circulation

caractéristiques du sang

le débit dans les capillaires est changeant et s’adapte aux besoin, il sert au change et à la coagulation

porte: les nutriments, l’oxygène, les cellules immunitaires et les hormones

système circulatoire

n’est pas nécessaire dans les tissus en contact direct avec l’environnement car les échanges peuvent se faire là

les simples cavités gastrovasculaires

par exemple chez les cnidaires, il y a des canaux radiaires et chez les vers plats, beaucoup d’embrenchement

chez les animaux un peu plus sofistiqués, il est nécessaire d’avoir un système circulatoire pour optimiser les échanges

types de systèmes circulatoires

• ouvert ou fermé

• différent nombre de circuit dans le corps

• différence de strucutre dans leur pompes associées

système circulatoire ouvert ou fermé

fermé: comme nous ou comme les annélidées

• différence entre sang et liquide interstitiel

• plus haute pression

• plus efficace pour apporter des trucs (on le retrouve chez les animaux plus actifs)

• possibilité de réguler la distribution

ouvert: comme chez les insectes ou les grands crustacés

• hemolymph (“sang”) = liquide intersitiel et il est bleu

• moins couteux en énergie

• fonctions additionnelles comme l’extension des jambes des araignées

• ils ont des vaisseaux et des pompes accessoires

pigment respiratoire

chez l’homme c’est l’hémoglobine, il est rouge

chez les crustacé c’est l’hemocyanin c’est bleu.

système circulatoire ouvert et fermé chez les moluscque

la plus part du temps c’est ouvert: le coeur pompe le sang jusqu’aux organes, là il s’échappe. Il sera plus tard réabsorbé

chez les pieuvre le système circulatoire est fermé: il y a deux coeurs branchiaux — pompent le sang pauvre en oxygène vers les branchies— et ensuite il y a un coeur systématique.

système circulatoire chez les poissons

ils ont un coeur qui pompe le sang jusqu’aux branchies (première série de capillaires) puis jusqu’aux organes (deuxième série de capillaires)

le gros désavantage c’est que le coeur doit donc pomper à travers deux système de capillaires à la suite.

adaptation: water-breathing fish, air-breathing fish et lungfish

water-breathing fish

leur circulation respiratoire et systémique est en série, il y a une deuxième circulation secondaire majoritairement pour les nutriments

air breathing fish

le courant de sang oxygéné et desoxygéné est partiellement séparé en deux.

• Le sang désoxygéné traverse les branchies et va aussi jusqu’à l’organe de la respiration d’air

• Le sang oxygéné traverse l’ache postérieur (une 4ème arc branchiale modifié)

Le poisson utilise à la fois ses branchies et un "poumon". Le sang est un peu mieux séparé entre riche et pauvre en oxygène pour être plus efficace.

lungfish

la séparation entre le sang oxygéné et desoxygéné est presque terminée

le sang très oxygéné venant du poumon est envoyé vers l’avant (les arcs branchiaux antérieurs) pour aller directement vers la circulation du corps. Les arcs branchiaux de l’avant ne servent plus à respirer, mais à envoyer le sang riche en oxygène dans tout le corps.

circulation chez les amphibiens

ils ont une circulation qui est fermée et une double circulation le sang passe deux fois par le cœur à chaque tour complet (petite circulation et grande circulation)

structure du coeur: 3 cavités: deux oreillettes et un ventricule donc le sang oxygéné et désoxygéné se mélangent un peu.

