SYSTÈME CIRCULATOIRE: FONCTIONS, PIÈCES, TYPES, MALADIES - ANATOMIE ET PHYSIOLOGIE - 2025

Le système circulatoire comprend une série d'organes qui orchestrent le passage du sang à travers tous les tissus, permettant le transport de divers matériaux tels que les nutriments, l'oxygène, le dioxyde de carbone, les hormones, entre autres. Il est composé du cœur, des veines, des artères et des capillaires.

Sa fonction principale réside dans le transport des matières, bien qu'il participe également à la création d'un environnement stable pour les fonctions vitales en termes de pH et de température, en plus d'être lié à la réponse immunitaire et contribuant à la coagulation sanguine.

Par Lomappmi, de Wikimedia Commons

Les systèmes circulatoires peuvent être ouverts - chez la plupart des invertébrés - consistant en un ou plusieurs cœurs, un espace appelé hémocèle et un réseau de vaisseaux sanguins; ou fermé - chez certains invertébrés et chez tous les vertébrés - où le sang est limité à un circuit de vaisseaux sanguins et au cœur.

Dans le règne animal, les systèmes circulatoires sont très variés et selon le groupe animal, l'importance relative des organes qui le composent change.

Par exemple, chez les vertébrés, le cœur est déterminant dans le processus de circulation, tandis que chez les arthropodes et autres invertébrés, les mouvements des extrémités sont essentiels.

Caractéristiques

Le système circulatoire est principalement responsable du transport de l'oxygène et du dioxyde de carbone entre les poumons (ou les branchies, selon l'animal étudié) et les tissus corporels.

De même, le système circulatoire est responsable de la distribution de tous les nutriments traités par le système digestif à tous les tissus du corps.

Il distribue également des déchets et des composants toxiques aux reins et au foie, où, après un processus de désintoxication, ils sont éliminés de l'individu par le processus d'excrétion.

D'autre part, il sert de voie de transport pour les hormones sécrétées par les glandes, et les distribue aux organes où elles doivent agir.

Il participe également: à la thermorégulation des organismes, au bon ajustement du flux sanguin, à la régulation du pH de l'organisme et au maintien d'un équilibre hydroélectrolytique adéquat pour que les processus chimiques nécessaires puissent être effectués.

Le sang contient des structures appelées plaquettes qui protègent l'individu contre les saignements. Enfin, le sang est composé de globules blancs, il a donc un rôle important dans la défense contre les corps étrangers et les agents pathogènes.

Parties (organes)

Le système circulatoire est composé d'une pompe - le cœur - et d'un système de vaisseaux. Ces structures seront décrites en détail ci-dessous:

Le coeur

Les cœurs sont des organes musculaires dotés de fonctions de pompe, capables de propulser le sang à travers tous les tissus du corps. En général, ils sont constitués d'une série de chambres qui sont connectées en série et sont flanquées de valves (ou sphincters chez certaines espèces).

Chez les mammifères, le cœur comporte quatre cavités: deux oreillettes et deux ventricules. Lorsque le cœur se contracte, le sang est expulsé dans le système circulatoire. Les multiples cavités du cœur permettent à la pression d'augmenter lorsque le sang passe de la zone veineuse à la zone artérielle.

La cavité auriculaire capte le sang et ses contractions l'envoient aux ventricules, où les contractions envoient le sang dans tout le corps.

Le muscle cardiaque est composé de trois types de fibres musculaires: les cellules du nœud sino-auriculaire et auriculo-ventriculaire, les cellules de l'endocarde ventriculaire et les fibres myocardiques.

Les premiers sont petits et se contractent faiblement, ils sont autorhythmiques et la conduction entre les cellules est faible. Le deuxième groupe de cellules est plus grand, faiblement contracté mais conducteur rapide. Enfin, les fibres sont de taille intermédiaire, avec une forte contraction et constituent une partie importante du cœur.

