Cours 9: résistance vasculaire, perfusion tissulaire et microcirculation Flashcards
Selon les principes de bases de l’hémodynamie, que représente la pression et la résistance?
La pression est la force affectée à la propulsion sanguine, donc la force nécessaire pour la propulsion du sang de part et d’autre du tuyau, la source de résistance.
Plus la pression est grande, plus le débit sera important si la résistance est constante.
Plus la résistance augmente, plus la pression nécessaire pour propulser un débit X sera importante.
Qu’est-ce que la loi de Poiseuille?
Poiseuille détermine les facteurs intervenant dans la résistance:
P = Q x R
Il dit que la pression efficace dépend:
- du débit : plus il y a de volume, plus la force doit être grande
- la longueur du vaisseau: plus la distance est grande, plus la pression doit être grande pour traverser l’entièreté du tuyau
- la viscosité sanguine: plus le sang est visqueux, plus il y a de force de friction entre le liquide en mouvement et la paroi, plus il est difficile à poussé.
- le rayon vasculaire: un tube de gros calibre dans lequel passe une petite quantité de liquide perd beaucoup moins d’énergie qu’un tube très petit.
–> la quantité de liquide qui passe dans les vaisseaux est proportionnelle à la force qu’on applique dessus et inversement proportionnelle à la résistance hydraulique.
Quel facteur est le plus déterminant de la résistance vasculaire dans la loi de Poiseuille?
Le rayon du vaisseaux sanguin. un petit changement de rayon augmente à la 4 la pression nécessaire (puissance 4). Surtout modifié dans les artériole qui agissent comme véritables robinets et permettent de contrôler le débit livré à chaque organe.
Comment les résistances sont-elles distribuées dans le système cardiovasculaire? Comment détermine-t-on la pression dans un segment, donc la pression nécessaire dans les artérioles par exemple?
Puisque que Q est le même dans tous le système, seulement P et R change et ce de façon proportionnelle (P = Q (constant) X R)
La pression dans un segment n’est pas constant puisque la résistance à l’entrée n’est pas la même qu’à la sortie. Donc on fait la différence de pression, soit la pression efficace, entre la pression à l’entrée et à la sortie du segment vasculaire.
Quel segment vasculaire présente la pression efficace (différence de pression) la plus élevé? Qu’est-ce que ça signifie?
les artérioles ont la pression efficace la plus grande, ce qui signifie qu’elles ont la résistance la plus grande.
Dans quelle situation la distance parcouru par le liquide est importante (longueur du tube) ?
Il intervient dans la croissance et dans la grossesse. Sinon c’est constant.
Quel élément fait varier la viscosité du sang?
la composition du sang, en particulier l’hématocrite.
donnée normale:
42% pour la femme et 45% pour l’homme.
Qu’est-ce que la pression transmurale? Décrit comment ça s’applique au vaisseau sanguin.
La force nette agissant perpenticulairement sur la paroi d’un vaisseau.
Ptransmurale = Pintérieure - Pextérieure.
un vaisseau est ouvert lorsque la pression interne > la pression externe (à cause de sa capacité élastique, une pression interne plus petite causerait un affaissement (collapsé) des parois du vaisseau). Donc une valeur minimale de pression transmurale est nécessaire à maintenir le vaisseau ouvert.
Dans quelle situation peut-il y avoir un vaisseau collapsé?
Lorsque des muscles placés autour du vaisseau se contractent et génèrent une pression externe élevée.
Définition de tension.
La tension est la force par unité de longueur qu’oppose la paroi des vaisseaux à la pression qui les distend et qui les tend à rompre. Elle peut être représenté par un vecteur tangentielle à la paroi du vaisseau.
On parle de la tension de surface du sang. donc l’attirance du sang pour la paroi. (et non la pression que le sang porte perpenticulairement à la paroi).
Qu’est-ce que la loi de Laplace? Explique les implications.
Tension = Ptrans x Rayon
Pour une même pression transmurale, plus le rayon d’un vaisseau est grand, plus la tension est grande.
