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Le réseau vasculaire comprend les gros vaisseaux du cœur, notamment les artères et les veines , ainsi que d'autres artères, les artérioles (plus petites) , les capillaires qui se rejoignent en veinules (petites veines) et d'autres veines. Chez les vertébrés, le système circulatoire est clos : le sang ne quitte jamais ce réseau. De nombreux invertébrés, comme les arthropodes, possèdent un système circulatoire ouvert, avec un cœur qui pompe l'hémolymphe. Celle-ci retourne dans la cavité corporelle par les vaisseaux sanguins. Les diploblastiques, tels que les éponges et les cténophores, sont dépourvus de système circulatoire.
Le sang est un fluide composé de plasma , de globules rouges , de globules blancs et de plaquettes . Il circule dans tout le corps, transportant l'oxygène et les nutriments vers les tissus et éliminant les déchets . Parmi les nutriments transportés figurent les protéines et les minéraux , tandis que l'hémoglobine , les hormones et des gaz comme l'oxygène et le dioxyde de carbone en font d'autres composants essentiels . Ces substances nourrissent l'organisme, aident le système immunitaire à lutter contre les maladies et contribuent au maintien de l'homéostasie en stabilisant la température et le pH .
Chez les vertébrés, le système lymphatique est complémentaire du système circulatoire. Il transporte le plasma en excès ( filtré des capillaires du système circulatoire sous forme de liquide interstitiel entre les cellules) hors des tissus par des voies accessoires qui ramènent ce liquide excédentaire à la circulation sanguine sous forme de lymphe . Le système lymphatique est un sous-système essentiel au fonctionnement du système circulatoire sanguin ; sans lui, le sang serait déshydraté.
Le système lymphatique collabore également avec le système immunitaire. La circulation lymphatique est beaucoup plus lente que la circulation sanguine et, contrairement au système circulatoire clos (sang), le système lymphatique est un système ouvert. Certaines sources le décrivent comme un système circulatoire secondaire .
Le système circulatoire peut être affecté par de nombreuses maladies cardiovasculaires . Les cardiologues sont des médecins spécialisés dans le cœur, et les chirurgiens cardiothoraciques sont spécialisés dans la chirurgie du cœur et des tissus environnants. Les chirurgiens vasculaires se concentrent sur les troubles des vaisseaux sanguins et lymphatiques.
Le système circulatoire comprend le cœur , les vaisseaux sanguins et le sang . Chez tous les vertébrés, le système cardiovasculaire est constitué du cœur et des vaisseaux sanguins. Certaines sources utilisent les termes système cardiovasculaire et système vasculaire de manière interchangeable avec système circulatoire .
Le système circulatoire se divise en deux circuits principaux : la circulation pulmonaire et la circulation systémique . La circulation pulmonaire est un circuit qui, partant du cœur droit, transporte le sang désoxygéné vers les poumons où il est oxygéné, puis retourne au cœur gauche . La circulation systémique est un circuit qui distribue le sang oxygéné du cœur gauche vers le reste du corps et ramène le sang désoxygéné au cœur droit par les veines caves . La circulation systémique comprend deux parties : la macrocirculation et la microcirculation . Un adulte possède en moyenne cinq à six quarts (environ 4,7 à 5,7 litres) de sang, soit environ 7 % de son poids corporel. Le sang est composé de plasma , de globules rouges , de globules blancs et de plaquettes . Le système digestif collabore avec le système circulatoire pour fournir les nutriments nécessaires au bon fonctionnement du cœur .
D'autres voies circulatoires y sont associées, telles que la circulation coronaire vers le cœur, la circulation cérébrale vers le cerveau , la circulation rénale vers les reins et la circulation bronchique vers les bronches dans les poumons. Le système circulatoire humain est un système clos , ce qui signifie que le sang est contenu dans le réseau vasculaire . Les nutriments circulent dans les minuscules vaisseaux sanguins de la microcirculation pour atteindre les organes. Le système lymphatique est un sous-système essentiel du système circulatoire, constitué d'un réseau de vaisseaux lymphatiques , de ganglions lymphatiques , d'organes , de tissus et de lymphe circulante . Ce sous-système est un système ouvert . Une de ses principales fonctions est de transporter la lymphe, de drainer et de ramener le liquide interstitiel dans les canaux lymphatiques vers le cœur pour son retour dans le système circulatoire. Une autre fonction majeure est de collaborer avec le système immunitaire pour assurer la défense contre les agents pathogènes .
