Au début est la cellule

A la base de la vie, il y a les cellules, des milliards de cellules qui respirent, consomment et produisent des déchets. Associées, elles forment nos tissus et nos organes : cœur, poumons, reins, foie, cerveau, muscles, etc. Toutes les cellules, "unités de vie", ont besoin pour vivre de l'oxygène apporté par le sang. Les muscles qui travaillent en sont de gros consommateurs.

Le cœur, qui est un muscle (myocarde) composé de cellules spécifiques (les cardiomyocytes) consomme, à lui seul, 10 % de tout l'oxygène fourni à l'organisme tout en ne pesant qu'environ 300 grammes chez l'adulte. Les cellules du cœur présentent deux particularités : comme toutes cellules musculaires, elles sont capables de se contracter et elles peuvent aussi conduire l'électricité déclenchant cette contraction.

Dans les pages qui suivent, nous allons retracer le fonctionnement du système cardiovasculaire. La connaissance de ce fonctionnement permet ensuite de mieux comprendre comment il peut être affecté par les différentes pathologies et comment il est possible de s'en prémunir.

Fonctionnement du cœur

Un véritable moteur Situé au sein du thorax, entre les deux poumons, le cœur est un muscle creux de la grosseur d'un poing, pesant environ 300 grammes chez l'adulte. Il est recouvert de deux fines membranes protectrices : l'épicarde (enveloppe externe) et l'endocarde (enveloppe interne).

Le cœur a la forme grossière d'une pyramide renversée à trois faces. De sa base s'échappent deux gros vaisseaux :

l'artère pulmonaire, qui relie le cœur aux poumons,l'aorte qui le relie à tout le reste du corps : organes nobles, viscères, muscles, tissus.

Chacun de nous peut sentir battre la pointe du cœur entre deux côtes, du côté gauche, vers la partie basse du thorax. Le cœur repose, par une face inférieure, sur le diaphragme qui le sépare des viscères de l'abdomen. Muscle dénommé strié par les histologistes, il possède la même structure que ceux des membres et la même force de contraction.

Deux cœurs, quatre chambres

Vu en coupe, le cœur se compose de quatre cavités, couplées deux par deux, qui forment le cœur droit et le cœur gauche, soit deux pompes juxtaposées et synchronisées.

Chacun des deux cœurs est constitué d'une petite cavité, l'oreillette, ayant un rôle de réception du sang. Au gré des pressions régnant dans les cavités, elle se contracte pour se vider dans un espace plus volumineux et musclé, le ventricule, qui éjecte le sang dans une artère.

La circulation se fait à sens unique grâce aux valves cardiaques qui, telles des clapets s'ouvrent et se ferment alternativement. Au nombre de quatre, elles siègent pour deux d'entre elles entre les oreillettes et les ventricules (les valves mitrale et tricuspide). Les deux autres sont situées entre les ventricules et l'artère correspondante (valve aortique et valve pulmonaire).

Le cœur droit comprend l'oreillette droite, placée au dessus du ventricule droit. Entre les deux se trouve la valvule tricuspide (à trois feuillets).

Le cœur droit assure la récupération du sang veineux, le sang bleu appauvri en oxygène et riche en oxyde de carbone, de retour des tissus et organes qu'il a nourris. Cette récupération s'effectue grâce à deux vaisseaux raccordés à l'oreillette : la veine cave inférieure, venant de la partie du corps située au dessous du cœur, et la veine cave supérieure venant de la partie du corps située au dessus.

De l'oreillette droite, le sang bleu passe dans le ventricule à travers la valvule tricuspide ouverte, puis est propulsé dans l'artère pulmonaire, via la valvule pulmonaire, en direction des poumons où il s'oxygène et élimine le gaz carbonique. C'est dans la paroi de l'oreillette droite, à son sommet, qu'un amas de cellules nerveuses, appelé nœud sinusal, est à l'origine des impulsions électriques qui déclenchent à intervalles réguliers la contraction cardiaque et qui est responsable de l’automatisme cardiaque.

Le cœur gauche est constitué par l'oreillette gauche qui surmonte le ventricule gauche. Entre les deux se situe la valvule mitrale (en forme de mitre d'évêque renversée).

