pour les B et les anti-AB pour les AB Dans le groupe A on ne trouve pas d agglutinine anti A mais de l anti B sinon ils agglutineraient les globules rouges Pour tester un groupe sanguin on d pose gouttes de sang par lame sur lames ainsi que des antis Il ne faut pas que les h maties du receveur soient agglutin es par les agglutinines du donneur C est pourquoi le groupe O est le donneur universel En revanche le groupe AB qui serait agglutin par tout le monde ne peut que recevoir Cependant il peut recevoir de tout le monde Le syst me Rh sus C est un ensemble d antig nes qui forment ce qu on appelle Rh sus il y a antig nes D C et E Cependant l antig ne D est le plus r actif c est pourquoi on ne s oriente que vers le D pour tudier ces Rh sus Certains couples avaient un premier enfant qui naissait normalement mais la me grossesse le f tus mourrait in ut ro et ils n arrivaient ensuite plus avoir de me b b C tait le syst me Rh sus qui tait la cause de ces avortements Au cours de l accouchement les sangs de la m re et du b b taient m lang s et si le b b tait Rh c'est- -dire qu il porte l antig ne D et que la m re est Rh- elle ne porte pas l antig ne D ce produit est pour elle un antig ne et donc elle fait des anticorps contre cet antig ne Au cours de la me grossesse ces anticorps anti-D franchissent la barri re ut rine et tuent le b b Ce cas est possible si le p re est Rh Pour radiquer ce probl me il faut viter la reconnaissance d s le premier b b par les lymphocytes m moires Il faut ensuite injecter les immunoglobulines pour qu ils soient limin s rapidement les lymphocytes m moires n ont pas le temps de se cr er Le syst me HLA HLA human lymphocyte antigen Ce sont des antig nes sur les lymphocytes qui permettent une reconnaissance C est important pour les greffes Chapitre La physiologie cardiaque G n ralit s sur l appareil cardio-vasculaire Tous les liquides sont dirig s par et vers le syst me cardio-vasculaire On l appelle grande circulation tant la plus grande du corps Dans ce syst me il existe une pression relativement lev e d o ce me nom de circulation haute pression La petite circulation est la circulation pulmonaire la pression est tr s basse de ce fait on l appelle circulation basse pression Le r le de la circulation est d irriguer les cellules d apporter des nutriments et de les d barrasser de leurs d chets Ils servent de plus transporter les hormones elle participe la d fense de l organisme et au maintient de la temp rature corporelle Rappel de l anatomie cardiaque Morphologie et structure C est un muscle situ dans le m diastin dans la cage thoracique entre les poumons en avant des cotes et du sternum et en arri re des vert bres Il est en plus en avant dans ce m diastin Il a une forme de c ne l envers donc la pointe du bas s appelle apex attention de ne pas inverser et la partie haute est la base C est un muscle creux form de cavit s appel es ventricules Elles sont constitu es d une cloison qui s pare le c ur droit et le c ur gauche Une autre s paration mais entre la base et l apex permet de distinguer en haut les oreillettes auricules atrium droite et gauche et en bas les ventricules droit et gauche Les s parations sont des sortes de portes des valvules Du cot droit la valvule est constitu e de lames d o le nom de valvule pieds ou cuspides Le cot gauche n a que lames d o le terme de bicuspide Cette bicuspide ressemble une mitre d archev que d o le nom de valvule mitrale On les appelle aussi auriculo-ventriculaires Enfin dans ces cavit s les vaisseaux sanguins sont connect s l art re aorte et l art re pulmonaire Des valvules la base de ces deux art res ont une forme de S d o le nom de sigmo de Ce syst me complexe ne permet pas de se tromper dans le sens de circulation du sang Des veines caves sup rieures et inf rieures arrivent dans l oreillette droite de l descendre dans le ventricule droit et ressortir du c ur en direction des poumons Le sang ressort des poumons par veines pulmonaires descend dans le ventricule gauche et ressort par l aorte d o il sera dispers dans tout le corps Il faut remarquer la pr sence de sortes de cordes qui maintiennent les valvules dans un sens emp chant le sang de remonter On les appelle cordelettes tendineuses et servent d amarrage la valvule Elles tiennent les bords des valvules Histologie Le p ricarde est l enveloppe du c ur c est un tissus conjonctif des fibroblastes qui pr sentent des fibres de collag ne formant feuillets superpos s un feuillet externe pari tal appartient la paroi et un feuillet qui colle la visc re au c ur le feuillet visc ral Entre les on trouve un liquide le liquide p ricardique Ce p ricarde est reli un muscle le diaphragme ce qui fait que les mouvements de ce muscle se r percutent sur les mouvements du c ur qui monte et descend La partie la plus paisse le myocarde c est la musculature du c ur qui va tre constitu de fibres musculaires qui ont une forme ramifi e de Y un seul noyau dans l axe de la cellule Les jonctions entre les cellules sont des jonctions sp cialis es des jonctions GAP constitu es de connexon des jonctions communicantes Le reste c est du muscle classique La derni re enveloppe l endocarde est le prolongement de la paroi des vaisseaux c est une sorte d endoth lium la circulation est perturb e si elle se fait dans cette zone C est une pathologie Les tissus sont des tissus rest s l tat embryonnaire Le n ud de Keith et Flack ou n ud sinusal se trouve l arriv e de la veine cave Plus loin s par de ce n ud le n ud d Aschoff-Tawara se situe la jonction des c urs on l appelle aussi n ud septal ou auriculo-ventriculaire Il se poursuit par un faisceau de fibres le faisceau de Hiss qui va se diviser en branches qui vont tapisser toute la paroi ventriculaire et faire une norme ramification Ce r seau est appel r seau de Purkinje En comparant ces structures les fibres musculaires cardiaques sont nettement moins organis es il n y a pas de sarcom res pas de stries Z elles sont rest es l tat embryonnaire Fonctionnement global du c ur Il y a plusieurs m thodes d investigation On va tudier la contraction m canique en TP on peut aussi enregistrer l activit lectrique On peut couter le bruit que fait le c ur quand il fonctionne avec un st thoscope On peut le faire en ext rieur mais quelques fois il faut aller l int rieur du c ur pour valuer par exemple une activit lectrique Il faut par exemple faire une exploration endocavitaire pour valuer l activit lectrique du faisceau de Hiss Activit lectrique Les cellules du c ur sont des cellules excitables dans leur ensemble elles sont capables d mettre un potentiel d action et on peut enregistrer cette activit lectrique Quand elle concerne l ensemble du c ur on parle d lectrocardiogramme L enregistrement s appelle une lectrocardiographie Une partie du c ur met des potentiels d action de fa on rythmique et ce PA g n r rythmiquement va se propager au n ud septal suivant cette propagation va toucher les oreillettes et l ensemble de cette activit sera enregistrer et l on obtient sur l enregistrement l onde P et l activit se propage la suite du r seau nodal et atteint le r seau de Purkinje Cette deuxi me onde est enregistr e comme une premi re onde en sens oppos de la P on l appelle Q Puis une autre onde R dans le m me sens que P qui est tr s rapide et suivie d une onde S On appelle