Cœur
Le cœur pompe le sang vers toutes les parties du corps. Dans le cœur humain, il y a une oreillette et un ventricule pour chaque circulation, et avec une circulation systémique et une circulation pulmonaire, il y a quatre cavités au total : l’oreillette gauche , le ventricule gauche , l’oreillette droite et le ventricule droit .
circulation pulmonaire
Le sang appauvri en oxygène provenant des veines caves supérieure et inférieure pénètre dans l'oreillette droite du cœur et traverse la valve tricuspide (valve atrioventriculaire droite) pour rejoindre le ventricule droit. De là, il est propulsé par la valve pulmonaire dans l'artère pulmonaire, puis dirigé vers les poumons. Les échanges gazeux ont lieu dans les poumons : oreillette gauche .
Circuit distinct de la circulation systémique, la circulation bronchique alimente en sang les tissus des voies respiratoires supérieures du poumon.
Circulation systémique
La circulation systémique est un circuit qui achemine le sang oxygéné du cœur gauche vers le reste du corps via l' aorte . Le sang désoxygéné retourne au cœur droit par la circulation systémique, via deux grosses veines, la veine cave inférieure et la veine cave supérieure , où il est pompé de l'oreillette droite vers la circulation pulmonaire pour y être oxygéné. La circulation systémique peut également être définie comme comportant deux parties : la macrocirculation et la microcirculation .
vaisseaux sanguins
Les vaisseaux sanguins du système circulatoire sont les artères , les veines et les capillaires . Les grosses artères et veines qui transportent le sang vers et depuis le cœur sont appelées les gros vaisseaux .
Artères
Le sang oxygéné pénètre dans la circulation systémique lorsqu'il quitte le ventricule gauche, via la valve semi-lunaire de l'aorte . La première composante de la circulation systémique est l'aorte, une artère massive à paroi épaisse. Après avoir traversé l'orifice aortique du diaphragme au niveau de la dixième vertèbre thoracique, l'aorte forme une crosse et se ramifie pour vasculariser la partie supérieure du corps, puis pénètre dans l'abdomen . Elle descend ensuite et vascularise l'abdomen, le pelvis, le périnée et les membres inférieurs
Les parois de l'aorte sont élastiques. Cette élasticité contribue au maintien de la pression artérielle dans tout le corps. Lorsque l'aorte reçoit près de cinq litres de sang du cœur, elle se rétracte et est responsable des pulsations de la pression artérielle. À mesure que l'aorte se ramifie en artères plus petites, leur élasticité diminue et leur compliance augmente.
Capillaires
Les artères se ramifient en petits vaisseaux appelés artérioles , puis en capillaires . Les capillaires fusionnent pour amener le sang dans le système veineux. La longueur totale des capillaires musculaires chez un être humain de 70 kg est estimée entre 9 000 et 19 000 km.
Veines
veines portes
Circulation coronaire
Circulation cérébrale
Circulation rénale
La circulation rénale , qui assure l'irrigation sanguine des reins , comprend de nombreux vaisseaux sanguins spécialisés et reçoit environ 20 % du débit cardiaque. Elle se ramifie à partir de l' aorte abdominale et ramène le sang vers la veine cave inférieure ascendante .
Développement
Artères
Le système artériel humain se forme à partir des arcs aortiques et des aortes dorsales dès la quatrième semaine de développement embryonnaire. Les premier et deuxième arcs aortiques régressent et donnent respectivement naissance aux artères maxillaires et stapédiennes . Le système artériel proprement dit se développe à partir des arcs aortiques 3, 4 et 6 (le cinquième arc aortique régresse complètement).
Les aortes dorsales, présentes sur la face dorsale de l'embryon, sont initialement présentes des deux côtés. Elles fusionnent ensuite pour former l'aorte proprement dite. Une trentaine d'artères plus petites se ramifient à partir de cette structure, au niveau du dos et des flancs. Ces branches forment les artères intercostales , les artères des bras et des jambes, les artères lombaires et les artères sacrées latérales. Les branches latérales de l'aorte donneront naissance aux artères rénales , surrénales et gonadiques définitives . Enfin, les branches antérieures de l'aorte sont constituées des artères vitellines et ombilicales . Les artères vitellines forment les artères cœliaque , mésentériques supérieure et inférieure du tube digestif. Après la naissance, les artères ombilicales donneront naissance aux artères iliaques internes .
Veines
Fonction
Signification clinique
maladies cardiovasculaires
Une autre maladie cardiovasculaire majeure est liée à la formation d'un caillot, appelé « thrombus » . Ces caillots peuvent se former dans les veines ou les artères. La thrombose veineuse profonde , qui touche principalement les jambes, est une cause de formation de caillots dans les veines des jambes, notamment après une période d'immobilité prolongée. Ces caillots peuvent migrer vers une autre partie du corps, provoquant une embolie pulmonaire , un accident ischémique transitoire ou un accident vasculaire cérébral .