Structure du cœur

Chez l'homme, le cœur est situé dans la région antérieure inférieure du médiastin, soutenu par le diaphragme et derrière le sternum. La forme est conique et rappelle une structure pyramidale. La pointe du cœur s'appelle l'apex et est située dans la région gauche du corps.

Une coupe transversale du cœur révélerait trois couches: l'endocarde, le myocarde et l'épicarde. La région interne est l'endocarde, qui est continue avec les vaisseaux sanguins et est en contact avec le sang.

La couche intermédiaire est le myocarde et voici la plus grande quantité de masse cardiaque. Le tissu qui le forme est une contraction musculaire involontaire et présente des vergetures. Les structures qui relient les cellules cardiaques sont les disques intercalaires, leur permettant d'agir de manière synchrone.

L'enveloppe externe du cœur s'appelle l'épicarde et est constituée de tissu conjonctif. Enfin, le cœur est entouré d'une membrane externe appelée péricarde, qui à son tour est divisée en deux couches: la fibreuse et la séreuse.

Le péricarde séreux contient le liquide péricardique, dont la fonction est la lubrification et l'amortissement des mouvements du cœur. Cette membrane est attachée au sternum, à la colonne vertébrale et au diaphragme.

Activité électrique du cœur

Le rythme cardiaque est constitué des phénomènes rythmiques des systoles et des diastoles, où le premier correspond à une contraction et le second à la relaxation de la masse musculaire.

Pour que la contraction des cellules se produise, il doit y avoir un potentiel d'action qui leur est associé. L'activité électrique du cœur commence dans une zone appelée «stimulateur cardiaque», qui se propage à d'autres cellules accouplées à travers leurs membranes. Les stimulateurs cardiaques sont situés dans le sinus veineux (au cœur des vertébrés).

Artères

Les artères sont tous les vaisseaux qui quittent le cœur et on y trouve généralement du sang oxygéné, appelé sang artériel. Autrement dit, ils peuvent transporter du sang oxygéné (tel que l'aorte) ou du sang désoxygéné (tel que l'artère pulmonaire).

A noter que la distinction entre les veines et les artères ne dépend pas de leur contenu, mais de leur relation avec le cœur et avec le réseau capillaire. En d'autres termes, les vaisseaux qui sortent du cœur sont les artères et ceux qui y viennent sont les veines.

La paroi des artères est composée de trois couches: la plus interne est la tunique intima formée par un endothélium mince sur une membrane élastique; le média tunique formé de fibres de muscle lisse et de tissu conjonctif; et enfin la tunique externe ou adventice composée de tissu adipeux et de fibres de collagène.

Au fur et à mesure que les artères s'éloignent du cœur, leur composition varie, augmentant la proportion de muscle lisse et moins d'élasticité, et elles sont appelées artères musculaires.

Tension artérielle

La pression artérielle peut être définie comme la force que le sang exerce sur les parois des vaisseaux. Chez l'homme, la pression artérielle standard varie de 120 mm Hg en systole à 80 mm Hg en diastole, et est généralement indiquée par les chiffres 120/80.

La présence de tissu élastique permet aux artères de pulser pendant que le sang circule à travers la structure, contribuant ainsi à maintenir une pression artérielle élevée. Les parois des artères doivent être extrêmement épaisses pour éviter qu'elles ne s'effondrent lorsque la pression artérielle baisse.

Veines

Les veines sont des vaisseaux sanguins responsables du transport du sang du système de réseau capillaire vers le cœur. Par rapport aux artères, les veines sont beaucoup plus abondantes et ont une paroi plus fine, elles sont moins élastiques et leur diamètre est plus grand.

Comme les artères, elles sont constituées de trois couches histologiques: l'intérieur, le milieu et l'extérieur. La pression dans les veines est très faible - de l'ordre de 10 mm Hg - elles doivent donc être assistées par des valves.