ces ondes un complexe QRS suivi d un retour la ligne d enregistrement et un peu plus tard une onde qui a une forme diff rente qui d marre lentement sur la ligne iso lectrique et monte graduellement puis descend brusquement appel e onde T Cet ensemble constitue une unit d activit lectrique du c ur et apr s P Q R S T l lectrocardiogramme est constitu de cette suite d onde La premi re partie l onde P correspond l activit lectrique de l oreillette et les autres correspondent l activit des ventricules la premi re partie tant la d polarisation la seconde la repolarisation La repolarisation des oreillettes est cach e par la d polarisation des ventricules car les ondes ventriculaires sont beaucoup plus amples plus puissantes Pour les visualiser il y a des astuces Cette activit est int ressante ce qui est plus int ressant c est l action m canique Activit m canique et sa gen se On a l habitude d appeler le c ur appareil automatique et autonome car il fonctionne de fa on cyclique et il est capable de fonctionner tout seul La p riode de repos correspond la p riode durant laquelle il est rel ch On appelle cette p riode la diastole g n rale Les valvules auriculo-ventriculaires sont ouverts le sang descend par pression atmosph rique remplie les cavit s ventriculaires Il remplie des ventricules A la fin de cette p riode le n ud met son activit lectrique qui se r pand dans l oreillette et le reste de sang est chass de l oreillette pour terminer de remplir les cavit s ventriculaires Ces contractions sont appel es systoles auriculaires A ce moment le sang remplie les cavit s ventriculaires Maintenant l activit lectrique continue sont trajet atteint le ventricule se r pand dans la musculature ventriculaire qui va se contracter Cette contraction commence alors que les valvules sont ferm es les lames claquent le sang ne pourra pas remonter Elles restent ferm es Le sang est alors comprim par la contraction toutes les sorties sont ferm es Les liquides tant incompressibles la pression augmente l int rieur Cette contraction est appel e isom trique Elle augmente alors tellement qu un moment les valvules s ouvrent brutalement et le sang est ject dans les art res Les sigmo des sont ouverts la taille du c ur se r duit et le sang est compl tement chass e Cette contraction est appel e anisom trique Elle chasse le sang travers les vaisseaux sanguins La pression qui va r gner l int rieur sera plus faible qu la base de l aorte et de l art re pulmonaire et les valvules se referment alors Le sang est alors pass dans les vaisseaux sanguins Il n y a plus d activit lectrique et le rel chement recommence Des bruits sont mis tout au long de ces contractions Ils nous permettent d couter le c ur et de d terminer ce qu il se passe dans le c ur Si on les enregistre on fait de la phonocardiographie On les amplifie et on les coute On a class les bruits par num ros Un premier bruit correspond la fermeture des valvules auriculo-ventriculaires au claquement de fermeture Pendant ce temps le liquide subit une pression qui met une tentative de turbulence du sang C est un bruit relativement sourd et long On l appelle le premier bruit Il est suivi par un deuxi me bruit qui correspond plut t la fermeture des sigmo des c est un bruit relativement sec et en g n ral ce sont les qu on entend sans amplification En amplifiant on entend le bruit d ouverture des valvules auriculo-ventriculaires c est le me bruit ainsi que le me bruit qui est la contraction auriculaire En terme de chronologie l ensemble de ces bruits une r volution cardiaque une unit d activit dure environ secondes chez un homme standard non sportif avec une systole auriculaire qui dure seconde une systole ventriculaire qui dure secondes et le reste tant repr sent par la diastole La convention voluant le nombre de contractions par minutes On obtient alors environ battements par minutes chez un homme normal Le volume propuls apr s chaque systole est appel ond e systolique Elle a une valeur chez l homme standard d environ mL et donc le volume propuls par minute est valu L par minutes C est l quivalent du volume global du sang On essaie de comprendre comment il peut r aliser de tels performances Propri t s du c ur La rythmicit est soumise des modifications possibles qui vont changer la rythmicit on l appelle chronotropie Les substances qui l acc l rent sont chronotropes positives et celles qui le ralentissent sont chronotropes n gatives La contractilit est aussi appel e inotropie Le c ur se r tracte pendant l jection du sang et de par sa souplesse il vite de rester coller r duit Il peut revenir sa forme d origine on parle de tonotropie L excitabilit cardiaque est appel e bathmotrope La possibilit de conduire le potentiel d action est appel e la dromotropie Automatisme cardiaque et rythmicit On peut isoler le c ur en faisant couler dedans du liquide dans le m me sens que le sang en le perfusant correctement Cela montre que le c ur n a besoin de rien part la perfusion pour se contracter On va chercher l origine de cet automatisme Origine de l automatisme Une premi re s rie de recherches a t faite par Stannius qui a pris un c ur de grenouille et a ligatur le c ur en plusieurs points La ligature L entraine un arr t cardiaque La ligature L L L entraine de temps en temps une fr quence lente une contraction des ventricules La me ligature correspond la L seule et est appel e L Elle entraine de petites contractions et de temps en temps de grandes contractions Il y a donc une d synchronisation Par la suite n uds ont t d termin s le n ud de Remack le n ud de Bidder et le n ud de Ludwig On a ainsi pu mettre en vidence que le c ur contient des syst mes lui permettant de se contracter C est un c ur myog ne On diff rencie le c ur neurog nique qui a besoin du cerveau pour se contracter Pour les diff rencier on met de l anesth sique comme un d riv de coca ne et ainsi les informations venant et allant du cerveau sont bloqu s l un des c urs s arr tant alors que l autre continue de battre Le type de c ur de beaucoup de vert br s a t d termin par cette m thode On coupe un c ur de rat en morceaux et on les met en milieu correct et on constate que les fragments en contact du n ud sinusal se contractent tr s rapidement on obtient environ mouvements par minute Les bouts en contact avec le n ud septal se contractent plus lentement environ battements par minutes Les autres en contact avec aucun n ud restent au repos On peut compl ter cette exp rience en mettant le tissu en cellules isol es sur boite de p tri Lorsque les cellules vont se toucher les cellules alors immobiles vont se contracter Les cellules sinusales sont capables de transmettre leur activit lectrique Dans une me exp rience on prend esp ces de salamandres l une activit cardiaque lente et l autre activit rapide On change alors les n uds sinusaux des cobayes et on s aper oit que les vitesses de battement de c ur ont t invers es avec M canisme de la rythmicit Le n ud sinusal est g n rateur de rythme il est pacemaker Effectivement les cellules du n ud sinusal ont un fonctionnement particulier si l on prend les cellules excitables tant que l on ne leur fait rien elles ne bougent pas Elles ont cependant un certain potentiel Mais il ne va pas rester stable et monter graduellement Au final il atteint son seuil de d polarisation et se