La boucle de régulation de la pression artérielle


PLAN DU COURS

I - Rappels du cours précédent

II -La notion de pression artérielle

III - La régulation de la pression artérielle


I - Rappels du cours précédent

 

Dans le chapitre précédent nous avons étudié les variations des paramètres physiques lors d'une activité sportive.

 

Nos conclusions étaient les suivantes, à l'effort :

- le rythme cardiaque (il passe de 70 battements par minute au repos à environ 130-140 battements par minute),

- le rythme respiratoire,

- la consommation de dioxygène augmentent par rapport au repos.

 

Votre pratique sportive (et les possibilités d'améliorer vos performances seront liée) sera liée à ces paramètres ainsi qu'au VO2max.

 

Cette augmentation du rythme cardiaque entraine une modification de la pression artérielle (voir chapitre précédent). La pression artérielle est le paramètre servant de référence au médecin dans son diagnostic sur le bon fonctionnement de votre cœur : une hypotension (faible pression artérielle, < 100 mm de Hg) ou une hypertension (pression artérielle élevée, 140 mm de Hg en systole et 90 mm de Hg en diastole) peuvent conduire à un arrêt cardiaque ou une hémorragie.

 

Lien entre la fréquence cardiaque et la pression artérielle. Source : cliquer sur l'image.
Lien entre la fréquence cardiaque et la pression artérielle. Source : cliquer sur l'image.

Au repos, la pression artérielle est maintenue dans d'étroites limites autour d'une certaine valeur ce qui empêche les dysfonctionnements du cœur et des autres organes (n'oubliez pas que le cœur envoi le sang à tous les organes et que si la circulation du sang diminue ou augmente trop, les organes pourraient ne plus fonctionner correctement).

 

Nous avons vu qu'à l’effort, l’organisme s’écarte de cette situation standard : en effet le rythme cardiaque augmente (et donc la pression artérielle aussi).

La pression artérielle dépend aussi de l’âge et du sexe de l’individu (elle sera souvent plus élevée chez une personne âgée que chez une jeune personne.

 

Après l'effort physique, la fréquence cardiaque et la pression artérielle reviennent à des valeurs de repos (voir graphique ci-dessus) :

on peut donc en conclure que la pression artérielle, tout comme la fréquence cardiaque, sont des paramètres finement régulés par notre organisme.

 

Regardez cette petite vidéo, on a positionné un cœur dans un bac. Il est relié à la circulation générale par le gros tuyau rouge. Cette vidéo permettra de mettre en évidence 2 caractéristiques du cœur :

 

 

Premier constat : lors d'une chirurgie cardiaque avec transplantation si on retire le cœur de la poitrine de la personne (on sectionne les nerfs le reliant au corps), celui-ci continue de battre.

 

Deuxième constat : le cœur, non relié au système nerveux bat plus vite (à une fréquence d'environ 110 battements par minute) par rapport au même cœur toujours en position dans la poitrine.

 

Nous pouvons en conclure que le cœur est un organe autonome (il peut battre sans connexions nerveuses) et qu'il est sous contrôle nerveux en temps normal (puisqu'en temps normal il bat moins vite que lorsqu'on le retire de la poitrine) !

 

II - La notion de pression artérielle

 

Le document ci-dessous montre qu'au cours d'une journée la pression artérielle d'une personne varie souvent entre 14 et 8 cm de Hg (=mercure).

par exemple au cours d'une exercice physique la pression artérielle (=PA) augmente jusqu'à 14 cm de Hg puis redescend à 10 cm de Hg.

 

On peut conclure que la PA artérielle est régulée car chaque variation est rapidement corrigée pour revenir à une valeur de base : ici 12 cm de Hg en systole et 8 cm de Hg en diastole, soit une tension de 12/8 (comme dirait votre médecin).

Variations journalières de la pression artérielle chez un homme adulte. Source : SVT Ghediri
Variations journalières de la pression artérielle chez un homme adulte. Source : SVT Ghediri

 

Définition : la pression artérielle correspond à une force exercée par le sang sur la surface interne de nos vaisseaux.

 

Ci-dessous une vidéo pour comprendre la mesure de la PA :

 

III - La régulation de la pression artérielle

 

Le coeur bat de façon automatique (c'est l'automatisme cardiaque). Et sa fréquence est modulée suivant l'activité physique. C'est le système nerveux qui module l'activité cardiaque et donc la PA.

Cliquez sur le schéma ci-dessous pour utiliser le logiciel "regulpan".

 

Pour télécharger le logiciel "régulpan" cliquer sur ce lien : lien.

 

 

Pour comprendre comment la pression cardiaque est régulée différentes expériences peuvent être réalisées (soit grâce au logiciel, soit grâce à l'étude des documents ci-dessous).

 

Elles sont détaillées dans les documents ci-dessous :

 

1er groupe d' EXPÉRIENCES :

On observe que :

- la présence de ligatures basses en avant du sinus carotidien (schéma ci-dessus à gauche) entraîne une augmentation de la fréquence cardiaque causée par une diminution de la pression au niveau du sinus carotidien (après la ligature). Ici le corps réagit comme si le sang ne circulait plus au niveaux de sinus puisqu'il ne détecte plus de pression sanguine à ce niveau. Le corps réagit et c'est la fréquence cardiaque qui augmente.