Le cœur gauche est chargé de propulser le sang dans tout l'organisme grâce à l'aorte, artère maîtresse qui naît du ventricule gauche. En amont, le sang rouge, revenu des poumons où il s'est oxygéné, se déverse dans l'oreillette gauche en empruntant les veines pulmonaires, avant de passer dans le ventricule gauche à travers la valvule mitrale ouverte. Il est finalement éjecté par le ventricule dans l'aorte, qu'il atteint après avoir franchi la valvule aortique.

Le système cardiovasculaire

Constitué du cœur et des vaisseaux (artères, veines), le système cardiovasculaire a pour fonction de distribuer aux organes, via le sang, l'oxygène et les nutriments indispensables à leur vie, et d'éliminer leurs déchets.

Le sang circule à l'intérieur d'un réseau constitué de "canalisations" aux calibres parfaitement adaptés à leurs fonctions :

les artères, depuis la grosse aorte (2,5 centimètres de diamètre) jusqu'aux petites artérioles (pas plus de 2 millimètres), conduisent le sang chargé d'oxygène du cœur vers les organes,les capillaires, fins "comme des cheveux", assurent, à l'intérieur de chaque organe, la circulation du sang,les veines ramènent au cœur le sang chargé de gaz carbonique

LA CIRCULATIN SANGUINE

Du cœur aux organes

Le sang, chargé d'oxygène, est propulsé dans l'aorte, l'artère principale de notre organisme.

<p^> De là, il emprunte les nombreuses artères secondaires qui mènent aux différentes parties du corps. Puis des artères, de plus en plus étroites (les artérioles), le conduisent jusqu'aux organes.

Dans chaque organe, le sang, circulant dans les vaisseaux fins comme des cheveux (les capillaires), distribue aux cellules leur ration d'oxygène et de nutriments, et se charge, en échange, de gaz carbonique et de leurs déchets.

Des organes au cœur

Le sang, chargé de gaz carbonique, est ramené au cœur par le circuit veineux, empruntant des vaisseaux de petit calibre (les veinules) puis des veines de plus en plus importantes jusqu'aux grosses veines caves.

Du cœur au cœur

Le sang veineux est éjecté du cœur vers les poumons par l'artère pulmonaire, et rejoint les alvéoles pulmonaires, sortes de petits "sacs" situés sur les bronches et où aboutit l'air respiré. Le sang bleu se régénère en puisant, à travers la membrane perméable des alvéoles, l'oxygène, qui est pris en charge par les globules rouges, et en évacuant le gaz carbonique.

Les veines pulmonaires se chargent de ramener au cœur gauche le sang régénéré, rouge – riche en oxygène et pauvre en gaz carbonique – prêt pour un nouveau voyage dans le réseau artériel.

LA CIRCULATION CEREBRALE

Comme tous les organes, le cerveau reçoit l'oxygène et l'énergie qui lui sont nécessaires pour fonctionner par l'intermédiaire des vaisseaux sanguins. Quatre artères assurent les apports de sang au cerveau. Les deux carotides internes (droite et gauche) naissent à l'avant du cou des artères carotides communes. Elles pénètrent dans le crâne à travers l'os du rocher. Les deux artères vertébrales, à l'arrière du cou, pénètrent par le trou occipital et se réunissent en une seule artère, le tronc basiliaire. Ces quatre artères sont à l'origine des artères cérébrales.

Une irrigation permanente nécessaire

1,5 kg: c'est le poids moyen du cerveau, ce qui représente un quarantième du poids total du corps d'un adulte. Pourtant, à lui tout seul, le cerveau consomme un quart du volume de sang propulsé par le cœur dans l'organisme. Le cerveau a besoin de beaucoup d'oxygène et de beaucoup d'énergie pour fonctionner. Et cela en permanence, car ses quelque vingt milliards de cellules nerveuses ne peuvent stocker ni énergie ni oxygène et ont besoin d'un approvisionnement ininterrompu.

Sans l'apport permanent de sang, les cellules nerveuses meurent.

La tension artérielle

<< Le coeur est dans une agitation continuelle >>.
(Hippocrate -460 à -377 avant J.-C.)

Cette agitation est en réalité un mouvement périodique rythmé par deux bruits que l'on appelle le cycle cardiaque (ou révolution cardiaque). ). Le cœur est un moteur, une pompe automatique qui se contracte (on parle de systole) 50 à 80 fois par minute au repos et plus fréquemment à l’effort ou lors d’une émotion.

