Systèmes circulatoires Flashcards
Rôle crucial de transport de molécules dans les organismes
O2 & CO2 Nutriments & Déchets Cellules immunitaires Signaux (hormones) Température
Unicellulaires & Petits métazoaires n’ont pas de systèmes circulatoires
Transport de molécules par diffusion:
- Rapide sur courte distance
- Lent sur longue distance
Temps de transport par diffusion = f (distance 2)
–> nécessité de suppléer au transport par diffusion chez les organismes de plus grande taille
Gros animaux ont un système circulatoire
Transport de molécules par flux volumique
= convection
= mouvement de fluide résultant d’un gradient de Pression ou de Température
Composants essentiels
Pompe – Structures propulsives générant le gradient de pression
Réseau de tubes / canaux / espaces – Circulation/Flux de fluide(s)
Fluide – Volume parcourant tout le réseau de l’organisme, mettant ainsi à disposition les molécules qu’il transporte
–> Les organismes de plus grande taille utilisent conjointement le transport par convection et le transport par diffusion pour transporter les molécules
Les 3 grands types de pompes circulatoires
Compartiments contractiles Contractions musculaires du coeur ↑ locale de Pression → le fluide : - entre dans l’atrium - est expulsé par le ventricule
Muscles squelettiques
Compressent les vaisseaux
↑ locale de Pression → le fluide circule
Contractions péristaltiques
Vagues de contraction des parois des vaisseaux
↑ locale de Pression → le fluide circule
3 types d’actions musculaires
> Les valves assurent un flux unidirectionnel
Systèmes circulatoires ouverts vs. fermés
Système circulatoire fermé
> Le fluide circulant reste dans les vaisseaux du système circulatoire et n’est jamais en contact direct avec les tissus de l’organisme
> Fluide circulant (sang) séparé du Fluide interstitiel (en contact avec les tissus)
> Diffusion de molécules à travers les parois des vaisseaux (capillaires)
ex: Vertébrés
Système circulatoire ouvert
> Le fluide circulant est en contact direct avec les tissus au niveau des sinus
>Fluide circulant (hémolymphe) se mélange avec le Fluide interstitiel
ex: Insectes
Existence d’un gradient de systèmes intermédiaires dans le Règne Animal
> pas de distinction nette entre les 2 types d’organisation
Les fluides
•Fluide interstitiel = fluide extracellulaire où baignent les tissus d’un système circulatoire fermé
> Fluide échangeur de molécules avec les tissus des organes
> « Intermédiaire » entre tissus et fluide circulant de l’organisme
•Sang = fluide circulant dans les vaisseaux d’un système fermé
> Tissu à part entière = protéines & cellules diluées dans le plasma
> Transport & Distribution des molécules dans tout l’organisme
•Lymphe = fluide circulant dans le système lymphatique, système circulatoire secondaire des Vertébrés
> Fluide résultant d’une ultrafiltration à travers les petits vaisseaux
•Hémolymphe : fluide circulant dans un système circulatoire ouvert
> Fluide se mélangeant avec le fluide interstitiel dans les sinus
Absence de système circulatoire chez des invertébrés
Mécanismes alternatifs pour faire circuler les fluides
•Spongiaires: cellules ciliées (= choanocytes) + loi de Bernouilli
•Cnidaires: contractions musculaires des parois de l’organisme
•Plathelminthes: contractions musculaires du pharynx
Système circulatoire des Annélides
•Circulation par contractions
> Contractions musculaires de la paroi corporelle (muscles ou soies)
= ↑ locale de pression → le fluide interstitiel circule
•Système ouvert
> Fluide propulsé par le(s) coeur(s) et circulant des vaisseaux aux sinus pour alimenter les tissus
•Système fermé
