L’échange de gaz et de nutriments chez les animaux se fait par des systèmes spécialisés. Lorsque vous regardez le tableau du règne animal, vous commencez à voir comment les voies circulatoires ont évolué. Ils sont les plus primitifs au bas du règne animal et si nous remontons dans les différents phyla, nous commençons à voir des systèmes complexes se former. Vous pouvez clairement voir la différence chez les arthropodes, les mollusques ainsi que chez les chordés et les annélides. Voyons comment cet échange se produit chez les chordés, en particulier chez les humains.
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Que sont les voies circulatoires ?
Chaque autre cellule, tissu et organe du corps est impacté dans une large mesure par le système circulatoire du corps. Ce système est le plus complexe, avec les trois principaux composants que sont le sang, les vaisseaux sanguins et le cœur. Le sang circule dans tout le corps par les artères et les veines. C’est ainsi que la circulation se produit dans le corps.
Le schéma par lequel la circulation se produit est appelé la voie circulatoire. Cette voie peut être classée en deux types – Le système ouvert de circulation et le système fermé de circulation.
Le système ouvert de circulation est clairement visible dans les deux phyla Arthropoda et Mollusca. Ici, le sang qui est pompé par le cœur passe par de grands vaisseaux dans les cavités ouvertes du corps. Mais, lorsque vous observez deux autres phyla importants, le Phylum Annelida et le Phylum Chordata, vous pouvez voir qu’il existe un système circulatoire fermé. Ici, le sang circule toujours dans des vaisseaux sanguins fermés. Cette voie fermée est dite plus avantageuse, car le flux sanguin peut être régulé avec précision.
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Systèmes circulatoires des vertébrés
Les vertébrés présentent des caractéristiques avancées par rapport aux non-vertébrés. Tous les vertébrés ont un cœur chambré. Chez les poissons, c’est un cœur à deux chambres alors que, chez les amphibiens et les reptiles, c’est un cœur à trois chambres. Les exceptions ici sont les crocodiles qui, avec les oiseaux et les mammifères, ont un cœur à quatre chambres.
D’une part, les poissons présentent une circulation unique tandis que d’autre part, les amphibiens et les reptiles présentent une double circulation incomplète. Les oiseaux et les mammifères ont deux voies circulatoires distinctes, affichant une double circulation.
(Source : Wikipedia)
Système circulatoire humain
C’est un système compliqué qui fonctionne efficacement pour que les autres systèmes fonctionnent sans problème. Pour mieux comprendre ce système, il est crucial de connaître la structure du cœur, le rythme cardiaque et quelques autres aspects importants. Explorons-les un par un.
Types de circulation
Les principaux composants du système circulatoire humain sont le cœur à 4 chambres, le réseau complexe de vaisseaux sanguins – artères et veines – et le sang. Chez l’homme, le sang voyage à travers deux types de voies – la circulation pulmonaire (voie) et la circulation systémique (voie).
- Circulation pulmonaire – Ici, le sang sans oxygène, appelé comme le sang désoxygéné voyage du côté droit du cœur vers les poumons. Dans les poumons, l’échange d’oxygène et de dioxyde de carbone a lieu, et le sang devient maintenant oxygéné (avec de l’oxygène).
- Circulation systémique – Ici, le sang oxygéné, c’est-à-dire le sang avec de l’oxygène voyage du côté gauche du cœur vers différentes zones du corps. Ici, à différents sites d’organes, il y a un échange de gaz, de nutriments et de déchets à travers les fluides interstitiels. Le sang désoxygéné retourne maintenant vers le côté droit du cœur.
Structure du cœur
Le cœur humain a à peu près la taille d’un poing fermé. C’est la pompe circulatoire du corps qui pompe le sang vers les différents organes du corps. Il pèse environ 280 à 340 grammes chez l’homme et environ 230 à 280 grammes chez la femme. Le cœur est situé dans la cavité thoracique, légèrement incliné sur le côté gauche du corps.
Le cœur est enfermé dans un sac à double paroi appelé péricarde. Celui-ci protège le cœur, et l’ancre également à l’intérieur de la poitrine, entre les deux poumons. Entre la couche péricardique externe et interne, il y a le liquide péricardique qui lubrifie le cœur.
Il y a un total de 4 chambres dans le cœur humain – les deux chambres supérieures appelées l’oreillette droite et l’oreillette gauche, et les deux chambres inférieures appelées le ventricule droit et le ventricule gauche. L’oreillette droite et le ventricule droit peuvent être appelés ensemble le cœur droit. L’oreillette gauche et le ventricule gauche ensemble peuvent être appelés le cœur gauche. Les deux côtés du cœur sont séparés par une paroi musculaire appelée le septum. Même les ventricules et les oreillettes sont séparés par des septa musculaires.
Chambre du cœur
Les chambres du cœur sont reliées par une petite ouverture dans les septa. Ces ouvertures sont gardées par des valves. Il existe différents types de valves. Ce sont :
- Valve tricuspide – Formée par trois volets musculaires ou cuspides, gardant l’ouverture entre l’oreillette droite et le ventricule droit.
- Valve bicuspide ou valve mitrale – Elle garde l’ouverture entre l’oreillette gauche et le ventricule gauche.
- Valve aortique – Elle contrôle le flux sanguin sortant des ventricules et est présente entre l’aorte et le ventricule gauche
- Valve pulmonaire – Elle contrôle le flux sanguin sortant des ventricules et est présente entre l’artère pulmonaire et le ventricule droit.