circulation chez les reptiles (sauf oiseaux)

double circulation et système fermé mais la structure de leur coeur est différentes: ils ont 5 chambres (deux oreilettes, deux ventricules et un septum

circulation chez les mammifères et les oiseaux

circulation double et fermée avec un coeur à 4 chambres

développement embryonnaire du cœur

1. Apparition des premiers champs cardiaques ils ont une forme de croissant

2. Ces champs se fusionnent pour former un tube cardiaque droit, on distingue un pôle veineux et un pôle artériel

3. Le tube cardiaque se plie (looping) pour former une structure plus complexe, c’est le début de compartimentation

   les cavités cardiaques se forment

4. Les cellules de la crête neurale migrent et participent à la formation de valves et vaisseaux

5. Apparition des valves cardiaque et séparation complète des circulations pulmonaires et systémiques. Le coeur est mature

cycle cardiaque

contraction: systole, relaxation: diastole

volume ~70 ml et bat environs 72x par minutes → pompe 5 litre de sang par minute au repose mais ça peut faire x5 pendant l’exercice

cellules nodales

responsables de la génération automatique et rythmique des potentiels d'action cardiaques

le potentiel de membrane des cellules pacemaker

il y a trois phases:

1. Potentiel pacemaker (dépolarisation lente)

   les canaux Na⁺ s’ouvrent et les K^- sont fermés, la montée est lente jusqu’à -40mV

2. Dépolarisation rapide (potentiel d’action)

   quand le seuil de -40mV est atteint, il y a une dépolarisation rapide, les canaux Ca2+ s’ouvrent et il y a une entrée massive de calcium. C’est le calcium —et non le sodium comme dans les neurones classique— qui est responsable de la montée rapide du potentiel d’action (jusqu’à +10mV)

3. Repolarisation

   après le pic la membrane revient à -60mV: les canaux Ca2+ se ferment et les canaux K+ s’ouvrent

coordination de la contraction cardiaque

d’abord il y a la contraction atrial (des oreillettes) puis dans un deuxième temps celle des ventricules.

Le signal est ralenti dans le AV node

régulation de la fréquence cardiaque

par le système autonome,

• système sympathique: avec l’épinephrine et la norépinephrin/adrénaline (neurohormone) → accelère

  augmente l’activité des canaux Na et Ca dans le coeur

• système parasympathique: avec l’acétylcholine →ralenti

oxygenation du muscle du coeur

le coeur est le deuxième organe en termes de priorité ou de demande métabolique en oxygène, juste après le cerveau

il possède son propre système d’irrigation → les coronaires

myocardium

muscle du coeur

maladies cardiovasculaires

• athérosclérose: formation de plaque associée à la desposition de cholesterol. Les artères se solidifient

• crise cardiaque: mort de tissus cardiaque à cause d’un manque d’oxygène

• AVC: mort de tissus cérébraux à cause d’un manque d’oxygène (due à des artères bloquées ou abimées)

facteurs à risque de crise cardiaque ou AVC

• haute quantité de choléstérol (spécifiquement LDL) dans le sang

• haute pression sanguine

• surpois

• prédisposition génétique

• fumer

• manque d’exercice physique

régénération cardiaque

certains animaux ont plus la capacité de régénérer les tissus cardiaque, dans l’ordre voici qui est le plus efficace au moins efficace

poisson → amphibien → reptile → oiseau → mammifère

réponse à une blessure cardiaque des mammifères

chez les adultes, une mort cellulaire dans le tissus cardiaque provoque toujours une augemtation de la cicatrice et malfonction de la capacité de contraction

chez les nouveaux né, une blessure cardiaque peut soit terminer comme celle d’un adulte ou elle peut se réparer grâce à la migration et prolifération cellulaire. Les cardiomyocytes peuvent se diviser après la naissance chez les souris

formation de vaisseaux sanguins

la formation d’un réseau vasculaire demande la fusion de vaisseaux sanguin

les veines et les artères

les deux possèdes des couches qui entourent l’endothélium, c’est des muscles lisses et du tissus conjonctif

les différences:

• artères: parois épaisses, muscle lisse plus développé, meilleure élasticité

• veines: parois plus fines (1/3 de celle des artères), elles possèdent des valves pour empêcher le reflux du sang

type d’échanges dans les capillaires (transcytose)

• diffusion à travers la membrane — pour composé liposoluble

• endo/exo-cytose — pour les grosses molécules

• microscopic pores comme dans le rein

blood brain barrier— barrière hématoencéphalique

le sang n’est pas directement enchangé entre l’artère et le neurone, il y a des cellules intermédiaires (astrocytes) qui apporte les nutriments et ramènent les déchets.

