Université Montpellier I

ACULTÉFde

MÉDECINEMontpellier - Nîmes

Antonia Pérez-MartinMichel Dauzat

Service d’Exploration et Médecine VasculaireHôpital Carémeau - CHU de Nîmes

Département de PhysiologieUFR de Médecine Montpellier – Nîmes

U 1Université Montpellier 1

U 1Université Montpellier 1

Le contrôle systémiquede l’appareil cardiovasculaire

Octobre 2011

� Système nerveux autonome

� Systèmes hormonaux

- régulation de la pression artérielle

- orthostatisme, exercice et hémorragie

17 - Les circulations régionales

15 - Le contrôle systémique de l’appareil cardiovasculaire

16 - L’adaptation cardiovasculaire coordonnée :

Physiologie Cardio-Vasculaire

Introduction

Fonction cardio-vasculaire

Circulation sanguineO2NutrimentsDéchetsInformations …

Tête, Cou

Membres supérieurs

Bronches

Rate

Mésentère

TubulesGlomérules

Tronc, Pelvis

Membres inférieurs

Foie

Coronaires

Poumons

Miche l Dau zat

15 - Le contrôle systémique

� Changements de position� Situations de stress� Exercice physique� Activités métaboliques� . . .

Pression artériellesystémique adaptée

Maintienperfusioncérébrale

Assurerles besoins

métaboliquestissulaires

Nécessité de l’adaptation cardio-vasculaire

15 - Le contrôle systémique

But Assurer un débit tissulaire adapté (substrats, O2)quel que soit l’état hémodynamique

MoyensDDéébit tissulairebit tissulaire

Résistances circulatoireslocales

Auto-régulation

ÉÉchelon localchelon local

Pression artérielle

ÉÉchelon dechelon dell’’organisme entierorganisme entier

15 - Le contrôle systémique

Les paramètres soumis à l’adaptation

Paramètres cardiaques Paramètres vasculaires

� Pression artérielle

� Extraction en O2Différence artério-veineuse

DAV O2 x 3

� Résistances circulatoiresVasorelaxationVasoconstriction

� Débit cardiaqueQc x 4

� Volume d’éjection systoliqueVES x 1,5

� Fréquence CardiaqueFC x 3

L’adaptation cardio-vasculaire

15 - Le contrôle systémique

La pression artérielle

Pression artérielle PA PA = F / S

Force exercée sur la paroi artérielle

2 composantes Pression dynamique

(contraction VG)Pression hydrostatique

(varie selon poids du sang et le niveau)

Tension artérielle TA

Tension exercée par la paroi sur la colonne sanguine

PA TA

15 - Le contrôle systémique

La pression artérielle

15 - Le contrôle systémique

La pression artérielle

Loi de Poiseuille

∆P = Q x R

PA moyenne – POD moyenne = QC x RPT

FC x VES RPT = (8Lµ) / (πr4)µ : viscosité sanguineL : longueurr = rayon

VR VC

15 - Le contrôle systémique

QC RPT

VES FC VR VC

Rapide(quelques secondes)

Système nerveuxautonome

Plus lentQuelques minutesà quelques heures

Système hormonalLong terme

Régulation de la volémie

Grandeur réglée

Système « réglant »

Pression artérielle

Régulation locale

Régulation de la pression artérielle

15 - Le contrôle systémique

L

La régulation nerveuse : Le système nerveux autonome

15 - Le contrôle systémique

Centres nerveux supérieurs

Cœur

Fréquencecardiaque

VES

RPT PVC

PA Débit cardiaque

ΣΣΣΣ et para-ΣΣΣΣ ΣΣΣΣ

Réseau vasculaireBaro-Récepteurs

Feed-back permanent« auto-régulé »

Schéma général de la régulation nerveuse

Centresbulbaires

Systèmerésistif

Systèmecapacitif

Loi de Starling

15 - Le contrôle systémique

Contrôle nerveux : le système parasympathique

Acétylcholine

Chronotrope –� FC

(Inotrope -)

Vaisseauxdes tissus érectiles

15 - Le contrôle systémique

TroncCérébral

Ganglion sympathique

Cœur Artères Veines

Médullosurrénale

Fibres bulbo-spinales

Fibres pré-ganglionnaires

Fibrespost-ganglionnaires

Noradr. Noradr.Noradr.