Les maladies cardiovasculaires peuvent aussi être congénitales, comme les malformations cardiaques ou la persistance de la circulation fœtale , où les modifications circulatoires qui devraient survenir après la naissance ne se produisent pas. Toutes les anomalies congénitales du système circulatoire ne sont pas associées à des maladies ; un grand nombre d’entre elles sont des variations anatomiques .
Enquêtes
Le fonctionnement et la santé du système circulatoire et de ses composantes sont évalués par diverses méthodes manuelles et automatisées. Parmi celles-ci figurent des méthodes simples, comme celles utilisées lors de l' examen cardiovasculaire : la prise du pouls pour évaluer la fréquence cardiaque , la mesure de la pression artérielle à l'aide d'un tensiomètre ou l'auscultation cardiaque au stéthoscope afin de détecter d'éventuels souffles pouvant indiquer des problèmes valvulaires . Un électrocardiogramme permet également d'évaluer la conduction de l'électricité dans le cœur.
D'autres méthodes plus invasives peuvent également être utilisées. Une canule ou un cathéter inséré dans une artère permet de mesurer la pression pulsée ou la pression capillaire pulmonaire . L'angiographie, qui consiste à injecter un produit de contraste dans une artère pour visualiser le réseau artériel, peut être pratiquée au niveau du cœur ( coronarographie ) ou du cerveau. Simultanément à la visualisation des artères, les obstructions ou les rétrécissements peuvent être traités par la pose de stents , et les hémorragies actives peuvent être maîtrisées par l'insertion de coils. Une IRM peut être utilisée pour visualiser les artères ; on parle alors d' angio-IRM . Pour évaluer la vascularisation pulmonaire, un angioscanner pulmonaire peut être réalisé. L'échographie vasculaire permet d'explorer les maladies vasculaires affectant les systèmes veineux et artériel , notamment le diagnostic de sténose , de thrombose ou d'insuffisance veineuse . Une échographie intravasculaire par cathéter est également possible.
Chirurgie
- L'angioplastie , qui permet d'ouvrir un vaisseau sanguin rétréci.
- Pontage coronarien ou pose d'un stent coronarien , pour rétablir la circulation sanguine vers le muscle cardiaque
- Réparation ou remplacement des valves cardiaques , pour traiter les valves cardiaques endommagées
- La phlébectomie (ablation des veines), qui consiste à retirer les varices
Les interventions cardiovasculaires sont plus souvent réalisées en milieu hospitalier qu’en milieu ambulatoire ; aux États-Unis, seulement 28 % des chirurgies cardiovasculaires ont été réalisées en milieu ambulatoire.
Autres animaux
Un système de transport supplémentaire, le système lymphatique, que l'on ne trouve que chez les animaux à circulation sanguine fermée, est un système ouvert fournissant une voie accessoire pour le retour du liquide interstitiel en excès dans le sang.
Le système vasculaire sanguin est probablement apparu pour la première fois chez un ancêtre des triploblastes il y a plus de 600 millions d'années, surmontant les contraintes de temps et de distance de la diffusion, tandis que l'endothélium a évolué chez un vertébré ancestral il y a environ 540 à 510 millions d'années.
Système circulatoire ouvert
L'hémolymphe remplit tout l'hémocèle, le liquide intracellulaire du corps, et entoure toutes les cellules . Elle est composée d' eau , de sels minéraux (principalement du sodium , du chlorure , du potassium , du magnésium et du calcium ) et de composés organiques (principalement des glucides, des protéines et des lipides ). La principale molécule de transport de l'oxygène est l'hémocyanine .
L'hémolymphe contient des cellules libres, les hémocytes , qui jouent un rôle dans le système immunitaire des arthropodes .
Système circulatoire fermé
Le système circulatoire de tous les vertébrés, ainsi que celui des annélides (par exemple, les vers de terre ) et des céphalopodes ( calmars , pieuvres et apparentés), maintient toujours le sang circulant à l'intérieur des cavités cardiaques ou des vaisseaux sanguins et est qualifié de clos , tout comme chez l'humain. Cependant, les systèmes circulatoires des poissons , des amphibiens , des reptiles et des oiseaux présentent différents stades d' évolution . Les systèmes clos permettent d'acheminer le sang vers les organes qui en ont besoin.