> Vaisseaux connectant les larges vaisseaux dorsaux et ventraux
> Vaisseau dorsal contractile → le fluide circule vers la tête
> 5 paires de « coeurs » tubulaires propulsant le fluide qui circule du vaisseau dorsal au vaisseau ventral pour alimenter les tissus
Systèmes circulatoires des Mollusques
•Circulation par contractions
> Coeurs ou Organes contractiles
> Vaisseaux + ou – développés selon les taxons
•La majorité : Système ouvert
> Fluide propulsé par le(s) coeur(s) et circulant des vaisseaux aux sinus pour alimenter les tissus
•Céphalopodes : Système fermé
> 1 Coeur systémique pompe le sang oxygéné vers les tissus corporels pour alimenter les tissus
> 2 Coeurs branchiaux pompent le sang désoxygéné vers les branchies pour le charger en O2
Systèmes circulatoires des crustacés
Système circulatoire ouvert
Système ouvert simple
> chez les espèces de petite taille
> 1 ou plusieurs coeurs
> Vaisseaux + ou – développés selon les taxons
Système ouvert complexe
>chez les espèces de grande taille
> 1 Coeur musculeux
>Réseau de nombreux vaisseaux
> Petits sinus très étroits agissant comme des vaisseaux
> Contrôle du flux de fluide dans le corps de l’organisme
Systèmes circulatoires des insectes
Système circulatoire ouvert simple
> 1 ou plusieurs coeurs (selon taxon)
> Vaisseaux + ou – développés selon les taxons
> Coeurs multiples en série le long du vaisseau dorsal
> Pompes accessoires dans les appendices
> Aorte dorsale: partie moins musculeuse du vaisseau dorsal
> Contractions des coeurs = Fluide propulsé vers la tête puis se dirigeant vers l’abdomen via les mouvements corporels de l’organisme
> Ostia = site de retour du fluide dans le vaisseau dorsal
–> Transport de nutriments + hormones + cellules immunitaires
Généralités du système circulatoire des Vertébrés
- Coeur musculeux: ↑ de la pression sanguine → sang propulsé vers les
> Artères: grandes artères → diamètres ↓ → artérioles
> Capillaires: site de diffusion des molécules entre Sang et Fluide Interstitiel
> Veines: veinules → diamètres ↑ → grandes veines
Évolution des Systèmes circulatoires
- Auparavant seulement transport de nutriments
> Par la suite transport d’oxygène - Système respiratoire fermé apparus indépendamment chez différents taxons
> Meilleur contrôle du flux des liquides, donc meilleure oxygénation - Apparition des système fermé apparu en parallèle avec le gaz dans l’organisme (O2)
> Favorise les espèces avec un taux métabolique élevé - Exception: Insectes
Anatomie des vaisseaux sanguins
Les parois des vaisseaux sanguins sont constituées de 3 tuniques : •Tunique interne = Intima > contient l’endothélium vasculaire en contact avec le sang • Tunique moyenne = Media > contient les fibres musculaires lisses > vasodilatation/vasoconstriction • Tunique externe = Externa > support & renforcement
Types de vaisseaux
Voir diapo 16
–> Les 3 tuniques des parois vasculaires ont une importance et structure différentes selon les sections du système circulatoire
Anatomie des vaisseaux capillaires
Absence de :
- Tunica media
- Tunica externa
Lits Capillaires :
> Dérivation vasculaire
> Capillaires vrais
> Muscles lisses de la paroi de l’artériole déterminent le flux dans le lit capillaire
> Sphincters précapillaires déterminent le flux sanguin traversant les capillaires vrais
–> Contrôle du flux sanguin à travers le capillaire
Voir diapo 17
3 types de vaisseaux capillaires selon leur différences structurales
Capillaires continus
> cellules endothéliales connectées via jonctions serrées
> fentes cellulaires → passage limité de petites molécules
Capillaires fenestrés
> cellules endothéliales connectées mais poreuses