Ach

Ach

β1 α + (β) α

Moelle

Contrôle nerveux : le système sympathique

15 - Le contrôle systémique

Lipolyse Glycogénolyse

Contrôle neuro-hormonal : l’adrénaline

Médullosurrénale

Adrénaline

Vaisseaux coronaires,hépatiques,

du muscle strié squelettique

Vaisseaux Systémiques

Cœur

15 - Le contrôle systémique

� coronaires� muscles striés squelettiques� hépatiques

vasorelaxation (� RPT)

ββββ2

chronotrope + (� FC)inotrope + (� VES)

ββββ1vasoconstriction (� RPT)

αααα1

noradrnoradréénalinenalineaffinité αααα > β

adradréénalinenalineaffinité ββββ > α

Contrôle adrénergique15 - Le contrôle systémique

La régulation à moyen terme : le contrôle hormonal (humoral)

15 - Le contrôle systémique

foie

endothélium

reinrénine

enzymede conversion

angiotensine I

angiotensinogène

angiotensine II

corticosurrénale

aldostérone

rétentionhydro-sodée

effets cardio-vasculairespropres

� commandesympathique

Vasoconstriction ( [Ca++] ) + + +Inotropisme +

� perfusion rénaleΣ (β )[Na+]

Appareiljuxta-glomérulaire

Système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA)

15 - Le contrôle systémique

Hypothalamus Post-hypophyse

ReinVaisseaux périphériqueset cutanés

Vaisseaux cérébrauxet coronaires

ADH

Vasoconstriction Rétentionhydrique Vasorelaxation

� osmolalité plasmatique

Hormone Anti-Diurétique (ADH)ou vasopressine

15 - Le contrôle systémique

Étirement de la paroi atriale

Peptide atrial natriurétique(PAN)

Vasorelaxation � natriurèse

Facteur atrial natriurétique

� Volémie

� Pression veineuse centrale

15 - Le contrôle systémique

16 - L’adaptation cardiovasculaire coordonnée

QC RPT

VES FC VR VC

Rapide(quelques secondes)

Système nerveuxautonome

Plus lentQuelques minutesà quelques heures

Système hormonalLong terme

Régulation de la volémie

Grandeur réglée

Système « réglant »

Pression artérielle

Régulation locale

Régulation de la pression artérielle

16 - L’adaptation coordonnée

Le contrôle cardio-vasculaire coordonné

Michel Dauzat

VES x FC = QCx

RPTPA BaroR Adrénaline

(surrénale)

Loi deStarling

PVC

Volémie

PVpériph.

SRAA

Angiotensine

Aldostérone

VR

VC

Contractilité

ADH

PAN

Σp / Σ

Le baroréflexe – PA et changement positionnel16 - L’adaptation coordonnée

Effet de la posture

Pression veineuse Centrale - Pression veineuse à la cheville

80

40

5 10 15

Volume Systolique

(ml)

Pression télé-

diastolique du VG (mm Hg)Mic he l Dau za t

ρgh ρgh

V A

VES x FC = QCx

RPTPA BaroR Adrénaline

(surrénale)

Loi deStarling

PVC

Volémie

PVpériph.

SRAA

Angiotensine

Aldostérone

VR

VC

Contractilité

ADH

PAN�

� �

Le baroréflexe – PA et changement positionnel

Σp / Σ

�

16 - L’adaptation coordonnée

VES x FC = QCx

RPTPA BaroR Adrénaline

(surrénale)

Loi deStarling

PVCPVpériph.

SRAA

Angiotensine

Aldostérone

VR

VC

Contractilité

ADH

PAN

��

Le baroréflexe – PA et changement positionnel

Veinoconstriction

Σp / Σ

Pompe musculo-veineuse

16 - L’adaptation coordonnée

Volémie

Orthodynamisme

Adaptation cardio-vasculaire à l’hémorragieD

éb

it C

ard

iaq

ue

(l/

min

)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

7

0-2 0 7

Effet d'une hémorragie

Conséquence immédiate de l’hypovolémie� PVC

Décalage de la courbede fonction vasculaire

120

0

20

40

60

80

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

Courbe

Pression-

Volume du

Ventricule

en relaxation

140

160

180

200

Courbe

de Fonction

Ventriculaire

GaucheNormal

Normal

Hypo-Volémie

16 - L’adaptation coordonnée

VES x FC = QCx

RPTPA BaroR Adrénaline

(surrénale)

Loi deStarling

PVC

Volémie

PVpériph.