Chez les poissons, le système ne comporte qu'un seul circuit : le sang est pompé à travers les capillaires des branchies puis vers les capillaires des tissus corporels. On parle alors de circulation à cycle unique . Le cœur des poissons est donc une simple pompe (composée de deux cavités).
Chez les amphibiens et la plupart des reptiles, le système circulatoire est double, mais le cœur n'est pas toujours complètement séparé en deux pompes. Les amphibiens possèdent un cœur à trois cavités.
Chez les reptiles, la cloison interventriculaire du cœur est incomplète et l' artère pulmonaire est munie d'un sphincter . Ceci permet une seconde voie de circulation sanguine. Au lieu de se diriger vers les poumons par l'artère pulmonaire, le sang peut être dévié par le sphincter à travers la cloison interventriculaire incomplète, vers le ventricule gauche, puis éjecté par l' aorte . Ainsi, le sang circule des capillaires vers le cœur, puis retourne aux capillaires au lieu d'aller vers les poumons. Ce mécanisme est utile aux animaux ectothermes (à sang froid) pour la régulation de leur température corporelle.les crocodiliens, le cœur est complètement divisé en deux pompes, soit quatre cavités cardiaques au total ; on pense que le cœur à quatre cavités des oiseaux et des crocodiliens a évolué indépendamment de celui des mammifères. La double circulation permet au sang d’être remis sous pression après son retour des poumons, accélérant ainsi l’oxygénation des tissus.Chez certains animaux, notamment les vers plats, le système circulatoire est absent . Leur cavité corporelle ne possède ni revêtement ni liquide interne. À la place, un pharynx musculaire débouche sur un système digestif très ramifié qui permet la diffusion directe des nutriments à toutes les cellules. La forme dorso-ventralement aplatie du corps du ver plat limite également la distance entre chaque cellule et le système digestif ou l'extérieur de l'organisme. L'oxygène peut diffuser de l'eau environnante vers les cellules, et le dioxyde de carbone peut diffuser vers l'extérieur. Par conséquent, chaque cellule est capable d'obtenir des nutriments, de l'eau et de l'oxygène sans avoir besoin d'un système de transport.
Certains animaux, comme les méduses , possèdent des ramifications plus importantes à partir de leur cavité gastrovasculaire (qui sert à la fois de lieu de digestion et de système de circulation) ; ces ramifications permettent aux fluides corporels d'atteindre les couches externes, puisque la digestion commence dans les couches internes.
Histoire
Les plus anciens écrits connus sur le système circulatoire se trouvent dans le papyrus Ebers (XVIe siècle avant notre ère), un papyrus médical égyptien antique contenant plus de 700 prescriptions et remèdes, tant physiques que spirituels. Ce papyrus reconnaît le lien entre le cœur et les artères. Les Égyptiens pensaient que l'air pénétrait par la bouche, puis parvenait aux poumons et au cœur. De là, il était distribué à tous les membres par les artères. Bien que cette conception du système circulatoire ne soit que partiellement correcte, elle représente l'un des premiers témoignages de la pensée scientifique.ayurvédique Sushruta, en Inde ancienne , connaissait la circulation des fluides vitaux dans le corps . Il semble également avoir eu connaissance des artères, décrites comme des « canaux » par Dwivedi et Dwivedi (2007). La première étude majeure de la Grèce antique sur le système circulatoire fut réalisée par Platon dans le Timée , qui soutient que le sang circule dans le corps selon les règles générales qui régissent les mouvements des éléments ; de ce fait, il n’accorde pas une grande importance au cœur lui-même. Les valves cardiaques furent découvertes par un médecin de l’ école hippocratique vers le début du IIIe siècle avant notre ère. Cependant, leur fonction n’était pas encore bien comprise. Comme le sang stagne dans les veines après la mort, les artères apparaissent vides. Les anatomistes antiques supposaient qu’elles étaient remplies d’air et qu’elles servaient au transport de l’air.médecin grec Hérophile distinguait les veines des artères, mais pensait que le pouls était une propriété des artères elles-mêmes. L'anatomiste grec Érasistrate observa que les artères sectionnées du vivant saignaient. Il attribua ce phénomène au remplacement de l'air s'échappant d'une artère par du sang circulant entre les veines et les artères via de très petits vaisseaux. Il postulait ainsi l'existence de capillaires, mais avec un flux sanguin inversé.