re-polarisera Ensuite le cycle recommence La mont e de potentiel est appel pr potentiel Leur potentiel n est pas stable car il y a des mouvements ioniques et notamment de potatium plus pr cis ment il y a une baisse de la conductance potassique si bien que la conductance est frein e et le potentiel augmente Ensuite quand le seuil est atteint il y aura augmentation de la conductance sodique Na mais dans le cas particulier de nos cellules il y aura aussi une augmentation de la conductance calcique c est une d polarisation Cette adaptation cardiaque permet de comprendre la r gulation de la rythmicit R gulation de la rythmicit On peut ralentir le c ur SUJET FACIL D EXAMEN en injectant une goutte d ac tylcholine c est une stimulation pneumogastrique parasympathique Le ralentissement peut provoquer un arr t cardiaque On peut aussi augmenter la stimulation ce qui risque aussi d entrainer un arr t cardiaque car il chappe l activit du pneumogastrique c est le ph nom ne d chappement L ac tylcholine arrive dans le c ur au niveau des cellules sinusales L ac tylcholine r tablit la conductance potassique sinusale La pente de la partie due gK est plus lente le seuil est atteint plus tardivement L ac tylcholine a types de r cepteurs nicotiniques et muscariniques Ici les nicotiniques entrainent le ralentissement Si l on met trop d ac tylcholine la pente dispara t le seuil ne sera jamais atteint c est un arr t cardiaque L ac tylcholine peut tre puis les v sicules d ac tylcholine seront toutes consomm es ce qui induit l chappement Si le c ur s arr te de se contracter les vaisseaux coronaires ne seront plus aliment s et le c ur peut alors mourir d anoxie On peut activer le c ur en lui injectant de l adr naline Il va alors acc l rer sa fr quence On peut aussi stimuler un nerf orthosympathique pour acc l rer le c ur et c est ici de la noradr naline qui sera s cr t e et acc l rera le c ur Pour cela l adr naline premier messager va se fixer sur un r cepteur adr nergique de la membrane qui va s activer changer de conformation et activer son tour un ensemble de prot ines qui lui sont accol es les prot ines G globulaires qui vont s activer et ainsi activer une enzyme l int rieur de la membrane l ad nylate cyclase Celle-ci a comme propri t de transformer l ATP en AMPc et l AMPc qui est le second messager l int rieur de la cellule va aller activer une autre prot ine une prot ine kinase PK inactive qui se transformera en active PKa qui s orientera vers la membrane plasmique par un canal qu elle va ouvrir par phosphorylation et faire un transfert d ions de calcium et de sodium ce qui va activer les cellules sinusales Une possibilit de r gulation si on dort la nuit on a moins de besoins Potentiel d action des cellules ventriculaires Pointe et plateau On peut bloquer les canaux sodiques en utilisant la TTX tetrodotoxine qui va se poser sur les canaux sodiques et emp cher les ions sodium de passer On arrive alors supprimer la pointe En mettant du mangan se la place du calcium la pointe dispara t cette pointe est due aux ions sodium la conductance sodique En mettant du magn sium la place du calcium on s aper oit que le plateau dispara t c est donc le calcium qui est l origine du plateau Conductibilit Propagation de l influx Au d part du n ud sinusal des fibres musculaires auriculaires vont jusqu au n ud septal et rejoignent le faisceau de His Les fibres musculaires ont un diam tre de m et la vitesse de propagation de l influx est de m s- au d part Le diam tre du faisceau de His est de m la vitesse de propagation est r duite m Au niveau des fibres du r seau de Purkinje le diam tre est de m et la vitesse vaut m s- Les oreillettes vont se contracter au passage de cet influx Quand il est ralenti au niveau de faisceau de His le ventricule a le temps de se remplir totalement Si a ne se passait pas comme a le ventricule se contracterait en m me temps que l oreillette et le ventricule tant plus puissant le remplissage ne se ferait pas Ce retard est appel retard Hissien C est la g om trie qui d termine se retard Tout le trajet de l influx du d but du r seau de Purkinje jusqu la fin de l arborescence se fait en ms L influx vient de l apex en direction de la partie sup rieure des vaisseaux sanguins de l art re pulmonaire et donc le c ur se contracte dans ce m me sens de l apex vers le haut Ainsi la contraction chasse harmonieusement le sang vers les vaisseaux Arr t de la propagation L influx devrait communiquer une fois en haut du c ur Le ph nom ne de rentr e de l influx n a pas lieu chez l homme car il y a une p riode r fractaire donc la fibre ne peut pas tre r initi e Si l on stimule pendant la p riode r fractaire relative plus tard la stimulation sera faite plus forte sera la contraction suivante La contraction suppl mentaire est appel e extrasystole Il arrive physiologiquement que l on ait une extrasystole en g n ral on ne sent pas le c ur battre et quelques fois on nous fait peur le c ur devient douloureux et la douleur est due une extrasystole physiologique L influx g n r artificiellement s il tombe en p riode r fractaire relative entraine l extrasystole qui provoque la douleur et d r gle le syst me cardiaque Il y a aussi des cas d extrasystole pathologique Dans le cas d une rupture des fibres de His le sujet d c de On aurait pu lire les activit s lectriques des n uds mais au n ud de His la lecture est tr s difficile et il faut aller mettre une sonde directement cot de ce n ud S il ne fonctionne pas bien la pathologie s appelle bloc Quelques fois un allongement anormal du trajet se fait sentir et l influx peut arriver en p riode r fractaire R gulation de l activit cardiaque Rappel Le syst me nerveux p riph rique Voir sch ma innervation cardiaque Le syst me orthosympathique utilise la noradr naline en dernier transmetteur et l ac tylcholine est utilis e par le nerf pneumogastrique L ensemble des fibres nerveuses commence par les protoneurones puis viennent les deutoneurones etc La mati re grise se trouve sur l ext rieur de l enc phale et contient les corps cellulaires des neurones En dessous la mati re blanche repr sente les axones de passage On peut trouver des zones grises dans la mati re blanche que l on appelle noyau Il arrive que l on ait des corps cellulaires et des cellules de Schwann ils re oivent des influx de l ext rieur et ce regroupement est appel ganglion La mati re grise p riph rique est appel e cortex R gulation de la fr quence Innervation cardiaque Dans le centre nerveux il existe un centre cardio-inhibiteur qui appartient au syst me parasympathique et effectivement les fibres de ce centre cardio-inhibiteur vont passer par le nerf pneumogastrique qui est le nerf le plus repr sentatif du syst me parasympathique Ce noyau se situe dans la r gion bulbaire en dessous du me ventricule de l enc phale dans le plancher Un autre centre qui se trouve cot qui est cardio-acc l rateur situ plus bas pratiquement dans la moelle pini re envoie des fibres orthosympathiques en direction du c ur La voie parasympathique les premiers neurones protoneurones qui vont quitter ce centre cardio-inhibiteur vont aller dans la cage thoracique puis s orienter vers l art re aorte et vont se ramifier norm ment dans cette r gion pour constituer ce qu on appelle le plexus cardiaque et de l vont renvoyer des fibres en direction du c