Les capillaires ont une petite tension pariétale (vaisseau pas épais et fragile), mais résiste à une pression transmurale importante grâce à leur faible rayon, ce qui explique une tension modeste.
Parce que le petit rayon permet d’augmenter le contact de surface, donc contrer la faible tension de surface.
Explique la loi de laplace avec un anévrysme.
Dans un anévrysme, le rayon est important, ce qui fait que la tension est grande parce que moins de molécules sont en contact avec la paroi, donc l’énergie pour monter tout le liquide va être beaucoup plus grand parce que les molécules n’ont pas l’enthousiasme de monter parce qu’ils n’ont pas l’affinité pour la paroi, il la connaisse pas.
sa rend la paroi plus vulnérable à la rupture.
Qu’est-ce que la force de cisaillement?
la force de cisaillement est la force parallèle à la surface du vaisseau qui est causé par la vitesse du flux sanguin qui tend à déplacé les cellules de l’endothélium dans le sens du flux artériel.
Qu’est-ce que la contrainte (stress) de cisaillement?
C’est le stress de cisaillement d’un cycle cardiaque sur le vaisseau.
Il dépend de la force de cisaillement et de la surface du vaisseau.
Se déduit des équations de Poiseuille où la force de cisaillement dépend de la viscosité du liquide et du flux artériel (phi) tandis que la surface du vaisseau dépend du rayon moyen de l’Artère.
stress de cisaillement (sigma) = force de cisaillement / surface du vaisseau.
Si le vaisseau est grand (grand rayon), le stress est moins important.
si la viscosité est grande, le stress de cisaillement est plus important.
important: la force évolue au cours du cycle cardiaque (pulsatile) et sa direction peut s’inverser.
Quels sont les variables qui contrôle le tonus myogène? Qu’est-ce que le tonus myogène?
Le tonus myogène est le diamètre des vaisseaux. Ils est contrôlés par des variables intrinsèques et extrinsèques:
Extrinsèque:
- Le système nerveux sympathique
- Le système nerveux parasympathique
- Le système hormonal
- Les barorécepteurs
Intrinsèque:
- Le tonus myogène
- La demande métabolique
- L’endothélium
** Chacune des variables à un effet différent selon le type de vaisseau (petites artères vs artérioles vs capillaires)
Les variables qui contrôlent le tonus myogène ont deux caractéristiques fondamentales communes, lesquels?
- Le contrôle de la concentration calcique intracellulaire des cellules musculaires lisses.
- La sensibilité de l’appareil contractile
Ce sont ces deux variables qui déterminent le niveau de contraction du muscle.
Quels sont les 3 mécanismes permettant de moduler la réactivité vasculaire (le niveau de contractilité)?
1) la modulation des canaux ioniques puisque ceux-ci sont à la base de la contraction et de la dilatation. L’entrée de Ca par les canaux calciques causent la contraction et la sortie de K par les canaux potassiques cause la dilatation.
2) la présence d’agoniste initiant la libération de calcium des réserves intracellulaires. Soit des signalisations intracellulaires qui causent une sortie plus importante de calcium dans le cytosol = augmente la capacité de contraction. Ex: Ang II se lie à son récepteur qui augmente les quantités d’IP3. L’IP3 se lie au RE et engendre la libération de calcium vers le cytosol.
3) en augmentant la sensibilisation des kinases des chaînes de myosine au calcium. Ex: la voie RoA. Lorsque le calcium est dans le cytosol, celui-ci se lie à la calmoduline. Ce complexe Ca-CAM se lie à l’appareil contractile et permet la contraction. Certaines molécules peuvent moduler cette liaison pour la sensibiliser et augmenter la contraction.
Comment le calcium passe du milieu extracellulaire au milieu intracellulaire?
- influx par les canaux calciques voltage dépendants (Cav1.2)
- influx par les canaux TRPs.
