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Les vaisseaux sanguins | ||
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Dans les organismes, le sang ou ce qui en tiens lieu chez les invertébrés ne circule généralement pas librement entre les cellules mais est contenu dans des tuyaux perméable qui l'amènent là il est nécessaire. Le sang est mis en circulation au moyen de pompes musculaires appelés coeur. Généralement, il n'y a qu'un seul coeur, mais il peut parfois y en avoir plusieurs, les vertébrés primitifs par exemple, disposent de coeurs additionnels qui mettent la lymphe en circulation. Les mammifères et les oiseaux, de par l'efficacité du coeur principal n'ont plus besoin de ceux ci. Chez les vertébrés, il existe trois types de vaisseaux sanguins : les artères, les veines et les capillaires, auxquels ont peu rajouter les vaisseaux lymphatique, qui contiennnent non pas du sang mais de la lymphe.
Un vaisseau sanguin de vertébré est une structure tubulaire complexe qui en fait un organe à part entière. Ils sont constitué de trois couches :
Les artères sont les gros vaisseaux qui partent du coeur et amènent le sang aux organes. A l'exception de l'artère pulmonaire, les artères contiennent du sang oxygéné, rouge clair. Les artères sont caractérisé par une forte pression sanguine qui impose une paroi épaisse et musculeuse et par une circulation pulsatile, résultat du battement cardiaque. La structure des artères change au furet à mesure que l'on s'éloigne du coeur : la composante élestique, d'abord majoritaire, diminue en importance au profit de la couche musculaire. Cette particularité permet d'abosrber la pulsatilité de l'écoulement sanguin et à l'entrée dans les capillaires celui ci est devenu parfaitement continu.
Les veines sont les vaisseaux sanguins qui ramenent le sang au coeur.
Dans ce système, le sang circule grace à l'aspiration de
l'oreillette. Elles sont donc caractérisées par une faible
pression sanguine. Ce phénomène est accentué par le
fait qu'il y a deux fois plus de veines que d'artères. Considérée
seule, l'aspiration de l'oreillette serait insuffisante pour faire circuler
le sang, elle est donc aidée par deux moyens :
pour les veines de la partie supérieure du corps, c'est la pesanteur
qui effectue une partie du travail pour ramener le sang.
pour les veines de la partie inférieure, la pesanteur au contraire
augmente la difficulté. Ces veines ont donc développé
un système spécial, des valvules qui imposent un sens de
circulation au sang, l'empêchant de redescendre. Mais les valvules
ne le font cependant pas à remonter, c'est le travail des muscles
des jambes, en massant les veines, qui assurent cette fonction.
L'une des principales fonctions des veines, en dehors du retour du sang vers le coeur, est la régulation du volume sanguin. Les veines de la circulation systémiques peuvent contenir en effet jusqu'à 70% du volume sanguin total, les veines sont des vaisseaux dit capacitifs. Leur composante musculaire leur permet de mobiliser ce volume sanguin ce qui a pour effet d'augmenter le remplissage du coeur et le volume de l'ejection systolique. Le remplissage des veines est par contre passif, la pression arterielle étant située à des valeurs où elles sont très extensibles. Ce phénomène est très importants dans les cas d'hémorragie par exemple, la remise en circulation de ce sang participe au rétablissement de la pression arterielle. Les propriétés capacitives des veines sont responsables d'une des erreurs les plus anciennes de la médecine : après la mort, les veines totalement reclachée contiennent tout les sang de l'organisme les artères sont totalement vide, ceci avait fait croire à Platon que les veines servaient à faire circuler le sang et les artères l'air (d'ou le nom de ces dernières).
Ces vaisseaux n'ont été découvert que très tard, après l'invention du microscope. Toutefois, leur existence était soupconnée depuis un demi sciècle par les médecins (et depuis plus longtemps encore par les paysans). La quantité de sang qui était envoyé dans les artères ou qui remontait par les veines était si élevée qu'il était inimaginable qu'il soit detruit au bout des artères et refabriqué dans les veines comme l'avait pensé certains médecins. Il fallait donc trouver un moyen de faire passer le sang des artères aux veines. Ce sont les capillaires qui se chargent de ce travail. Les capillaires sont des vaisseaux sanguins extrémement tenus, dont la structure se limite à un endothélium et à sa lame basale. Cette finesse leur permet de remplir leur fonction d'échange, c'est en effet à leur niveau que se produisent les échanges entre le sang et le milieu intérieur. Contrairement aux veines, les capillaires ne peuvent contenir q'un très faible volume de sang, et leur section etroite produit une forte resistance à l'écoulement sanguin, les capillaires sont dit resistifs.