Le cycle cardiaque

Ce cycle cardiaque est perceptible à l'oreille sous la forme de deux bruits et de deux silences, un petit et un grand. Le premier bruit du cœur, provoqué par la fermeture des valvules mitrale et tricuspide, marque le début du premier temps du cycle cardiaque ou systole (du mot grec signifiant contraction). Pendant ce temps, ou petit silence, les ventricules vont éjecter simultanément leur contenu de sang : le ventricule droit vers les poumons par l'artère pulmonaire, le ventricule gauche vers les viscères et les tissus par l'aorte et ses branches.

L'ACTIVITE' ELECTRIQUE DU COEUR

Le rythme cardiaque

Le rythme cardiaque possède deux composantes :

une composante mécanique, le cycle cardiaque, qui est la succession des phases de contraction (systole) éjectant le sang hors du ventricule gauche et des phases de relaxation (diastole) permettant le remplissage de la cavité cardiaque,une composante électrique, directement responsable de la phase mécanique avec laquelle elle est parfaitement synchronisée.

Le circuit électrique

Le courant électrique naît en un point précis du cœur (de l'ordre de quelques millimètres de diamètre), appelé nœud sinusal, situé au sommet de l'oreillette droite.

Cette source est constituée d'un amas de cellules capables de fabriquer un courant électrique de quelques millivolts. Partant du nœud sinusal, le courant se propage en tache d'huile dans le muscle cardiaque. Il circule dans les deux oreillettes jusqu'à leur base, provoquant leur contraction. d'où il converge vers la cloison séparant oreillettes et ventricules, au niveau d'un relais électrique appelé nœud auriculo-ventriculaire (NAV).

A partir du NAV, l'influx progresse dans les deux ventricules, droit et gauche simultanément, empruntant les voies conductrices très rapides que sont le faisceau de Hys et le réseau de Purkinje, jusqu'à la pointe du cœur, provoquant alors la contraction des ventricules.

A quoi sert l'ECG ?
On vérifie d'abord que l'influx prend bien naissance dans le nœud sinusal (le rythme cardiaque est alors dit sinusal, c'est-à-dire normal, et que la distribution de cet influx dans le cœur s'effectue selon une séquence rigoureusement ordonnée. Le cheminement électrique doit se faire sans aucun ralentissement ni retard. La mesure des amplitudes et des durées des ondes électriques permet le diagnostic d'hypertrophie des parois du cœur, de dilatation des cavités ou d'absence de dépolarisation dans certaines zones (infarctus du myocarde, etc.). On diagnostique encore des accélérations anormales du rythme cardiaque (tachycardies) dont on précise le mécanisme. De même on peut analyser des ralentissements anormaux (BRADYCARDIES)

Comment mesure-t-on l'activité électrique du cœur ?

L'examen le plus courant permettant de mesurer et d'enregistrer l'activité électrique du cœur est l'électrocardiogramme, ou ECG. L'enregistrement de l'électrocardiogramme s'effectue grâce à un appareillage comprenant trois parties :

1. un galvanomètre, dont les bornes sont reliées, par des fils, à des électrodes placées sur la peau,

2. un amplificateur, car les courants cardiaques sont de très faible intensité,

3. un système d'enregistrement sur papier millimétré.

Les dix électrodes de l'ECG courant (quatre au niveau des membres et six sur la poitrine) permettent de recueillir les courants engendrés par les cellules cardiaques et propagés dans tout le corps, jusqu'à la surface de la peau, par les tissus de l'organisme qui sont conducteurs.

L'électrocardiogramme enregistre une succession de séquences de l'activité électrique du cœur, représentées par des ondes nommées P, QRS et T. L'onde P est celle des oreillettes au moment de leur contraction, l'ensemble QRS correspond à la contraction des ventricules, l'onde T reflète la repolarisation (retour à la phase de repos) des ventricules.