- libération du calcium par le RE via le récepteurs à la ryanodine (RyR)
et le récepteur à l’IP3 - Par les mitochondries
Que veut-on dire par étincelles de calcium? Pourquoi est-ce une exception à la règle du calcium dans le tonus myogène?
l’étincelle de calcium vient de la libération de calcium par le récepteur à la ryanodine (RyR). Le calcium est libéré de façon très localisé contrairement à l’IP3 qui fait un nuage de calcium dans tous le cytosol. Donc la ryanodine libère le calcium juste à côté de lui pour rejoindre un récepteur potassique Ca dépendant (les canaux BK). Ce calcium l’active et on a sortie de potassium et donc vasodilatation.
On dit que c’est une exception à la règle puisque normalement, la libération de calcium = constriction, mais ici la libération de calcium cause une dilatation.
Qu’est-ce qui permet à la cellule vasculaire de ne pas être contracté?
Il existe un équilibre entre les entrée et sorties de calcium (à l’extérieur de la cellule ou dans le RE) au potentiel de repos de la membrane à -45 mV.
Il y a un équilibre entre les mécanisme de diminution de calcium cytosolique, de sortie de potassium et des mécansimes d’augmentation de calcium cytosolique.
Que veut-on dire par le potentiel membranaire détermine la probabilité d’ouverture des canaux ioniques?
Un potentiel membranaire se rapprochant de 0 et correspondant à une dépolarisation mène à une plus grande probabilité d’ouverture des canaux calciques et une plus faibles probabilité des canaux potassiques.
Un potentiel de repos mène à un équilibre entre ces mécanismes
Un potentiel membranaire correspondant à une hyperpolarisation (dans les négatifs) favorise la fermeture des canaux calciques et une plus grande probabilité de l’ouverture des canaux potassiques.
Quelle est la relation entre le diamètre d’un vaisseau et le potentiel membranaire?
Plus le potentiel membranaire est dépolarisée, plus le diamètre vasculaire sera petit puisque qu’un potentiel membranaire dépolarisée = concentration de calcium cytosolique élevée = contraction = diamètre petit.
Quel est le cycle de contraction des muscles lisses (4 étapes)?
- Après l’augmentation des concentrations intracellulaires de Ca, les ions calcium se lient à la calmoduline.
- Ce complexe Ca-CAM active la protéine kinase MLCK
- MLCK phosphoryle les chaînes légères des têtes de myosine (ATP –> ADP) et augmente ainsi l’activité ATPase de la myosine. Donc il y a liaison d’un P avec la tête de myosine et donc une phosphorylation de la myosine = configuration haute énergie et liaison à l’actine.
- Les ponts transversaux actifs de la myosine glissent le long de l’actine ce qui crée une tension musculaire pour la contraction de la cellule.
Quelle est la différence entre la MLCK et la MLCP?
La MLCK est une kinase qui permet l’activation de l’activité ATPase de la myosine et donc permet la contraction.
- La MLCK déphosphoryle l’ATP présent sur la myosine, ce qui phosphoryle la myosine (P sur la myosine) et permet la liaison avec l’actine = contraction.
La MLCP est une phosphatase qui enlève un phosphate à la chaîne légère de myosine et engendre la relaxation.
donc déphosphoryle la myosine en prenant le P et l’ajoutant à une nouvelle molécule d’ATP.
Quels facteurs (molécules) activent la MLCP et lesquels l’inhibent? Qu’est-ce que ça favorise?
La PKG va activé la MLCP ce qui favorise la vasodilatation.
Les Rho kinase, la PKC, la PKA et la CPI-17 vont inhiber la MLCP ce qui va favoriser la vasoconstriction.
Quels facteurs (molécules) activent la MLCK et lesquels l’inhibent? Qu’est-ce que ça favorise?
Le complexe Ca-Calmoduline va activer la MLCK ce qui favorise la contraction.
La CaMKII inhibe la MLCK ce qui favorise la vasodilatation.
Qu’est-ce que la réaction myogénique dans le contrôle du tonus myogène? Limite?