Capillaires

Les capillaires ont été découverts par le chercheur italien Marcello Malpighi en 1661, les étudiant dans les poumons des amphibiens. Ce sont des structures très abondantes qui forment de vastes réseaux à proximité de presque tous les tissus.

Ses parois sont composées de fines cellules endothéliales, reliées par des fibres de tissu conjonctif. Il est nécessaire que les parois soient minces pour que l'échange de gaz et de substances métaboliques se fasse facilement.

Ce sont des tubes très étroits, chez les mammifères, ils ont un diamètre approximatif de 8 µm, assez large pour que les cellules sanguines passent à travers.

Ce sont des structures perméables aux petits ions, aux nutriments et à l'eau. Lorsqu'ils sont exposés à la pression artérielle, les fluides sont expulsés dans l'espace interstitiel.

Les fluides peuvent passer à travers les fentes des cellules endothéliales ou à travers les vésicules. En revanche, les substances de nature lipidique peuvent facilement diffuser à travers les membranes des cellules endothéliales.

Du sang

Le sang est un fluide épais et visqueux responsable du transport des éléments, il se trouve généralement à une température de 38 ° C et représente 8% du poids total d'un individu moyen.

Dans le cas d'animaux très simples, comme un planaire, il n'est pas possible de parler de «sang», car ils n'ont qu'une substance claire et aqueuse composée de cellules et de quelques protéines.

En ce qui concerne les animaux invertébrés, qui ont un système circulatoire fermé, le sang est généralement connu sous le terme d'hémolymphe. Enfin, chez les vertébrés, le sang est un tissu liquide très complexe et ses principaux composants sont le plasma, les érythrocytes, les leucocytes et les plaquettes.

Plasma

Le plasma constitue la potion liquide de sang et correspond à 55% de sa composition totale. Sa fonction principale est le transport de substances et la régulation du volume sanguin.

Certaines protéines sont dissoutes dans le plasma, comme l'albumine (composant principal, plus de 60% des protéines totales), les globulines, les enzymes et le fibrinogène, en plus des électrolytes (Na ⁺, Cl ^-, K ⁺), le glucose, les acides aminés, les déchets métabolisme, entre autres.

Il contient également une série de gaz dissous, tels que l'oxygène, l'azote et le dioxyde de carbone, les résidus produits dans le processus de respiration et doivent être éliminés du corps.

Composants solides

Le sang a des composants cellulaires qui correspondent aux 45% restants du sang. Ces éléments correspondent aux globules rouges, aux globules blancs et aux cellules liées au processus de coagulation.

Les globules rouges, également appelés érythrocytes, sont des disques biconcaves et sont responsables du transport de l'oxygène grâce à la présence d'une protéine appelée hémoglobine. Un fait curieux à propos de ces cellules est que, chez les mammifères, les érythrocytes matures n'ont pas de noyau.

Ce sont des cellules très abondantes, dans un millilitre de sang, il y a 5,4 millions de globules rouges. La demi-vie d'un érythrocyte circulant est d'environ 4 mois, au cours desquels il peut parcourir plus de 11 000 kilomètres.

Les globules blancs ou leucocytes sont liés à la réponse immunitaire et se retrouvent dans une proportion plus faible que les globules rouges, de l'ordre de 50 000 à 100 000 par millilitre de sang.

Il existe plusieurs types de globules blancs, y compris les neutrophiles, les basophiles et les éosinophiles, regroupés sous la catégorie des granulocytes; et les agranulocytes correspondant aux lymphocytes et aux monocytes.

Enfin, il y a les fragments cellulaires appelés plaquettes - ou thrombocytes chez d'autres vertébrés -, qui participent au processus de coagulation, empêchant les saignements.

Source: pixabay.com

Types de systèmes circulatoires

Les petits animaux - moins de 1 mm de diamètre - sont capables de transporter des matériaux dans leur corps par de simples processus de diffusion.