> passage de molécules de taille moyenne
Capillaires sinusoïdes (= Capillaires discontinus)
> peu de jonctions serrées + larges espaces intercellulaires
> passage de grosses molécules (+ cellules sanguines)
- -> La structure du capillaire influence la composition du liquide interstitiel dans lequel baigne le tissu
- -> Échanges tissu-sang dépendant du type de capillaire
Caractéristiques des poissons à respiration aquatique
Circuit simple: coeur → branchies → aorte dorsale → tissus → coeur
Mouvements corporels aident au retour veineux dans le coeur
Coeur caudal accessoire parfois présent dans la queue de quelques espèces
Caractéristiques des poissons à respiration à respiration aérienne
Organe richement vascularisé
> Cavité buccale
> Tube digestif
> Vessie natatoire
Branchies peu/non fonctionnelles
> ABO charge le sang en O2 qui se mêle au sang désoxygéné des veines systémiques
> Le coeur pompe un mélange de sang oxygéné et désoxygéné
Circuit parallèle : Coeur → Branchies & ABO → aorte dorsale → tissus → coeur
> Mouvements corporels aident au retour veineux dans le coeur
Mammifères & Oiseaux
2 Circuits : coeur D → poumons → coeur G → tissus → coeur D
> Circuit pulmonaire via coeur D
> Circuit systémique via coeur G
Coeur à 4 compartiments (= 2 oreillettes + 2 ventricules) :
> Circuits pulmonaire (P faibles) et systémique (P fortes) totalement séparés
> Sang oxygéné / désoxygéné jamais mélangés
Amphibiens & Reptiles non crocodiliens
2 Circuits : coeur D → poumons → coeur G → tissus → coeur D
> Circuit pulmonaire via coeur D
> Circuit systémique via coeur G
Coeur à 3 compartiments (= 2 oreillettes + 1 ventricule) :
- Circuits pulmonaire et systémique séparés incomplètement
> Sang oxygéné / désoxygéné mélangés sur certaines sections du circuit
> Possibilité pour le sang de passer directement d’un circuit à un autre
Aspects évolutifs du système circulatoire des Vertébrés
Poissons
> Circuit simple (ou parallèle)
Amphibiens & Reptiles
> Circuits pulmonaire et systémique non séparés
Mammifères & Oiseaux
> Circuits pulmonaire et systémique séparés
Lois physiques des systèmes circulatoires
Loi de Débit d’un fluide
Q = ΔP / R
Q : débit du fluide
ΔP : différence de pression Entrée/Sortie dans le tube
R : résistance du tube à l’écoulement du fluide
Loi de Résistance d’un tube : R = 8Lη / π*r^4
R : résistance du tube à l’écoulement d’un fluide
η : viscosité du fluide (Un sang liquide aura plus de facilité à passer)
L : longueur du tube (Plus le tube est long, plus il y a de résistance)
r : rayon du tube (Plus le rayon est grand, moins il y a de résistance)
–> Toute variation de rayon d’un vaisseau (= vasodilatation / vasoconstriction) affectera significativement sa résistance
Loi de Poiseuille : Q = ΔPπr^4 / 8Lη
Q : débit du fluide
ΔP : différence de pression Entrée/Sortie dans le tube (Plus la différence de pression est grande, plus le débit est grand)
η : viscosité du fluide (Plus le sang est visqueux, moins le débit grand)
L : longueur du tube (Plus le tube est long, moins le débit est grand)
r : rayon du tube (Plus le rayon est grand, plus le débit est grand)
Modélisation des systèmes circulatoires
Vaisseaux organisés en série ou en parallèle
- Série : RT plus élevée
- Parallèle : RT plus faible
Loi de conservation de masse
> le débit à travers chaque segment est égal
Loi de Vitesse d’un fluide: V = Q / A
Q : débit du fluide = volume déplacé par unité de temps A : section transversale des tubes
–> Plus la vitesse est faible, plus les échanges se font entre les capillaires et les tissus. C’est pourquoi les capillaires ont de très petits diamètres