Bien que simple, leur diversification dans l'organisme leur permet de
remplir des fonctions très diverses :
A la lame basale fenestrés dans le glomérule reinal,
il permettent de filtrer le plasma pour produire l'urine primitive
Les cellules endothéliales reliées par des tight jonctions
dans le cerveau assurent une étanchéité parfaite du
compartiment intercellulaire et forment la barrière hémato-encéphalique
(en anglais, Blood-Brain Barrier ou BBB) .
Les capilllaires sont organisés en réseaux très interconnecté. Une artériole alimente le réseau et une veinule le draine. Un shunt artérioveinveux permet de court circuiter le réseau. Un système de muscle à l'entrée du réseau permet de choisir entre le shunt ou le réseau. Ce système permet de réguler exactement l'alimentation en sang de la zone.
Ces vaisseaux, très rares dans l'organisme, ont la particularité de relier non pas un réseau capillaire au coeur, mais deux réseaux capillaire entre eux. Il y en a trois principaux, la veine porte hépatique qui relie l'intestin au foie, la veine porte renale et l'artère porte hypothalamo-hypophysaire. Leur nom, veine ou artère, découlant de l'usage, ne reflète aucune réalité biologique, il s'agit d'un autre type de vaisseau totalement original, chaque vaisseau porte est d'ailleur totalement différent des autres. La veine porte hépatique, la plus connue est isolée du coeur par les deux extrémités, le sang n'y circulerait donc pas de lui même. Le problème est résolu par des mouvements contractiles du vaisseau qui font progresser le sang.
Dans les vertébrés primitifs, le coeur est une simple pompe à 4 cavités disposées en lignes. Le système respiratoire est constituée par des branchies paires, chacune constituée de plusieurs arcs. Chaque arc dispose de son artère. Le coeur envoie le sang dans l'aorte, celui ci traverse les artères des arcs branchiaux ou il s'oxygène puis de là il est envoyé à l'ensemble de organsime. Le retour s'effectue vers le coeur par les veines. Ce système très simple ne comporte qu'une seule circulation dite circulation systémique. Ce système était éfficace, mais il présentait deux problèmes majeurs : le sang devait parcourir l'ensemble de l'organisme à l'aide d'une seule pompe et les régulations du système respiratoires étaient complexes car elles n'étaient pas dissociables de celle du reste de l'organisme.
Chez les tetrapodes, les arcs n'existent plus en tant que tels, mais si les branchies elles mêmes ont disparus, ce n'est pas le cas du système vasculaire, osseux et nerveux qui les faisaient fonctionner , ils se sont transformés et spécialisés. Le premier arc branchial s'est articuler pour former les machoires et son artère l'alimente toujour, elle a juste changé de nom. De tout les arcs branchiaux, seul le plus proche du coeur fonctionne comme par le passé, mais il a perdu sa fonction respiratoire et surtout il est devenu impair l'un des arcs a disparu d'un coté. La curiosité viens du côté conservé, les mammifères utilisent celui de gauche, les oiseaux ont préférés celui de droite. Cet arc branchial survivant forme aujourd'hui la crosse de l'aorte. Il part du ventricule gauche du coeur et envoi le sang dans l'ensemble de l'organisme. Les autres vaisseaux branchiaux ont données des artères telles que les carotides. Le retour veineux se fait par les veines caves qui se jetent dans l'oreillette droite. Cette circulation, qui ressemble exactement à celle de nos ancetre et utilse d'ailleurs les mêmes voies est la circulation systémique ou grande circulation.
Toutefois, cette circulation systémique ne comporte plus de système respiratoire. Les poumons qui aliment le sang en oxygène n'est pas inclus dedans. Il est irrigué par une artère qui part du ventricule droit, l'artère pulmonaire et renvoie le sang orxygéné au coeur par la veine pulmonaire qui se jete dans l'oreillette gauche. L'oreillette droite et ganche, ainsi que le ventricule droit et gauche sont séparé par une cloison musculeuse, ce qui aboutit à la séparation du coeur en deux pompes fonctionnant en parallèles. Cette circulation spécifique des poumons est appellée circulation pulmoniare ou petite circulation. L'étude des tetrapodes primitifs a permis de constater que les artères pulmonaires sont également des arcs branchiaux modifiés.
Chez les vertébrés terrestre, le sang part donc du ventricule gauche, circule dans l'ensemble du corps par les artères puis les capillaires et passe dans les veines qui lui font rejoindre le coeur dans l'oreillette droite. De la il passe dans le ventricule droit, puis dans l'artère pulmonaire, traverse les poumons et rejoint le coeur dans l'oreillette gauche par la veine pulmonaire. Au cour de son cycle complet, le sang passe donc deux fois par le coeur et il n'y a aucune communication entre les deux circulations, sauf au niveau du coeur.