Cependant, avec l'augmentation de la taille corporelle, il est nécessaire de disposer d'organes spécialisés pour la distribution de matériaux, tels que les hormones, les sels ou les déchets, dans les différentes régions du corps.

Chez les animaux plus gros, il existe une variété de systèmes circulatoires qui remplissent efficacement la fonction de transport de matériaux.

Tous les systèmes circulatoires doivent avoir les éléments suivants: un organe principal chargé du pompage des fluides; un système d'artères capables de distribuer le sang et de stocker la pression; un système capillaire qui permet le transfert de matières du sang vers les tissus et enfin un système veineux.

L'ensemble des artères, veines et capillaires forme ce que l'on appelle la «circulation périphérique».

De cette manière, l'ensemble des forces exercées par les organes mentionnés précédemment (les battements rythmiques du cœur, le recul élastique des artères et les contractions des muscles qui entourent les vaisseaux sanguins) permettent le mouvement du sang dans le corps.

Systèmes circulatoires ouverts

La circulation libre est présente dans différents groupes d'animaux invertébrés, tels que les crustacés, les insectes, les araignées et différents mollusques. Il consiste en un système de sang qui est pompé par le cœur et atteint une cavité appelée hémocèle. De plus, ils ont un ou plusieurs cœurs et vaisseaux sanguins.

L'hémocèle peut occuper dans certains organismes jusqu'à 40% du volume corporel total et est située entre l'ectoderme et l'endoderme, rappelant que les animaux triblastiques (également appelés triploblastiques) ont trois feuilles embryonnaires: l'endoderme, le mésoderme et l'ectoderme.

Par exemple, chez certaines espèces de crabe, le volume sanguin correspond à 30% du volume corporel.

La substance liquide qui pénètre dans l'hémocèle est appelée hémolymphe ou sang. Dans ces types de systèmes, il n'y a pas de distribution de sang à travers les capillaires vers les tissus, mais les organes sont baignés directement par l'hémolymphe.

Lorsque le cœur se contracte, les valvules se ferment et le sang est forcé de voyager vers l'hémocèle.

Les pressions des systèmes circulatoires fermés sont assez faibles, entre 0,6 et 1,3 kilopascals, bien que les contractions produites par le cœur et d'autres muscles puissent augmenter la pression artérielle. Ces animaux sont limités dans la vitesse et la distribution du flux sanguin.

Systèmes circulatoires fermés

Dans les systèmes circulatoires fermés, le sang circule dans un circuit composé de tubes et suit le chemin des artères aux veines, en passant par les capillaires.

Ce type de système circulatoire est présent chez tous les animaux vertébrés (poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux et mammifères) et chez certains invertébrés comme le ver de terre et les céphalopodes.

Les systèmes fermés se caractérisent par une séparation claire des fonctions dans chacun des organes qui le composent.

Le volume sanguin occupe une proportion beaucoup plus faible que dans les systèmes ouverts. Environ 5 à 10% du volume corporel total de l'individu.

Le cœur est l'organe le plus important et est responsable du pompage du sang dans le système artériel, maintenant ainsi l'hypertension artérielle.

Le système artériel est chargé de stocker la pression qui oblige le sang à passer à travers les capillaires. Par conséquent, les animaux à circulation fermée peuvent transporter rapidement de l'oxygène.

Les capillaires, étant si fins, permettent l'échange de matériaux entre le sang et les tissus, facilitant de simples processus de diffusion, de transport ou de filtration. La pression permet des processus d'ultrafiltration dans les reins.

Évolution du système circulatoire

Au cours de l'évolution des animaux vertébrés, le cœur a considérablement augmenté en complexité. L'une des innovations les plus importantes est l'augmentation progressive de la séparation du sang oxygéné et désoxygéné.

