Système cardiovasculaire
Facteurs cardiovasculaires

Pour maintenir une homéostasie cardiovasculaire, le coeur et les vaisseaux sanguins doivent coordonner leurs fonctionnements.

1. Le coeur doit réguler son débit cardiaque, i.e. fréquence cardiaque multipliée par le volume systolique.

2. Les vaisseaux doivent réguler :

• le débit sanguin,
• la pression sanguine,
• la résistance périphérique

Débit cardiaque

Le débit cardiaque est le volume de sang fourni par le cœur par unité de temps, exprié en exprime en litre/min.

Débit sanguin

1. A l'échelle du système vasculaire, le débit sanguin :

• est égal au débit cardiaque,
• est relativement constant.

2. Suivant ses besoins et son métabolisme, le débit sanguin dans un organe déterminé peut varier considérablement, comme par exemple lors de l'exercice (cf. plus bas).

Pression sanguine

1. Les différences de pression dans le système vasculaire, exprimé en mm de mercure, fournissent la force propulsive nécessaire à la circulation du sang dans l'organisme.

La pression sanguine s'exprime on millimètres de mercure (mm Hg).

2. Des mécanismes d'autorégulation régissent la pression artérielle, dont dépend la pression veineuse. C'est la raison pour laquelle on traite le plus souvent de la pression artérielle.

Résistance périphérique

Trois facteurs influent sur cette résistance vasculaire.

1. la viscosité est la résistance inhérente d'un liquide à l'écoulement et elle varie selon que le liquide est fluide ou épais. Plus le frottement entre les molécules est important, plus la viscosité est grande, et plus le déplacement du liquide est difficile à amorcer et à maintenir

La viscosité du sang est due aux éléments figurés et aux protéines plasmatiques qui rendent son écoulement plus lent que l'eau par exemple.

• La viscosité est un facteur constant dans des conditions normales.
  Dans certaines pathologies, comme la polycythémie (nombre excessif de globules rouges) ou l'anémie, elle peut varier.

2. La longueur des vaisseaux influe sur la résistance : plus le vaisseau est long, plus la résistance est grande.

Comme la viscosité du sang, la longueur des vaisseaux est invariable sur un sujet en bonne santé.

3. Le diamètre des vaisseaux, fréquemment modifié, est le principal facteur de la résistance périphérique.

• Les artérioles, de petit diamètre, peuvent se dilater ou se contracter par des mécanismes de régulation nerveux ou chimiques : elle régulent la résistance périphérique et donc, la pression artérielle et le débit sanguin.
• En effet, la friction est plus forte dans un petit conduit que dans un gros, car la proportion de liquide en contact avec les parois est plus grande ( innervation sympathique et diamètre des artères).

Dans une première approximation, la résistance est inversement proportionnelle au rayon des vaisseaux à la puissance quatre.

• De très faibles variations du diamètre modifient considérablement la résistance et la pression artérielle : par exemple, si le rayon d'un vaisseau double, la résistance est divisée par 16 et la pression artérielle diminue proportionnellement.
• Lorsque les artérioles se contractent, le sang ralentit dans les artères qui les alimentent, et la pression artérielle augmente.

En effet, l'équation de Hagen-Poiseuille basée sur la dynamique des fluides, dans laquelle certaines valeurs sont constantes et où près des parois, l'écoulement est ralenti par la friction tandis qu'au centre, l'écoulement est libre et rapide :

$R=\dfrac{8L\eta}{\pi r^4}$

• où, $R$ est la résistance au flux sanguin,
• $L$, la longueeur du vaisseau,
• $\eta$, la viscosité du sang,
• $r$, le diamètre du vaisseau.

Par contre, si on veut être plus précis, on utilise la vrsion de Thurson (cf. wikipedia):

$R=\dfrac{cL\eta(\delta)}{\pi\delta r^3}$

Relations entre les facteurs cardiovasculaires

1. Pour relier débit sanguin, pression sanguine et résistance, on peut considérer que :

• 1. le débit sanguin $D$ est directement proportionnel à la différence de pression sanguine $\Delta P$ entre deux points du système cardiovasculaire : autrement dit, si $\Delta P$ augmente, $D$ augmente et vice versa.
• 2. le débit sanguin est inversement proportionnel à la résistance périphérique $R$ : autrement dit, si $D$ augmente, $D$ diminue.

La formule suivante exprime ces relations :

$Débit\,sanguin\,(D)= \dfrac{différence\,de\,pression\,sanguine\,(\Delta P)}{résistance\,périphérique\,(R)}$

2. La résistance est beaucoup plus importante que la différence de pression.

Si le diamètre des artérioles augmentent (diminuant ainsi la résistance), le débit sanguin dans ce tissu augmente aussi, même si la pression systémique demeure constante ou diminue.

Homéostatsie cardiovasulaire