La membrane est semi perméable, ça empêche le passage des cellules et grosses molécules

variabilité du débit sanguin selon les besoins

grâce à la vaso-dilatation/constriction mais aussi la présence de sphincters précapillaires. Ils régulent localement le débi sanguin selon les besoins métaboliques.

On a pas vraiment besoin de réguler dans le coeur, le cerveau, les reins ou le foie car c’est toujours au max mais on le fait plutôt dans les muscles. La régulation se fait par influx nerveux ou hormones. Par exemple de l’histamine à un site de blessure

mesure de la pression sanguine

1. bracelet augmente la pression et dépasse celle des vaisseaux sanguins, stop le flux

2. diminution de la pression jusqu’à ce que du sang repasse → à ce moment pression la plus haute

3. la pression diminue encore jusqu’à ce qu’on entende plus le bruit du flux → moment pression la plus basse

la pression dans la tête est plus faible (~30mmHg) que proche du coeur à cause de la différence de hauteur.

différence de pression sanguine

selon la hauteur par exemple le coeur à plus de pression que la tête.

La taille de l’animal influence sa pression sanguin. Nous on a: ~120/70 et les giraffes: 280/180

Quand on se tient droit, la pression dans la tête diminue et dans les pieds augmente, Il est vital d’avoir une pression suffisante dans la tête. On peut modifier un peu la différence de pression grâce à la vascoconstriction/dilatation.

Ceci n’est pas un problème rencontré par les animaux de l’eau car la pression de l’eau contrebalance.

blood velocity

la pression sanguine diminue le long des vaisseaux, spécialement des capillaires et la vitesse diminue aussi enormement (jusqu’à 500x)

Quelle est une cause majeure de l'hypertension (pression artérielle élevée) chez les personnes âgées ?

La perte d'élasticité des artères, notamment de l'aorte et des grosses artères, est une des causes majeures de l'hypertension chez les personnes âgées.

qu’est ce qui force le sang à retourner au coeur:

qu’est ce qui force le sang à retourner au coeur:

• contraction des muscles lisses dans les parois des veines

• contraction des muscles skelettiques pendant l’exercice

• changement de pression dans la cavité thoracique pendant l’inspiration

système lymphatique

il est rélié aux réseaux veineux

il sert:

• drainage du liquide interstitiel (4l par jour)

• défense immunitaire

• absorption des lipides

composition du sang

moitié plasma (eau, ions, protéine plasma) et moitié cellules (erythrocytes, leukocytes et plaquettes)

renouvellement des erythrocytes

chaque 120 jours, la production est controlée par une hormone faites par le rein (EPO)

cellules du sang

• neutrophil + monocyte: phagocytes

• lymphocytes B et T: système immunitaire

• basophile: production d’histamine, réponse inflammatoire

• eosinophil: défense contre les parasites à l’aide d’enzymes

coagulation sanguine

[lésion]

1. les fibres de collagène sont exposées et les plaquettes s’y collent immédiatement

2. formation du bouchon plaquettaire

   les plaquettes libèrent des substances chimiques: elles deviennent collantes. D’autres plaquettes sont attirées → elles forment un bouchon temporaire.

3. Cascade de coagulation: des facteurs de coagulation sont libérés par les plaquettes, cellules endommagée et le plasma

   cette cascade transforme la prothromine en thrombine

4. Formation du caillot de fibrine: La fibrine forme un réseau qui piège les cellules sanguines, cela donne un vrai caillot solide, qui scelle la plaie jusqu’à cicatrisation.