Des poissons

Chez les vertébrés les plus primitifs, les poissons, le cœur est constitué d'une série de cavités contractiles, avec un seul oreillette et un ventricule. Dans le système circulatoire des poissons, le sang est pompé à partir du ventricule unique, au-delà des capillaires dans les branchies, où la prise d'oxygène se produit et le dioxyde de carbone est expulsé.

Le sang continue son voyage à travers le reste du corps et dans les capillaires, l'apport d'oxygène aux cellules se produit.

Amphibiens et reptiles

Lorsque la lignée des amphibiens est née, puis celle des reptiles, une nouvelle chambre apparaît dans le cœur, présentant désormais trois chambres: deux oreillettes et un ventricule.

Grâce à cette innovation, le sang désoxygéné atteint l'oreillette droite et le sang provenant des poumons atteint l'oreillette gauche, communiquée par le ventricule droit.

Dans ce système, le sang désoxygéné reste dans la partie droite du ventricule et le sang oxygéné dans la gauche, bien qu'il y ait un certain mélange.

Dans le cas des reptiles, la séparation est plus visible car il existe une structure physique qui divise partiellement les régions gauche et droite.

Oiseaux et mammifères

Dans ces lignées, l'endothermie (animaux «à sang chaud») conduit à des demandes plus élevées sur l'apport d'oxygène aux tissus.

Un cœur à quatre chambres est capable de répondre à ces exigences élevées, où les ventricules droit et gauche séparent le sang oxygéné du sang désoxygéné. Ainsi, la teneur en oxygène atteignant les tissus est la plus élevée possible.

Il n'y a pas de communication entre les cavités gauche et droite du cœur, car elles sont séparées par un septum ou septum épais.

Les cavités situées dans la partie supérieure sont les oreillettes, séparées par le septum interauriculaire, et sont chargées de recevoir le sang. Les veines cave supérieure et inférieure sont reliées à l'oreillette droite, tandis que les quatre veines pulmonaires atteignent l'oreillette gauche, deux venant de chaque poumon.

Les ventricules sont situés dans la région inférieure du cœur et sont reliés aux oreillettes par les valves auriculo-ventriculaires: le tricuspide, situé du côté droit et le mitral ou bicuspide du côté gauche.

Maladies courantes

Les maladies cardiovasculaires, également connues sous le nom de maladie coronarienne ou cardiaque, comprennent une série de pathologies associées au mauvais fonctionnement du cœur ou des vaisseaux sanguins.

Selon les enquêtes réalisées, les maladies cardiovasculaires sont la première cause de décès aux États-Unis et dans certains pays européens. Les facteurs de risque comprennent un mode de vie sédentaire, une alimentation riche en graisses et le tabagisme. Parmi les pathologies les plus courantes figurent:

Hypertension

L'hypertension se compose de valeurs élevées de pression systolique, supérieures à 140 mm Hg et de pression diastolique supérieure à 90 mm Hg. Cela conduit à un flux sanguin anormal dans tout le système circulatoire.

Les arythmies

Le terme arythmie désigne la modification de la fréquence cardiaque, le produit d'un rythme incontrôlé - tachycardie - ou bradycardie.

Les causes des arythmies sont variées, allant des modes de vie malsains à l'héritage génétique.

Murmures au coeur

Les souffles consistent en des bruits cardiaques anormaux détectés lors du processus d'auscultation. Ce son est associé à une augmentation du flux sanguin en raison de problèmes de valve.

Tous les murmures ne sont pas aussi graves, cela dépend de la durée du son et de la région et de l'intensité du bruit.

L'athérosclérose

Il consiste en un durcissement et une accumulation de graisse dans les artères, principalement dus à une alimentation déséquilibrée.

Cette condition rend difficile le passage du sang, ce qui augmente la probabilité d'autres problèmes cardiovasculaires, tels que les accidents vasculaires cérébraux.

Insuffisance cardiaque

L'insuffisance cardiaque fait référence au pompage inefficace du sang vers le reste du corps, provoquant des symptômes de tachycardie et des problèmes respiratoires.

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