ur par des relais ganglionnaires qui font une synapse et en partent en petits neurones deutoneurones Ces fibres sont des neurones cholinergiques ac tylcholine L autre voie orthosympathique les premiers neurones qui partent vont aller en direction des ganglions orthosympathiques on les appelle pr -ganglionnaires et ils vont y faire une synapse Les deutoneurones sont des fibres post-ganglionnaires qui vont aller en direction du c ur et sont plus uniform ment r parties que les fibres cholinergiques Cette fois-ci les fibres pr -ganglionnaires sont des fibres cholinergiques alors que les post-ganglionnaires sont noradr nergiques R gulation Prenons un individu duquel on soup onne certaines anomalies On lui injecte un produit qui inhibe le syst me parasympathique avec des substances appel es parasympatholytiques qui ont la propri t de bloquer la neurotransmission comme par exemple l atropine On m lange ce produit un autre qui emp che la transmission orthosympathique Ce sont des sympatholytiques comme par exemple on utilise le propranolol On mesure alors l lectrocardiographie et on en tudie l volution On supprime en fait les types d innervation Le c ur est donc livr lui m me et la fr quence va monter au niveau de celle du n ud sinusal Quel est alors le but recherch dans cette exploration On cherche alors de montrer l action du n ud sinusal Cette exp rience d exploration fonctionnelle nous permet de constater que quand la personne vit normalement la fr quence est ralentie par rapport celle du n ud sinusal Ce ralentissement ne peut venir que du syst me nerveux parasympathique et en effet en permanence le nerf vague envoie des pulsations c est le frein vagal Le nerf vague c est le nerf pneumogastrique X Ce frein vagal est lev pour augmenter la fr quence cardiaque et le volume de sang envoy augmente aussi Ce nerf X va d verser l ac tylcholine vers les cellules cardiaques au niveau du n ud sinusal L ac tylcholine atteint les r cepteurs muscariniques qui sont des syst mes nd messager R le des hormones La noradr naline active par ce syst me de nd messager Une hormone tr s voisine l adr naline fabriqu e par le syst me surr nalien fonctionne comme son analogue L hormone thyro dienne la thyroxine active le n ud sinusal et augmente la fr quence cardiaque une hyperthyro die va tre tachycardisant contraire bradycardisant R gulation du volume de l ond e systolique Si la fr quence est trop lev e le remplissage cardiaque devient incomplet et ce moment le gain en volume stagne voir diminue Le retour veineux doit se faire les veines doivent ramener le sang ce retour veineux doit remplir les cavit s Electrocardiographie Voir TD Le c ur de ce que nous avons vu un moment donn se d polarise par endroit alors que l autre partie ne se d polarise pas et reste polaris e A tout moment le c ur peut tre assimil une masse avec un cot positif et un n gatif C est donc un dip le Ce dip le n est pas stable et on sait le mesurer en surface m enregistrement constitue l lectrocardiogramme Chapitre Physiologie vasculaire Anatomie des vaisseaux Ce syst me de liquide en vase clos n a pas de syst me de citerne il n y a pas de r servoir et donc les veines vont jouer indirectement ce r le de r servoir effectivement dans les veines on trouve un volume de sang sup rieur ce qu on trouve ailleurs ce compartiment contient du sang d o cette terminologie de compartiment capacitif Le reste est dans les art res environ Les capillaires petits mais nombreux contiennent environ Le c ur en contient moins de et les poumons en contiennent environ aussi Le sang est sous pression dans ce syst me clos et cette pression est due la vascularisation et notre but est d essayer de voir ce ph nom ne sous pression Structure de la paroi vasculaire Elle est organis e en couches en tunique voir en chemise La tunique la plus interne est appel e tunica intima et est constitu e de cellules endoth liales La jonction cellulaire est perm able aux petites mol cules A une exception pr s dans le cerveau cette fonction est serr e est imperm able Cette organisation tapisse tout le syst me vasculaire m me dans l endoth lium cardiaque Dans les veines il existe des valvules anti-retour La tunique moyenne la m dia est musculaire il y a en tout cas beaucoup de fibres musculaire accompagn es de fibres conjonctives lastiques et il y a possibilit de faire varier le diam tre Dans certains vaisseaux il y a moins de fibres musculaires mais plus de fibres lastiques ce qui va permettre plus d lasticit des vaisseaux Dans les art rioles il n y a qu une seule couche de fibres musculaires Les capillaires n ont qu une seule couche de cellules musculaires et au d but du capillaire la couche musculaire s estompe s enroule sur elle-m me et forme un anneau tout autour de ce capillaire Ces anneaux peuvent se contracter et se rel cher pour fermer ou ouvrir le capillaire Ces anneaux sont appel s sphincter La tunica adventitia ou adventis est une couche essentiellement lastique car constitu e de conjonctif et de collag ne et elle est particuli rement d velopp e dans les veines et surtout dans les grosses veines ce qui appara t en bleu sur les veines Propri t s de la paroi vasculaire Le c ur va fonctionner comme une pompe qui fonctionne de fa on discontinue c est uniquement pendant les systoles que le sang passe dans le c ur C est une pompe pulsative par -coups Elle envoie le sans dans les art res pulmonaires essentiellement et un peu plus loin ces art res se resserrent pour donner naissance des art res moyennes puis des art rioles qui va continuer par le syst me veineux et revenir au c ur On peut sch matiser ce r seau qui est connect l appareil cardiaque Le sang ne devrait alors se d placer que par -coups mais quand on arrive au bout des art rioles la circulation est quasiment continue Pour comprendre ce ph nom ne un chercheur M Marey a pris un flacon en verre avec une tubulure lat rale et cette tubulure est branch e sur deux tuyaux en verre auxquels il connecte des manchons parfaitement calibr s qui serviront de robinet A la suite de ces tuyaux il met un tube en verre pour l un et un tube en caoutchouc pour l autre Au final il met un d bitm tre pour mesurer les d bits qui sortent On se rend alors compte que le d bit du tuyau de verre est relativement fid le au d bit initial la circulation reste pulsatile Au tuyau en caoutchouc le liquide qui sort le fait pratiquement en continu le d bit est constant il n y a plus de pulsations C est donc la paroi lastique qui a permis de convertir la circulation pulsatile en circulation continue et ce ph nom ne est appel imp dance On peut donc consid rer que c est la paroi des vaisseaux sanguins qui permet de convertir ces pulsations en d bit continu Avec l ge la paroi devient scl reuse elle est de moins en moins souple et donc les pulsations seront moins absorb es Cette diminution peut mener une rupture d an vrisme H modynamique C est la dynamique du sang dans les vaisseaux Le sang est h t rog ne c est un liquide pseudo-plastique Ce liquide peut circuler parce que les liquides ont de l nergie On peut donc calculer l nergie globale du sang E qui est due plusieurs choses On sait que le sang est propuls par le c ur cette propulsion est appel e P Une deuxi me forme d nergie dite potentielle est due la pression atmosph rique dans le cas d une position