 

- la présence de ligatures hautes (après le sinus carotidien sur le schéma de droite) entraîne une augmentation de la pression au niveau du sinus carotidien (puisque le sang peut y circuler et y est bloqué par les ligatures). Ici le corps réagit comme si le sang circulait trop vite à ce niveau et c'est la fréquence cardiaque qui diminue.

 

Conclusion :

Nous pouvons conclure qu'il existe, au niveau des sinus carotidiens (et de la crosse aortique), des récepteurs à la pression appelés barorécepteurs. Ces récepteurs détectent les variations de la pression sanguine.

Étant donné que ces barorécepteurs sont reliés au bulbe rachidien par le nerf de Héring, on peut en déduire qu'ils transmettent ces informations à ce niveau. Le bulbe rachidien est donc le centre nerveux contrôlant la pression artérielle.

Il existe différents récepteurs à la pression sanguine dans le corps. Les principaux sont situés au niveau :

- du sinus carotidien

- de l'aorte (crosse de l'aorte, voir ci-dessous).

Le barorécepteur correspond aux fibres noires sur la microphotographie. Elles encerclent l'artère et perçoivent les variations de la pression artérielle. Source : ?
Le barorécepteur correspond aux fibres noires sur la microphotographie. Elles encerclent l'artère et perçoivent les variations de la pression artérielle. Source : ?
Schéma de l'innervation entre le bulbe rachidien (= centre bulbaire) et le coeur. Source : http://raymond.rodriguez1.free.fr/Textes/232.htm
Schéma de l'innervation entre le bulbe rachidien (= centre bulbaire) et le coeur. Source : http://raymond.rodriguez1.free.fr/Textes/232.htm

 

2ème groupe d’expériences: si on sectionne le nerf sympathique  on observe une diminution de la fréquence cardiaque et donc de la PA.

 

Expérience de section du nerf sympathique. Source: logiciel regulpan.
Expérience de section du nerf sympathique. Source: logiciel regulpan.

- une PA faible dans les sinus carotidiens entraîne une faible activité du nerf parasympathique

- une PA forte dans les sinus carotidiens entraîne une forte activité du nerf parasympathique

 

Conclusion :

Le nerf parasympathique est un nerf moteur qui agit sur le cœur et qui entre en action lorsque la PA augmente : il permet une diminution de la PA.

De plus:

- une PA faible dans les sinus carotidiens entraîne une forte activité du nerf sympathique

- une PA forte dans les sinus carotidiens entraîne une faible activité du nerf sympathique.

 

Conclusion:

- l'activité du nerf sympathique est dépendante de la pression artérielle dans les sinus carotidiens.

- ce nerf entraîne une augmentation de la fréquence cardiaque et donc de la PA. Le nerf sympathique est un nerf moteur qui agit sur le cœur et qui entre en action lorsque la PA diminue : il permet une augmentation de la PA.

 

3ème groupe d'expérience : si on coupe le nerf parasympathique on observe une augmentation de la fréquence cardiaque et donc de la PA.

 

Expérience de section du nerf parasympathique. Source : logiciel régulpan.
Expérience de section du nerf parasympathique. Source : logiciel régulpan.

BILAN général.

La pression artérielle dépend de différents paramètres :

- débit cardiaque

- fréquence cardiaque

- effort physique (demande des organes en nutriments et O2...).

Toute modification de la fréquence cardiaque entraine une modification de la PA.

 

Le coeur est un organe possédant un fonctionnement automatique : un coeur isolé continue de battre en absence d'innervation à un rythme précis.

 

La PA est un paramètre régulé au cours de la journée :

- le bulbe rachidien est innervé par des fibres nerveuses (nerf de Héring) provenant des barorécepteurs de l'aorte et des sinus carotidiens. Ces barorécepteurs détectent des variations de la PA et envoient un message nerveux au centre nerveux pour l'en informer;

 

En retour :

- le cœur est innervé par des fibres nerveuses parasympathiques (nerf X) provenant du bulbe rachidien: ces fibres ont un effet inhibiteur de la fréquence cardiaque (elles ralentissent le cœur) et diminuent donc la PA.

- le coeur est aussi innervé par des fibres nerveuses sympathiques provenant du bulbe rachidien : ces fibres ont un effet accélérateur de la fréquence cardiaque (elle accélèrent les battements du coeur) et augmentent donc la PA.

 

Ces fibres nerveuses (provenant des barorécepteurs = nerf de Héring et nerf de Cyon) transmettent l'état de la PA au bulbe rachidien qui est le centre intégrateur de ces messages nerveux. Celui-ci, en retour, transmet au cœur (= l'organe effecteur) le message nerveux moteur lui indiquant de battre plus vite (fibres sympathiques) ou de battre moins vite (fibres parasympathiques). Il s'agit d'une boucle de régulation nerveuse.

 

Schéma-bilan de la régulation de la pression artérielle.
Schéma-bilan de la régulation de la pression artérielle.

Pour réviser en quelques minutes :


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