SRAA

Angiotensine

Aldostérone

VR

VC

Contractilité

ADH

PAN�

� �

Σp / Σ

�

Conséquences immédiates de l’hémorragie16 - L’adaptation coordonnée

VES x FC = QCx

RPTPA BaroR Adrénaline

(surrénale)

Loi deStarling

PVC

Volémie

PVpériph.

SRAA

Angiotensine

Aldostérone

VR

VC

Contractilité

ADH

PAN

��

Veinoconstriction

Σp / Σ

Réponses immédiates à l’hémorragie16 - L’adaptation coordonnée

Dé

bit

Ca

rdia

qu

e (

l/m

in)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

7

0-2 0 7

Effet d'une hémorragie

Déb

it c

ardi

aque

(l/m

in)

Pression veineuse (mm Hg)

0

10

7

0- 2 7

NormalNormal

Hypo-volémie

Veino-Constriction

Michel Dauzat

Déb

it c

ardi

aque

(l/m

in)

Pression veineuse (mm Hg)

0

10

7

0- 2 7

NormalNormal

Inotropisme +

Hypo-volémie

Veino-Constriction

Michel Dauzat

Réponses immédiates à l’hémorragie16 - L’adaptation coordonnée

120

0

20

40

60

80

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

Courbe

Pression-

Volume du

Ventricule

en relaxation

140

160

180

200

Courbe

de Fonction

Ventriculaire

GaucheNormal

Normal

Hypo-Volémie

120

0

20

40

60

80

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

Courbe

Pression-

Volume du

Ventricule

en relaxation

140

160

180

200

Courbe

de Fonction

Ventriculaire

Gauche

Normal

Hypo-Volémie

Après interventiondu baro-réflexe

Miche l Dau zat

Réponses immédiates à l’hémorragie16 - L’adaptation coordonnée

16 - L’adaptation coordonnée

Hémorragie : Effet du remplissage vasculaireD

ébit

car

diaq

ue (l

/min

)

Pression veineuse (mm Hg)

0

10

7

0- 2 7

NormalNormal

Inotropisme +

Hypo-volémie

Veino-Constriction

Pression veineuse (mm Hg)

0- 2 7

"remplissage"

Normal

Inotropisme +

Hypo-volémie

Veino-Constriction

Normal

Michel Dauzat

Adaptation cardio-vasculaire à l’exercise16 - L’adaptation coordonnée

Qc x 4,5

VES x 1.5 FC x 3

DavO2 x 3

VO2 = DavO2 x Qc

� apport en O2� extraction O2

VO2 x 13,5Exemple:

L’hyperémie métabolique

Michel Dauzat

Adaptation cardio-vasculaire à l’exercise16 - L’adaptation coordonnée

VES x FC = QCx

RPTPA BaroR Adrénaline

(surrénale)

Loi deStarling

PVC

Volémie

PVpériph.

SRAA

Angiotensine

Aldostérone

VR

VC

Contractilité

ADH

PAN

Σp / Σ

16 - L’adaptation coordonnée

Adaptation cardio-vasculaire à l’exercise

�

�

�

Conséquences directesde l’exercice musculaire

Fc(min-1 )

t (min)

t (min)

Intensité(W)

Fcmaxthéorique

Fc de repos

0 6 12 18

Wmaxthéorique

Fc max théorique = 220 - âge

16 - L’adaptation coordonnée

La relation FC et travail musculaire

Michel Dauzat

W

FC (BPM)

150

50

SV (ml) 100

80 W

W

PA (mm Hg)

50

100150

Systolique

Moyenne

Diastolique

.QC (l.min

W

15

5

-1)

0 150 W50 100

Divers

Michel Dauzat

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

1400

1100

1200

500600

750250

Repos

2000

600

400700

750

750

12 000

Effort

ml/min. Muscle StriéSquelettique�

Cœur�

Peau�

Reins�

SystèmeSplanchnique�

Cerveau�

Débits sanguins locaux

� compression vasculaire� surcharge barométrique

� HVG « concentrique »

Exercice dynamique Exercice statique

� activation pompe veino-musculaire� vasorelaxation métabolique� surcharge volumétrique

� HVG « harmonieuse »

16 - L’adaptation coordonnée

Influence du type d’exercice