verticale et est due la masse et la gravit La pouss e administr e est la pouss e cin tique qui vaut v E P g h v Le sang circule dans les tuyaux sous une forme relativement harmonieuse ce type de circulation est dit pas lames diff rentes lames circulent dans les tuyaux les unes sur les autres la lame la plus externe va frotter sur la paroi du tuyau et est donc soumise un freinage La seconde est frein e par la premi re et donc un peu moins et ainsi de suite si bien que la vitesse du milieu est maximale Vmax c est une circulation laminaire par lames concentriques l int rieur du tuyau Vmax P r Vx est la vitesse d une lame quelconque Vx Vmax - X r X distance entre la lame du milieu et la lame dont on calcule la vitesse Si l on consid re un tuyau quelconque on peut exercer une pression l ext rieur le liquide suivra le gradient de pression il circulera de la plus forte pression vers la plus faible La diff rence de pression P d pendra du d bit Q de la longueur L du rayon r et de la viscosit Poiseuille a donc d termin la relation suivante P Q L r P Q R Vs F R r sistance Q c est l ond e systolique aussi not e Vs P subit des variations Onde er ordre due au c ur me ordre origine vaso-motrice On d finie la re pression moyenne Pm Pmax x Pmini Pression pulsative diff rence entre Pmax et Pmini Circulation art rielle Propri t s Mesure de la pression art rielle M thode directe Ludwig a introduit un cath ter tuyau Le sang arrive par la canule ici c est du mercure Il est parti d un barom tre Ce syst me est un kymographe C est un excellent syst me de mesure directe Il est utilis dans les salles d op rations et est ind pendant de l lectricit Cependant il est encombrant alors on a r fl chi d autres mod les Syst mes d enregistrements de la pression art rielle On utilise par exemple un condensateur comme capteur de pression On a plaques l une paisse et immobile l autre fine et mobile en fonction de la pression La distance entre les plaques va changer avec la pression du liquide et ce dispositif capte la pression Il est moins encombrant mais c est tout de m me un capteur moins fid le On peut aussi utiliser des jauges de contrainte Des mat riaux sont contenus dans un syst me sur lequel on applique une pression Avec la pression les mat riaux mettent des lectrons ce qu on pourra mesurer On peut encore utiliser des capteurs qui sont des sortes de transistor ce sont des l ments lectrodes dans un boitier Il suffit d appliquer un courant sur une des lectrodes qui sera amplifi par les autres Cependant notre transistor a une modulation de la base qui ne se fait pas lectriquement mais par la pression sanguine On va alors l amplifier puis le num riser C est ce mod le qu on utilise en TP M thode indirecte Le sphygmomanom tre mesure la pression gr ce un dispositif un brassard On fait varier la pression artificiellement dans ce brassard On le relie un syst me barom trique classique ou aiguilles Il y a une poire pour faire varier la pression Un dispositif d coute comme un st thoscope permet d couter ce qu il se passe dans le syst me sanguin Dans un premier temps on augmente la pression dans le brassard jusqu ce que la pression l int rieur du brassard soit nettement au dessus de celle qui r gne dans le vaisseau sanguin Ensuite on se met en aval et on essaie d couter ce qu il se passe dans le vaisseau sanguin Au d but on n entend rien car la pression a bloqu le flux Ensuite on diminue graduellement la pression jusqu entendre un petit bruit On est alors l g rement en dessous de la pression systolique qui provoque un jet de sang que l on va entendre On note alors la valeur du manom tre en cm Hg On obtient alors par exemple Ensuite on relache encore continuellement la diminution de la pression on l entend de plus en plus fort et ensuite il va de nouveau s att nuer et dispara tre C est ici que l on note la pression diastolique On obtient par exemple Le bruit a disparu quand la circulation revient en r gime laminaire C est la technique la plus utilis e elle est relativement correcte mais n est pas utile dans le cas d un suivi Le pouls Notion de pouls Le pouls est constitu par la propagation dans la paroi de sa d formation c est un reflet des -coups donn s par le c ur par les ond es systoliques du rythme mais aussi de la force des ond es On parle des -coups de la paroi pas du liquide La propagation du sang se fait m s- alors que le sang circule m s- Ca n a donc rien voir avec le liquide qui passe d o la fid lit par rapport au c ur R gulation de la pression art rielle C est l adaptation de la fonction aux besoins de l organisme Facteurs r gulant la pression art rielle P Q x R Q d bit R r sistance p riph rique Q Vs x F Vs retour veineux de la fr quence cardiaque F fr quence cardiaque Le rayon influe sur R La viscosit si elle augmente augmente la r sistance p riph rique L h matopo se synth se de globules rouges influe aussi sur R en influant sur le nombre de cellules Dans le cas d une an mie la pression va baisser en g n ral on s en rend compte temps donc on essaie d y palier La polycyt mie sportif qui se dope influe aussi Une hormone particuli re d couverte apr s les ann es et fabriqu e par le c ur lui-m me et notamment par les oreillettes la FNA facteur natriur tique auriculaire FNO ANF auriculine est une hormone polypeptide fabriqu e par les cellules musculaires une prohormone native qui fait acides amin s et va tre cliv e pour lib rer acides amin s qui constitueront cette ANF On verra alors le d but du n phron avec la capsule de Bowman dans laquelle va arriver une art re aff rente et partir une art re eff rente formant ainsi la glom rule de Malpighi dans laquelle se forme l urine primaire Cette ANF a une propri t d augmentation de diam tre de l art re aff rente La pression sanguine augmente alors du liquide sort l urine primaire est form e et au final cette hormone va liminer beaucoup d eau dans les urines ainsi que du sodium d o le terme de facteur natri-ur tique Au final l organisme perd une partie de son liquide dans les reins d o cette puissante propri t de baisse de pression c est une hypotension M canisme nerveux de la r gulation de la pression art rielle Centre vasomoteur Le premier chercheur a stimul la r gion du me ventricule ce qui est dangereux On peut aujourd hui faire une stimulation m tabolique en bloquant la circulation d O provoquant ainsi un m canisme ana robie qui va stimuler la r gion La pression art rielle monte brutalement avec la stimulation lectrique alors qu elle monte progressivement avec la stimulation m tabolique Il d pose de la coca ne sur cette r gion pour bloquer l influx pour provoquer une insensibilisation c est une anesth sie tronculaire Il note alors une hypotension Il a alors prouv qu il existe dans cette r gion un centre vasomoteur qui r gule la pression Ce centre est appel CVM Ce centre va tre connect la p riph rie les voies eff rentes dans un premier lieu les protoneurones de la voie nerveuse quitte ce centre et descend le long de la moelle pini re et vont s arr ter plusieurs tages Voies eff rentes et tonus vasomoteur Ces protoneurones vont faire des relais des synapses noradr nergiques vers les deutoneurones qui vont quitter la moelle dans la r gion des ganglions me niveau de neurones quitte le gel orthosympathique et vont dans la paroi des vaisseaux sanguins dans les art res