C’est le principe que sous l’effet des pressions, le vaisseau se contracte spontanément. Donc s’il y a une hausse de pression de perfusion d’un tissu, cela provoque une contraction des artérioles qui ramène la perfusion à son état initial. L’inverse est aussi vrai. Donc la régulation myogénique implique une rétroaction positive.
Ce mode de régulation ne peut pas être employé dans l’entièreté de l’organisme, puisqu’une hausse de pression causerait une constriction, qui résulte en une hausse de pression, ce qui causerait encore une vasoconstriction, etc.
Quel est le mécanisme qui permet la régulation myogénique?
Lorsque la pression transmurale augmente (ex: hausse de la pression de perfusion d’un tissu), la tension pariétale est augmenté et il y a déformation de la matrice. C’est deux phénomènes causent l’activation des canaux calciques TRP sensible à l’étirement. Ceux-ci permettent une entrée de Calcium qui cause une dépolarisation de la membrane et l’Activation des canaux calciques voltages dépendant causant la réponse du tonus myogène.
** augmentation de Calcium dans les cellules musculaires lisses des vaisseaux
Que ce passe-t-il si on ajoute un bloqueur de canaux calciques au vaisseau et qu’on applique des changements de pression transmurale (donc de sheer stress (stress de cisaillement))?
Si on ajoute un bloqueur de canaux calciques, le changement de la pression engendre aucune augmentation de calcium intracellulaire et aucun tonus vasculaire. C’est à dire que le vaisseau n’a aucune réaction pour contrer la déformation et il agit en élastique selon la pression appliqué contre sa paroi.
Que ce passe-t-il si le stress de cisaillement est présent de façon chronique?
Il y a remodelage. il y a libération de facteur de transcription via la signalisation MAP qui augmente la prolifération cellulaire et l’épaisseur des vaisseaux sanguins, en plus d’augmenter la synthèse de collagène pour permettre de contrer de façon moins demandante (constamment faire une relâche de calcium via les canaux ioniques) l’étirement du vaisseau. conséquence: cause une rigidité permanente du vaisseau et empêche une futur adaptation via le tonus myogène.
Quelles sont les fonctions de l’endothélium?
- le contrôle du tonus vasculaire
- anticoagulant et pro-thrombique
- anti et pro inflammatoire
- contrôle de la prolifération, la migration et l’angiogénèse
- barrière physique et isolante
Qu’est-ce qu’on montré les expériences de Robert Furchgott?
Elles montrent que la dilatation en réponse à l’acétycholine dépend de la présence de l’endothélium. Cela suppose que l’endothélium produit un ou des facteurs vasodilatateurs suite à la stimulation par l’Ach.
expérience:
sans endothélium et présence de noradrénaline = contraction, puis ajout d’Ach = encore contraction.
avec endothélium et présence de noradrénaline = contraction, puis ajout d’Ach = relaxation.
** attention, il n’y a pas d’Ach circulant dans le sang, donc ce n’est pas sa en condition physiologique qui active la sécrétion de substance par l’endothélium**
L’endothélium sécrète des facteurs vasodilatateurs et d’autres vasoconstricteurs, lesquels? Comment ils agissent (mécanismes)?
vasodilatateurs:
- EDHF
- NO
- PGI2
Les vasodilatateurs vont favoriser la production de PKA et PKG se qui favorise la vasorelaxation en activant les canaux BK (étincelles de calcium permettant la sortie de K et donc l’hyperpolarisation)
vasoconstricteurs (dérive de l’Acide arachidonique):
- 5-HETE
- prostaglandines
- thromboxane A2
- endothéline (puissant vasoconstricteur)
Les vasoconstricteurs se lient à leur récepteur et active la PKC ce qui inhibe les canaux BK et les étincelles de Ca et active l’entrée de calcium dans le cytosol.
En situation normale, comment est le ratio entre vasodilatateurs et vasoconstricteur?
En condition normale, il y a plus de vasodilatateurs que de vasoconstricteurs.
Le ration change dans certaines conditions pathologiques comme l’athérosclérose
