CIRCULATOIRES (SYSTÈMES) Les systèmes circulatoires des animaux

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Circulation dans les vaisseaux

La compréhension de la circulation dans les vaisseaux s'appuie sur les principes généraux de l'hydrodynamique des fluides en mouvement dans les structures tubulaires. Si ces principes sont utiles, leur application est cependant limitée en raison des propriétés mécaniques particulières des parois vasculaires et des propriétés rhéologiques des liquides circulants.

Principes hémodynamiques

Pressions systolique et diastolique

Encyclopædia Universalis France

L'énergie dissipée par l'écoulement laminaire d'un fluide dans un tube dépend de trois composantes (théorème de Bernoulli) : une composante liée à la diminution de pression interne, une composante due aux forces de gravité (surtout importante chez les animaux de grande taille vivant dans l'air) et une composante exprimant l'énergie cinétique du mouvement et dépendant donc de la vitesse. Vitesses de circulation et pressions intravasculaires (tabl. 1) diffèrent beaucoup dans le règne animal, c'est pourquoi la répartition de l'énergie totale du sang en mouvement entre ces trois composantes peut être fort diverse, aussi bien dans les différentes régions d'un appareil circulatoire donné que selon les espèces.

Dans des conditions très restrictives, ne tenant compte en particulier que des variations de pression interne, le débit Q circulant dans un tube de rayon r et de longueur l est lié à l'abaissement de pression interne ΔP par la loi de Poiseuille :

où η est la viscosité qui peut, pour les liquides biologiques circulants, dépendre de la vitesse d'écoulement et du calibre du tube (fluides non newtoniens). L'inverse du terme (πr ⁴)/(8ηl) mesure la résistance à l'écoulement ou résistance vasculaire R qui dépend donc largement du calibre des vaisseaux (r ⁴). Le débit sanguin, la chute de pression vasculaire et la résistance sont donc liés par une relation de la forme Q = ΔP/R, qui montre que le débit dans un secteur vasculaire donné peut être contrôlé soit par des changements de pression dépendant en définitive de la puissance développée par la pompe cardiaque, soit par des ajustements de la résistance vasculaire dépendant principalement du calibre des vaisseaux qui peut être modifié par le jeu de la musculature pariétale quand celle-ci existe.

Structure et propriétés des vaisseaux

Les parois vasculaires comportent généralement trois couches de tissus. De l'intérieur vers l'extérieur, on y trouve : un endothélium constitué d'une seule couche de cellules aplaties ; une media comportant des fibres élastiques (élastine) et du tissu musculaire lisse ; une adventice externe conjonctive contenant des fibres de collagène. L'élastine des vertébrés (ou les substances elastin-like des invertébrés) est un matériau relativement plus extensible sous faible tension que le collagène de l'adventice. Les proportions relatives des différents matériaux, élastiques et musculaires, constituant la paroi déterminent en définitive les propriétés mécaniques des vaisseaux. Chez les vertébrés supérieurs, les grosses artères ont des parois élastiques, mais relativement peu extensibles grâce à une couche de collagène importante. Elles constituent ainsi un secteur élastique capable de stocker en systole et de restituer en diastole une part de l'énergie de la pompe cardiaque, régularisant ainsi le débit sanguin au départ du cœur. Les veines, à parois plus minces, sont davantage distensibles et constituent un secteur « capacitif » pouvant accepter des volumes de sang importants et variables. L'importance relative de la tunique musculaire lisse augmente au long du secteur artériel pour atteindre un maximum au niveau des artérioles et des sphincters précapillaires où se localise la plus grande part de la résistance vasculaire. Ce secteur « résistif » a une importance fondamentale dans la[...]

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Écrit par

Jean-Paul TRUCHOT : professeur à l'Institut océanographique, professeur à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie

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Pour citer cet article

Jean-Paul TRUCHOT, « CIRCULATOIRES (SYSTÈMES) - Les systèmes circulatoires des animaux », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL :

« CIRCULATOIRES (SYSTÈMES) - Les systèmes circulatoires des animaux ». Dans Encyclopædia Universalis [en ligne]. Consulté le sur

Encyclopædia Universalis, s.v. « CIRCULATOIRES (SYSTÈMES) - Les systèmes circulatoires des animaux », Consulté le ,

Médias

Animaux sans appareil circulatoire différencié

Encyclopædia Universalis France

Appareils circulatoires : exemples

Encyclopædia Universalis France

Cycle cardiaque chez un Crustacé et un Vertébré

Encyclopædia Universalis France

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