musculaires Ils utilisent la noradr naline par les synapses noradr nergiques Le pneumogastrique parasympathique vont aussi en direction des vaisseaux sanguins et utilisent l ac tylcholine A l tat de repos le centre vasomoteur est dou d une activit permanente il va envoyer des PA avec une fr quence donn e via la voir orthosympathique en direction des vaisseaux Celui-ci a la propri t de faire contracter les vaisseaux sanguins qui seront en permanence un certain niveau de contraction que l on appelle tonus vasomoteur Ceci permet de rester assis par exemple Ca permet de perfuser les cellules Voies aff rentes et r gulation de la pression art rielle L organisme a d pos en plusieurs endroits des d tecteurs La carotide ramification du c ur qui va vers la t te ramifi e en carotide primitive qui se s pare en parties et la carotide externe Dans cette r gion on va trouver des cellules musculaires sensibles la pression en fait comme ils d tectent la pression on les appelle baror cepteurs et de leur situation une partie est un peu enfl e Quand un vaisseau est un peu dilat on appelle cela un sinus ici c est le sinus carotidien situ la base de l art re carotidienne interne Sur la crosse aortique des fibres musculaires peuvent d tecter la pression aussi et l ensemble de ces baror cepteurs sont reli s au syst me nerveux et on remarque ici que dans la zone des baror cepteurs un petit organe le glomus carotidien est un r cepteur chimique ch mor cepteur R gulation nerveuse de la pression art rielle Le raccordement de ces r cepteurs au niveau de l aorte comme le nerf de Ludwig-Cyon quitte la crosse aortique s oriente vers le SN Les nerfs de H ring aff rent aussi au SN Ces nerfs n arrivent pas directement dans les nerfs vasomoteurs ils arrivent au noyau du faisceau solitaire comme centre relai et partant de ce centre ils seront connect s une autre s rie de neurones qui iront vers le centre vasomoteur Ces influx sont aussi repris dans ce centre par cette me s rie de neurones courts vers le syst me bulbaire vers le centre cardio-inhibiteur S il y a une pression lev e dans l aorte les baror cepteurs qui sont des fibres se distendent sous l effet de la pression gr ce leur lasticit et vont g n rer des influx nerveux qui seront transport s au niveau du noyau du faisceau solitaire ou les influx seront repris par les me neurones inhibiteurs qui inhibent le centre vasomoteur Cependant celui-ci fonctionne en permanence et donc ils vont baisser d activit ne pourront plus envoyer leur impulsion et iront au niveau des vaisseaux et notamment de l aorte Ces nerfs du nerf de H ring sont stimul s et au final ils freinent l activit du centre vasomoteur d o ce nom de nerfs fr nateurs parce qu ils freinent pour provoquer une vasodilatation Le me r seau de neurone est compos de nerfs activateurs qui vont activer les noyaux du vague activer le nerf X et aller en direction du c ur Le nerf X inhibe l activit cardiaque parall lement Donc en m me temps que la vasodilatation se produit une cardio-inhibition les ph nom nes vont contribuer une baisse de la pression art rielle d o une r ponse cardiaque et vasculaire pour maintenir la pression Dans la r ponse globale la vasodilatation compte pour et la cardio-inhibition compte pour Effets des centres nerveux sup rieurs C est dans la r gion bulbo-protub rantielle que se fait la r gulation Cependant dans le centre hypothalamus il y a possibilit d influencer la pression art rielle essentiellement dans sa fonction de r gulation de la temp rature corporelle Le cervelet aussi mais de fa on plus lente peut influencer la pression art rielle dans la posture de l individu pour que le sang arrive dans les organes en influant sur la position La zone corticale il existe une possibilit de connexion de ces centres sur le syst me vasculaire qui est un syst me dangereux il court-circuite les fibres qui quittent le cortex qui s orientent directement non pas sur le syst me vaso-moteur mais dans des cibles Leur fonction est d inhiber le tonus vasomoteur Une vasodilatation brusque se fait l individu chute perte de connaissance Autres effets La temp rature modifie la pression art rielle de fa on complexe ces m canismes de r gulation de la temp rature sont complexes Les hormones comme la noradr naline ou l adr naline vont agir plusieurs niveaux sur le c ur r le sur U sur les vaisseaux sanguins On agit sur R les diam tres des vaisseaux diminuent La vasopressine est une hormone aussi appel e ADH qui agit sur le facteur Q antidiur tique elle emp che la formation d urine et augmente la pression Le CO quand sa concentration est lev e agit sur les centres de la pression pas tant sur le centre vasomoteur mais via les ch mor cepteurs il va augmenter la pression art rielle Circulation capillaire Equilibre de Starling Les capillaires sont des tout petits vaisseaux de l ordre de microns Il y a quelques fois communication directe entre art riole et veinule ce syst me de pontage est appel anastomose art rioveineuse puis quelques fois un autre lien beaucoup plus important qui a quasiment la m me taille que les art res ou veinules environnantes est appel la m ta-art riole Unit capillaire On va simplifier cette forme en un sch ma plus simple La pression dans les art rioles du cot du sphincter la pression est de l ordre de mm Hg pression faible n anmoins cette pression est suffisante compte tenu de la paroi r duite l endoth lium pour faire sortir du plasma r ception des prot ines sous la pression hydrostatique La pression osmotique importante qui est due aux prot ines l eau entre dans les capillaires cette pression osmotique attire les liquides La force oncotique dans un sens oppos ne permet la pression hydrostatique de ne faire sortir que mL min pour puisque rentrent La lymphe risque alors de r cup rer tout le plasma si le syst me restait dans cet tat Cependant cette lymphe est r cup r e par d autres capillaires dits aveugles puisque l extr mit est ferm situ s du cot de la veine et qui vont aspirer cette lymphe par ventouse Ces capillaires lymphatiques se regroupent alors en vaisseaux lymphatiques pour le ramener la circulation sanguine Au passage il y a des r servoirs certains endroits comme la citerne de Pecquet duquel part le syst me lymphatique pour aller la veine sous-clavi re pour retourner au c ur via les veines cardes Au final ce liquide exc dentaire retourne au circuit g n ral Circulation lymphatique a Circulation veineuse C est le r seau qui va amener le sang au c ur Il y a un ensemble de m canismes qui vont permettre la circulation le premier est li la pression il ob it la loi de Poiseuille Si l on mesure la pression dans l oreillette droite elle est faible et quelques fois n gatives Le sang va circuler dans ses veines conform ment au gradient de pression C est un m canisme vis a tergo Ce retour veineux par ce m canisme est insuffisant Il sera assist L un des m canismes qui aident est l assistance de la musculature le muscle crase la veine et dans ce cas de par la position de la valvule la seule issue se fera dans le sens du c ur Circulation veineuse M me logique pour des veines homologues les veines et art res homologues sont soumises une vaso-tonicit et aident la circulation dans le sens du c ur Le corps de l organisme peut aussi tre concern le c ur lui-m me est dans une cage rigide la cage