Il existe de nombreux vaisseaux sanguins qui entrent et sortent du cœur. Les veines, les artères et les capillaires forment ce réseau intense. Les veines transportent le sang désoxygéné vers le côté droit du cœur. Les artères transportent le sang oxygéné à partir du cœur vers différentes parties du corps. L’artère la plus longue qui quitte le cœur s’appelle l’aorte. Entre la veine et les artères, de petits vaisseaux en forme de tube appelés capillaires forment un réseau.
Les muscles cardiaques constituent le cœur. Les parois ventriculaires sont plus épaisses que les parois auriculaires. Les muscles cardiaques possèdent un tissu nodal particulier appelé le nœud sino-atrial et le nœud auriculo-ventriculaire. Il existe également un faisceau de fibres nodales appelé faisceau auriculo-ventriculaire (faisceau AV). Ces fibres se ramifient en deux faisceaux, le droit et le gauche. Les faisceaux droit et gauche se ramifient en de minuscules fibres appelées fibres de Purkinje, dans toute la musculature ventriculaire du cœur. Ces fibres ainsi que les faisceaux droit et gauche sont connus comme le faisceau de His.
La caractéristique la plus distinctive de cette musculature nodale est qu’elle a la capacité de générer des impulsions électriques, sans aucun stimulus externe.
Battement cardiaque
Qu’est-ce qu’un battement cardiaque et comment se produit-il ?
En termes les plus simples, le battement cardiaque signifie le pouls du cœur. Le pouls ou la fréquence cardiaque est le nombre de fois que le cœur bat par minute. (Une contraction et une relaxation rythmique des chambres du cœur)
Vous devez savoir ce fait que notre cœur bat à un rythme moyen de 72 battements par minute. Comment se produit ce battement rythmique du cœur ?
Les quatre chambres du cœur c’est-à-dire les oreillettes et les ventricules travaillent ensemble. Elles se contractent et se relâchent alternativement pour pomper le sang dans le cœur. Il y a des impulsions électriques qui déclenchent les battements du cœur. Ces impulsions sont la source d’énergie qui rend les battements cardiaques possibles.
Ces impulsions commencent au niveau du nœud sino-atrial, qui est connu comme le stimulateur cardiaque naturel du cœur. Lorsque cette activité électrique commence à se propager dans les parois musculaires des oreillettes, elle entraîne une contraction. Le nœud auriculo-ventriculaire ralentit les signaux électriques avant qu’ils ne pénètrent dans les ventricules. Ainsi, les oreillettes se contractent en premier, suivies par la contraction ventriculaire. Les ventricules se contractent après avoir reçu l’impulsion par le faisceau de His.
Cycle cardiaque
Vous savez maintenant ce qu’est un battement de cœur et quels sont les éléments déclencheurs qui poussent le cœur à battre. Mais, saviez-vous qu’il y a quelques événements qui se déroulent pendant un battement de cœur ? Il s’agit du cycle cardiaque. La durée du cycle cardiaque est d’environ 0,8 seconde et chaque ventricule pompe environ 70 ml de sang, ce que l’on appelle le volume systolique.
(Source : Wikipédia)
Il y a trois phases dans un cycle cardiaque. Ce sont :
- Systole auriculaire
- Systole ventriculaire
- Relaxation
Pendant la phase de systole auriculaire, les oreillettes se contractent et poussent le sang dans les ventricules. Ici, les valves auriculo-ventriculaires et les valves semilunaires jouent un rôle majeur. Les premières restent ouvertes tandis que les valves semi-lunaires restent fermées pour empêcher le sang artériel de revenir dans le cœur. Les ventricules à ce stade sont en diastole.
Dans la phase suivante, les ventricules se contractent et poussent le sang dans l’aorte et le tronc pulmonaire. La pression avec laquelle les ventricules poussent le sang force les valves semilunaires à s’ouvrir. Les valves atrio-ventriculaires se ferment. Le sang passe ainsi des ventricules aux artères. Les oreillettes sont maintenant en état de diastole pendant cette phase.
Pendant la phase de relaxation, les quatre cavités du cœur sont en diastole. Le sang entre dans le cœur à partir des veines. Pendant ce temps, les ventricules se remplissent jusqu’à environ 75% de leur capacité. Ils se remplissent complètement lorsque les oreillettes entrent en systole. A ce moment-là, les cellules du muscle cardiaque des ventricules se repolarisent et se préparent pour le prochain cycle de dépolarisation et de contraction.
Débit cardiaque
Saviez-vous que chaque ventricule pompe en moyenne 5litres de sang par minute ? Ce n’est rien d’autre que le débit cardiaque. Notre corps a cette grande capacité de modifier la fréquence cardiaque, le volume systolique et le débit cardiaque.
Le débit cardiaque de l’homme au repos et celui d’un athlète en course est différent. Le débit cardiaque de l’athlète sera beaucoup plus élevé.
ECG
L’ECG désigne un électrocardiogramme, qui mesure l’activité électrique du cœur au repos. Il donne des informations sur la fréquence cardiaque, le rythme cardiaque et l’hypertrophie du cœur s’il y en a une, ainsi que des preuves de toute crise cardiaque antérieure.
(Source : Wikipedia)
Questions résolues pour vous
Q : Pourquoi le nœud sinusal est-il appelé le stimulateur cardiaque ?
Ans : Le cœur est constitué de muscles cardiaques. Un tissu nodal spécialisé appelé le nœud sinusal est présent dans la partie supérieure de l’oreillette droite. Cette musculature nodale a la capacité de générer des impulsions électriques, sans aucun stimulus externe. L’impulsion électrique déclenche alors une séquence d’événements conduisant au battement rythmique du cœur. Le nœud sinusal est responsable du déclenchement et du maintien des battements rythmiques du cœur. Pour cette raison même, il est appelé le stimulateur cardiaque naturel.
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