Quand la formation ou la conduction de l'excitation électrique sont perturbées, on parle alors d'arythmies (également nommées troubles du rythme ou troubles de la conduction). Nous les abordons en détail dans nos pages consacrées aux troubles du rythme

Artères et veine

Le sang circule à l'intérieur d'un réseau constitué de 100 000 kilomètres de canalisations, aux calibres parfaitement adaptés à leurs fonctions :

• les artères, depuis la grosse aorte (2,5 centimètres de diamètre) jusqu'aux petites artérioles (pas plus de 2 millimètres), conduisent le sang chargé d'oxygène du cœur vers les organes,

• les capillaires, fins "comme des cheveux", assurent, à l'intérieur de chaque organe, la circulation du sang,

• les veines ramènent au cœur le sang chargé de gaz carbonique.

Les artères, organe vivant à haute pression

Vue en coupe, une artère présente trois couches :

• une couche interne, l'intima. Composée notamment de collagène, le matériau qui donne sa rigidité aux tissus, elle est recouverte d'un revêtement anti-adhésif : l'endothélium, sur lequel glissent le sang et tout ce qu'il transporte,

• une couche intermédiaire, la média. C'est la partie vivante de l'artère. Dotée d'une élasticité naturelle grâce à ses cellules musculaires lisses, elle permet à l'artère de modifier son calibre (lumière) et son état de tension, donc le niveau de pression du sang en se contractant et en se dilatant,

• enfin, une couche externe, l'adventice. Cette dernière sert à l'arrimage des artères sur les tissus qu'elles traversent.
  
  

  L'endothélium, un rôle central dans la régulation de la vasomotricité et de l’hémostase
  L'endothélium, revêtement de la paroi interne de l'artère, a une vie propre : outre le fait qu'il est suffisamment lisse pour empêcher les éléments du sang d'adhérer à sa surface, il est composé de cellules qui sécrètent diverses substances exerçant deux effets essentiels :
  • des facteurs dilatants (on parle d’agents vasodilatateurs) et contractants (on parle d’agents vasoconstricteurs), agissant sur les cellules musculaires lisses qui font varier le calibre (lumière) de l'artère : oxyde nitrique et prostacycline – agents vasodilatateurs –, endothéline, thromboxane, et angiotensine II – agents vasoconstricteurs,
  • des facteurs agissant sur les divers constituants du sang, , et en particulier sur l’activité de la coagulation : les plaquettes et divers autres facteurs chimiques de la coagulation normale (on parle d’hémostase), telle que la prostacycline (qui a un effet anti-agrégant plaquettaire) et l’activateur tissulaire du plasminogène. Ce dernier est un activateur du plaminogène, ingrédient de base d'une enzyme très précieuse, la plasmine, qui dissout les caillots sanguins (on parle de thrombolyse).
  

Les veines : un retour sanguin laborieux à basse pression

Les veines sont constituées d'une paroi très extensible permettant au système

veineux d'assurer un rôle de réservoir de sang. Par rapport aux artères, les veines ont très peu de cellules musculaires lisses. Elles peuvent se dilater de façon importante, en revanche elles ont une faible capacité de contraction.

C'est par les veines que le sang bleuâtre car pauvre en oxygèneet riche en gaz carbonique, effectue son voyage de retour, des organes vers le cœur. La pression sanguine due aux contractions cardiaques n’intervient pas dans cette deuxième partie du trajet et le retour veineux n’est réalisé que par les veines elles-mêmes.

Les veines – surtout celles des membres inférieurs qui doivent lutter contre la pesanteur terrestre –, ont à fournir un travail considérable et bénéficient de mécanismes pour les assister :

• des valvules, sortes de clapets de sécurités, situés le long des grosses veines des jambes, empêchent le sang de refluer vers le bas,

• le jeu naturel des muscles des jambes, des bras, du dos, de l'estomac, etc., qui agissent en comprimant les veines quand nous marchons, montons un escalier, nous levons, écrivons, nous retournons dans notre lit,...

• lors de la marche, la plante du pied, irriguée par de multiples vaisseaux sanguins, qui agit comme une éponge chassant le sang vers le haut à chaque pas.

Deux réseaux veineux

Au niveau des membres inférieurs, on distingue deux réseaux veineux reliés entre eux :

• le réseau veineux profond est le plus important, il permet de drainer 90% du sang veineux des membres inférieurs. Ce réseau est constitué de deux veines par artères, satellites au niveau jambier, et est entouré de masse musculaire,

• les réseaux veineux superficiels sont reliés entre eux par différentes branches communicantes. Ils sont également reliés au réseau veineux profond par des veines perforantes