thoracique bien ferm e et ce qu il se produit c est que dans cette cage se produit une baisse de la pression Dans un syst me relativement souple la cr ation d une d pression en haut entraine la mont e du liquide par aspiration Ceci aide le sang remonter Il arrive qu l int rieur des vaisseaux sanguins la paroi soit modifi e les fibres de collag ne le sous-endoth lium commence mal fonctionner pousser l endoth lium r duire le diam tre et au fil du temps ces plaques dites d ath rome vont se d velopper le facteur R est alors diminu de fa on notable la pression va augmenter et constituer une hyper-tension maladie tr s r pandue cause d une mortalit lev e dans le cas d un blocage du vaisseau Contrairement l hypoxie due aux trous dans les vaisseaux nous sommes alors en anoxie ce qui entraine une n crose et finit par un infarctus qui peut constituer des organes Le premier est repr sent par les vaisseaux coronaires infarctus du myocarde Le cerveau a des zones aussi c est un infarctus c r bral Dans le cas des d fauts vari s si le vaisseau fait une hernie renflement la pression augmente Ce syst me permet une vie normale mais dans le cas d un an vrisme l hernie casse le sang arrive aux neurones mort des neurones Chapitre Physiologie de la respiration Lois physiques Les changes par diffusion sont insuffisants pour alimenter toutes les cellules Donc pour tudier l apport d oxyg nes la loi de Phy s applique le flux d un produit quelconques vaut D S C C X F -dQ dt x -D S C C X C A r K A consommation en oxyg ne r rayon de l organisme K d riv du coefficient de diffusion K D En principe compte tenu de ces grands rayons il est difficile de faire les changes des cellules profondes Les cellules se d brouillent alors pour que ces changes soient facilit s X est diminu et C C est augment la surface est augment e Le flux devient alors important les gaz vont diffuser M canique ventilatoire Structure de l appareil respiratoire Les divisions des bronches souches Chez le mammif re l appareil respiratoire est divis en distinguant les voies respiratoires des poumons Les voies respiratoires commencent par les fausses nasales fausses tr s accident es avec un cornet A l int rieur un mucus est produit par les cellules pith liales il sert coller les particules qui tentent de rentrer syst me de protection Des cils bloquent les grosses particules qui tentent d entrer Il y a l les cellules sensorielles de l appareil olfactif Ces cavit s sont reli es des canaux sinus qui vont jusqu aux cavit s de l os cr nien d o ce probl me de germes qui passent et provoquent les sinusites A la suite le pharynx est une r gion plus qu un organe le bol alimentaire et l air se croisent ici Derri re cette zone le larynx est un assemblage de cartilages supperpos s Le premier le cartilage piglottique est le plus gros Ensuite le cartilage thyro dien vient et le dernier en relation avec la suite est le cartilage crico de C est le cartilage thyro dien qui forme la pomme d Adam A l int rieur de ce larynx les cordes vocales sont des sortes de cordes l ments allong s associ s des muscles Ces resserrements peuvent avoir un diam tre modifi par les muscles tenseurs et constricteurs C est ainsi que l on peut mettre les sons avec l aide du diaphragme qui forme une sorte de boite de r sonnance On parle ici de tension est de Le son peut tre modifi par le mucus Ensuite viennent la trach e et les bronches La trach e est constitu e de anneaux cartilagineux si l on faisait une coupe de ces cartilages on obtiendrait une forme de ce type Les bronches primitives p n trent dans les poumons et l entr e le hile du poumon les bronches vont se diviser Dans l esp ce humaine il y a branches d un cot et de l autre Le poumon droit est subdivis en ramifications alors que le gauche n en a que A l endroit o vont p n trer ces bronches art res et veines pulmonaires vaisseaux lymphatiques et nerfs p n trent aussi Tout ce bloc de tuyaux et de nerfs forme le pied du poumon aussi appel p dicule pulmonaire Dans l esp ce humaine le poumon droit est plus volumineux que le gauche des seissures s parations forment les lobes pulmonaires De l autre cot il n y a qu une seissure Le poumon est bien prot g bien envelopp par les pl vres ce sont couches l une solidaire des poumons la pl vre visc rale la me solidaire de la paroi du thorax est la pl vre pari tale Cette paroi tapisse aussi le m diastin enveloppe du c ur Ces enveloppes sont bien solidaires l une de l autre car il y a un vide entre les pas d air si bien que ces feuillets collent l un a l autre gr ce ce vide pleural Entre les un film liquide le liquide pleural permet le coulissement de ces pl vres Il ne faut pas que de l air entre c est mortel Si l on regarde le tissu pulmonaire on constate que les lobes eux-m mes sont constitu s de segments chaque segment lui m me est subdivis en lobules pulmonaires qui sont la base organis s en grappes Ce sont les alv oles Alv oles pulmonaires Cette subdivision est continu e par les bronches les bronches lobaires dans les lobes se continuent par les bronches segmentaires dans les segments qui vont se poursuivre par les bronches lobulaires dans les lobules et enfin dans les alv oles Ca va tre la m me chose pour les vaisseaux sanguins au niveau de la subdivision l int rieur on parlera d art res ou de veines lobaires segmentaires lobulaires et alv olaires On parle alors de parall lisme d organisation mais il n est pas parfait car au sommet du lobule une petite distorsion se fait le r seau art riel continue l int rieur du lobule alors que la veine lobulaire change de direction se ramifie et passe l ext rieur du lobule Les unit s capillaires doivent alors traverser l paisseur de la paroi cette paroi des alv oles est remplie dense en capillaires qui vont relier art res et veinules Si l on regarde le tissu en lui-m me c est un tissus spongieux et lastique et l alv ole structure de base est r p t e Elle est entour e d un dense r seau capillaire Ce capillaire a une partie pro minente le noyau les cellules tant aplaties et formant le pneumoxyte I Le pneumocyte II est constitu de cellules plus arrondies elles s cr tent un agent tensio-actif appel le surfactant constitue un film liquide la surface des poumons Les phagocytes cellules fonction phagocytaire d truisent les cellules qui ont r ussi p n trer jusqu ce niveau Ces phagocytes vont les d grader les liminer jusqu la surface pulmonaire Dans les structures des fibroblastes ils vont laborer les fibres conjonctives et lastiques l origine de l lasticit et du caract re spongieux La paroi alv olaire sera perfor e par les capillaires Cette paroi alv olaire est cavitaire le sang capillaire est s par de l air alv olaire par les cellules endoth liales et par le pneumocyte Ce sont paisseurs de cellules tr s plates Ainsi notre param tre X est r duit ces paisseurs Ces couches forment la paroi respiratoire qui fait microns Si l on compte le nombre d alv oles on arrive d alv oles et leur surface au repos repr senterait m et m l exercice Le param tre S est gigantesque compar la taille de l individu et de l organe On a ainsi r gl param tres de notre quation Modifications de volume L appareil respiratoire est tributaire d organes annexes Par exemple la cage thoracique et les muscles respiratoires ne font pas partie des poumons La cage thoracique constitu e des vert