à Rome , le médecin grec Galien savait que le sang était transporté par les vaisseaux sanguins et distinguait le sang veineux (rouge foncé) et le sang artériel (plus clair et plus fluide), chacun ayant des fonctions distinctes. La croissance et l'énergie provenaient du sang veineux, produit dans le foie à partir du chyle, tandis que le sang artériel, contenant du pneuma (air), assurait la vitalité et prenait naissance dans le cœur. Le sang circulait des organes producteurs vers toutes les parties du corps où il était consommé, sans retour vers le cœur ni le foie. Le cœur ne pompait pas le sang ; ses mouvements, lors de la diastole, aspiraient le sang, et la circulation sanguine était assurée par les pulsations des artères. Galien pensait que le sang artériel était formé par le passage du sang veineux du ventricule gauche au ventricule droit à travers des pores du septum interventriculaire, et que l'air, provenant des poumons, atteignait le côté gauche du cœur via l'artère pulmonaire. Lors de la formation du sang artériel, des vapeurs « suies » se formaient et étaient transmises aux poumons via l’artère pulmonaire pour être expirées.le Canon de la médecine du médecin perse Avicenne « acceptait à tort la notion grecque d'un orifice dans le septum interventriculaire par lequel le sang circulait entre les ventricules ». Malgré cela, Avicenne « décrivit correctement les cycles cardiaques et la fonction valvulaire » et « avait une vision de la circulation sanguine » dans son Traité du pouls . Tout en corrigeant la théorie erronée du pouls de Galien, Avicenne fournit la première explication correcte de la pulsation : « Chaque battement du pouls comprend deux mouvements et deux pauses. Ainsi : expansion : pause : contraction : pause. […] Le pouls est un mouvement du cœur et des artères… qui prend la forme d'une alternance d'expansion et de contraction. »
En 1242, le médecin arabe Ibn al-Nafis décrivit le processus de la circulation pulmonaire avec plus de précision et de détails que ses prédécesseurs, tout en croyant, comme eux, à la notion d'esprit vital ( pneuma ), qu'il pensait se former dans le ventricule gauche. Ibn al-Nafis déclara dans son Commentaire sur l'anatomie du Canon d'Avicenne :
Le sang provenant de la cavité droite du cœur doit parvenir à la cavité gauche, mais il n'existe pas de passage direct entre elles. Le septum interauriculaire, épais et non perforé, ne présente ni pores visibles comme certains le pensaient, ni pores invisibles comme le croyait Galien. Le sang provenant de la cavité droite doit emprunter la veine artérielle pulmonaire pour atteindre les poumons, se répartir dans leur contenu, se mélanger à l'air, puis passer par la veine pulmonaire pour rejoindre la cavité gauche du cœur et y former l'esprit vital.
De plus, Ibn al-Nafis a eu une intuition qui allait devenir une théorie plus vaste de la circulation capillaire . Il affirmait qu’« il devait exister de petites communications ou pores ( manafidh en arabe) entre l’artère et la veine pulmonaires », une prédiction qui précédait la découverte du système capillaire de plus de 400 ans. La théorie d’Ibn al-Nafis se limitait au transit sanguin dans les poumons et ne s’étendait pas à l’ensemble du corps.
Michel Servet fut le premier Européen à décrire le fonctionnement de la circulation pulmonaire, bien que sa découverte ne fût pas largement reconnue à l'époque, pour plusieurs raisons. Il la décrivit d'abord dans le « Manuscrit de Paris » (vers 1546), mais cet ouvrage ne fut jamais publié. Plus tard, il publia cette description, mais dans un traité théologique, le Christianismi Restitutio , et non dans un livre de médecine. Seuls trois exemplaires de ce livre ont survécu, mais ils restèrent cachés pendant des décennies ; les autres furent brûlés peu après sa publication en 1553, en raison des persécutions dont Servet fut victime de la part des autorités religieuses.Vésale à Padoue , Realdo Colombo , en 1559.
Finalement, le médecin anglais William Harvey , élève de Hieronymus Fabricius (qui avait auparavant décrit les valvules des veines sans en comprendre la fonction), réalisa une série d'expériences et publia en 1628 son ouvrage *Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus* , qui « démontrait l'existence d'une connexion directe entre les systèmes veineux et artériel dans tout le corps, et pas seulement au niveau des poumons. Plus important encore, il affirmait que les battements du cœur produisaient une circulation sanguine continue grâce à de minuscules connexions aux extrémités du corps. Il s'agissait d'une avancée conceptuelle majeure, bien différente de la description plus précise de l'anatomie et de la circulation sanguine dans le cœur et les poumons proposée par Ibn al-Nafis. » Cet ouvrage, grâce à son exposé fondamentalement correct, convainquit peu à peu le monde médical. Cependant, Harvey n'identifia pas le système capillaire reliant les artères et les veines ; cette découverte fut faite par Marcello Malpighi en 1661.
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