Le système cardiovasculaire est un réseau de transport essentiel pour l'organisme. Il permet au sang de circuler pour apporter l'oxygène et les nutriments aux cellules, tout en éliminant les déchets.
Lexique Débit cardiaque (Q)
Le volume de sang que le cœur pompe par minute.
Compliance (C)
La capacité d'un vaisseau sanguin à s'étirer et à se déformer sous l'effet de la pression du sang.
Résistance (R)
L'opposition que rencontrent les vaisseaux sanguins à l'écoulement du sang.
Flux pulsatile
Un écoulement de sang qui varie en intensité, avec des moments de débit fort et des moments de débit faible ou nul, comme à la sortie du cœur.
Effet Wind-Kessel
Mécanisme par lequel les grosses artères élastiques transforment le flux sanguin pulsatile du cœur en un flux plus régulier et continu vers les petits vaisseaux.
Le cœur et la circulation sanguine Le cœur est une pompe puissante. Il envoie le sang dans deux circuits principaux : la circulation systémique (ou grande circulation), qui distribue le sang oxygéné à tout le corps, et la circulation pulmonaire (ou petite circulation), qui envoie le sang vers les poumons pour qu'il se recharge en oxygène et se débarrasse du dioxyde de carbone. Les artères transportent le sang loin du cœur, et les veines le ramènent au cœur.
Le cœur crée une pression qui pousse le sang. Le sang circule toujours d'une zone de haute pression vers une zone de basse pression. La relation fondamentale qui décrit cela est : la différence de pression (ΔP) est égale au débit (Q) multiplié par la résistance (R).
Débit, vitesse et section des vaisseaux Le débit cardiaque (Q) est le même dans tout le système. Il est calculé en multipliant la vitesse du sang (v) par la section totale des vaisseaux (S) à un endroit donné (Q = v x S). La vitesse du sang et la section des vaisseaux changent beaucoup selon l'endroit où l'on se trouve dans le corps.
Dans les grosses artères comme l'aorte, la section est petite et la vitesse du sang est élevée. Mais quand les artères se divisent en de nombreux petits vaisseaux (artérioles et capillaires), la section totale de tous ces petits vaisseaux devient très grande. Cela a pour conséquence de ralentir considérablement la vitesse du sang dans les capillaires. C'est important pour permettre les échanges entre le sang et les cellules.
Évolution de la vitesse et de la section totale des vaisseaux dans la circulation
L'effet Wind-Kessel : du flux pulsatile au flux continu Le cœur pompe le sang de manière intermittente, par pulsations. À chaque battement, il envoie une quantité de sang dans l'aorte. Ce flux est dit pulsatile. Cependant, le sang qui arrive aux cellules doit être le plus continu possible pour des échanges efficaces. C'est là qu'intervient l'effet Wind-Kessel.
Les grosses artères, comme l'aorte, sont très élastiques (elles ont une grande compliance). Quand le cœur se contracte et envoie du sang, ces artères s'étirent et stockent une partie de ce volume. Puis, quand le cœur se relâche, ces artères se rétractent et libèrent le sang stocké, ce qui maintient un flux même pendant la phase de repos du cœur. Ce mécanisme transforme le flux pulsatile en un flux plus régulier et continu au fur et à mesure que le sang s'éloigne du cœur et atteint les capillaires.
Transformation du flux sanguin de pulsatile à continu le long de la circulation
La compliance des vaisseaux influence la pulsatilité du sang, c'est-à-dire l'amplitude des variations de pression. Plus les vaisseaux sont rigides (faible compliance), plus les variations de pression sont importantes. Avec l'âge, la compliance des artères diminue, ce qui augmente la pulsatilité.
Résistances et compliance : des régulateurs clés Les résistances à l'écoulement du sang sont très importantes. Elles sont principalement régulées par les artérioles (petites artères). Ces vaisseaux peuvent se contracter (vasoconstriction) ou se dilater (vasodilatation) pour ajuster le flux sanguin vers les organes. La loi de Poiseuille montre que le rayon du vaisseau a un effet très fort sur la résistance : une petite variation du rayon entraîne une grande variation de la résistance.
Influence des résistances et de la compliance sur la forme de l'onde de pouls
Les résistances définissent la pression moyenne du sang. Une résistance élevée entraîne une pression moyenne élevée. La compliance, quant à elle, définit la pulsatilité, c'est-à-dire l'amplitude des variations de pression entre la systole (contraction du cœur) et la diastole (relâchement du cœur).
A retenir :
- Le cœur est une pompe qui propulse le sang dans deux circuits : la circulation systémique (corps) et la circulation pulmonaire (poumons).
- Le débit sanguin est constant dans tout le corps, mais la vitesse du sang et la section totale des vaisseaux varient. La vitesse est la plus faible dans les capillaires.
- L'effet Wind-Kessel, grâce à l'élasticité des grosses artères, transforme le flux sanguin pulsatile du cœur en un flux plus continu pour les organes.
- Les résistances vasculaires, surtout contrôlées par les artérioles, déterminent la pression sanguine moyenne.
- La compliance des vaisseaux, leur capacité à s'étirer, influence la pulsatilité du flux sanguin.