bres du sternum et des cotes et repr sente la partie osseuse Les muscles respiratoires sont le diaphragme lame musculaire muscles tr s plats et ferment compl tement la partie inf rieure de la cage thoracique Cette lame est innerv e par un nerf le nerf phr nique C est le muscle respiratoire principal oppos s aux muscles respiratoires accessoires comme les muscles scalaines les muscles intercostaux les surcostaux qui relient les cotes aux vert bres M canique respiratoire Elle se divise en types La respiration normale inconsciente se fait en phases La premi re est l inspiration le diaphragme muscle plat est incurv se contracte se redresse de sa position incurv e il se contracte et baisse de niveau la hauteur de la cage augmente Les muscles accessoires se contractent aussi les muscles scalaines soul vent le haut des cotes les muscles intercostaux et surcostaux se contractent et soul vent les cotes La dimension de la cage augmente encore Le volume de la cage augmente En augmentant il entraine avec lui la pl vre externe pari tale solidaire de la cage thoracique or un vide pleural entre les entraine la pl vre interne Or le poumon est lastique et spongieux cette pl vre interne solidaire tire ce tissu et augmente son volume Une d pression est form e l air externe p n tre dans les poumons L expiration normale se fait par rel chement de tous les muscles l air ressort m me volume La respiration forc e ou volontaire se fait aussi en phases L inspiration normale suit le m me m canisme mais d autres muscles amplifient ce mouvement Par exemple les sterno-cl do-masto diens les pectoraux amplifient la respiration et la prise de volume L expiration forc e utilise tous ces muscles mais en plus une partie active entre en jeu Les muscles abdominaux diminuent la taille de la cage thoracique H devient plus petit Les muscles comme le petit dentel rabattent d avantage les cotes Modification de pression Pendant une inspiration il se cr e une surpression de - mm Hg et pendant une expiration une surpression intra alv olaire de mm Hg Si l on cr e une d pression la logique voudrait que les parois se collent C est ce qu il se passe dans le cas d un collapsus Cependant l agent surfactant emp che se collapsus respiratoire c est la l cithine Quand la paroi devient plus petite le nombre de phospholipides ne change pas mais la densit augmente donc sa force de tesio-activit augmente au bon moment au moment o il y a risque de collapsus Dans les pl vres si l on met une sonde ou un barom tre on mesure une pression Durant les phases inspiratoires on enregistre une d pression de - mm Hg et pendant les phases expiratoires la pression intra-pleurale est de - mm Hg Quelque soit la phase respiratoire en permanence le poumon veut revenir son volume initial Si de l air s introduit dans cette cage c est un pneumothorax on casse ce vide qui tire en permanence sur les poumons l ponge se r tr cit revient sa forme la plus r tr cie Ce vide tale ces poumons Volumes et capacit s respiratoires P T r Chez l homme standard le volume courant Vc ou Vt volume tidal est de mL imput s au diaphragme aux autres muscles Ce chiffre est le m me chez la femme A l expiration ce volume est le m me Le volume de r serve inspiratoire Vri est le volume inspir lors d une inspiration forc e ce volume inspiratoire fait L chez l homme et L chez la femme Cette diff rence vient de la musculature qui est moins forte chez la femme Le volume de r serve expiratoire Vre est expir pendant l expiration forc e est d L chez l homme et chez la femme standard A partir de l on d termine la capacit respiratoire qui est la somme de tous ces volumes Vc Vri et Vre qui est de L chez l homme est de L chez la femme L ensemble de ces volumes est mesurable par un spirom tre Le volume r siduel reste dans les poumons apr s une respiration forc e Ce volume ne peut pas tre mesur par le spirom tre Il faut alors modifier le dispositif de mesure dans un premier temps on fait expirer l individu de mani re ce qu il ne reste que ce volume r siduel Vr et on change alors le masque et on fait respirer de l oxyg ne pur au sujet Le but de cette d marche est de r cup rer l azote r siduel et on pourra ainsi mesurer le volume d air Le volume mort est le volume d air rest dans les r gions o il n y a pas eu d changes de gaz avec le sang c est le volume correspondant l espace inactif o il n y a pas d changes de gaz Si ce volume devient trop peu important le sujet manquera d air Ce sont les bronches et les alv oles qui n ont pas t en contact avec la membrane expiratoire Son calcul est difficile d autant plus que l on a du mal le d limiter g ographiquement Pour le mesurer indirectement on s oriente vers le CO En effet en assimilant le poumon une bouteille On cherche le taux de CO dans la totalit des poumons volume mort compris On cherche alors le taux de CO dans le volume courant Si dans l air il y a de CO on peut d terminer le volume courant Composition de l air atmosph rique et de l air alv olaire Dans l air atmosph rique l air propre l oxyg ne occupe l azote repr sente presque et le CO est r siduel environ Si l on mesure l air alv olaire il a t utilis et ne contient plus que d oxyg ne de CO et d azote Dans le sang art riel pour mL de sang on trouve mL d oxyg ne mL de CO et presque pas d azote ml peu pr s Dans le sang veineux pour mL de sang on trouve mL d oxyg ne mL de CO et toujours presque pas d azote ml peu pr s De part et d autre de l alv ole il y a une diff rence norme assez lev e Transport des gaz La technique de Van Slyke permet de mesurer le pouvoir oxyphorique porte l oxyg ne du sang et permet d obtenir ces valeurs On va pour cela suivre le trajet de l air des poumons L air frais entre dans les poumons se r partit au niveau de la membrane respiratoire et cette membrane va servir de zone d change de gaz avec le sang sur cette surface tr s d velopp e Transport de l oxyg ne L oxyg ne va diffuser suivant son gradient de concentration il va diffuser du milieu alv olaire au milieu sanguin o il va suivre plusieurs voies Une premi re est la dissolution dans le plasma sanguin L oxyg ne est un gaz peu soluble il n y a que mL dissous dans mL Une me partie sera unie l h moglobine et repr sente mL L ensemble est assimil mL et constitue la capacit en oxyg ne le volume global en oxyg ne que le sang est capable de transporter De l on peut sortir d autres relations on parle de pouvoir oxyphorique on rapport la quantit d oxyg ne par gramme d h moglobine Chez l homme il y a g d h moglobine pour mL de sang on obtient mL g d h moglobine dans le sang Dans la configuration que l on a vue lorsque l h moglobine n est pas associ e l oxyg ne le fer de l air est un fer pentavalent et son diam tre est relativement important Le plan de l h me Hb T Hb tendue L oxyg ne va changer lectron avec le fer qui devient h xavalent son diam tre devient plus petit il peut s innerver dans le plan de l h me Il y a alors jection d un proton dans ce r arrangement mol culaire -Diphosphoglyc rate Courbe de dissociation de l oxyh moglobine Si l on augmente la pression partielle en oxyg ne et qu on mesure la quantit d oxyh moglobine HbO on peut tracer une courbe Courbe sigmo de L h moglobine est un t tram re la premi re mol cule d oxyg ne associ e compte tenu de la structure de l h moglobine a beaucoup de mal s associer car l acc