Objectifs

• Décrire l'organisation du cœur et nommer ses cavités, ses valvules et les gros vaisseaux qui y arrivent ou en partent.
• Expliquer la révolution cardiaque et l'automatisme du cœur.
• Comparer artères, veines et capillaires et relier leur structure à leur rôle.
• Décrire la double circulation (pulmonaire et générale).
• Expliquer le rôle du sang dans le transport des substances et calculer un débit cardiaque.

1. Le cœur, une double pompe

Le cœur est un muscle creux (le myocarde), de la taille d'un poing, situé dans la cage thoracique entre les deux poumons. Il est divisé par une cloison étanche, le septum, en deux moitiés qui ne communiquent pas :

• le cœur droit : oreillette droite et ventricule droit, qui contiennent du sang pauvre en dioxygène ;
• le cœur gauche : oreillette gauche et ventricule gauche, qui contiennent du sang riche en dioxygène.

Chaque moitié comprend une oreillette (cavité de réception, en haut) et un ventricule (cavité d'éjection, en bas). Entre oreillette et ventricule se trouve une valvule auriculo-ventriculaire (tricuspide à droite, mitrale à gauche). À la sortie des ventricules, les valvules sigmoïdes ferment l'aorte et l'artère pulmonaire. Ces valvules agissent comme des portes qui ne s'ouvrent que dans un sens : le sang circule toujours des oreillettes vers les ventricules, puis vers les artères.

• Arrivent aux oreillettes : les veines caves (dans l'oreillette droite) et les veines pulmonaires (dans l'oreillette gauche).
• Partent des ventricules : l'artère pulmonaire (ventricule droit) et l'aorte (ventricule gauche).

Place chaque nom sur la bonne partie du cœur (schéma simplifié vu de face).

2. Le fonctionnement du cœur

La révolution cardiaque

Une révolution cardiaque est la succession d'une contraction (systole) et d'un relâchement (diastole) des cavités. Pour un cœur qui bat environ 75 fois par minute, elle dure environ 0,8 s :

1. 0 à 0,1 sSystole auriculaire : les oreillettes se contractent et achèvent de remplir les ventricules ; les valvules auriculo-ventriculaires sont ouvertes.
2. 0,1 à 0,4 sSystole ventriculaire : les ventricules se contractent ; les valvules auriculo-ventriculaires se ferment, les valvules sigmoïdes s'ouvrent et le sang est éjecté dans l'aorte et l'artère pulmonaire.
3. 0,4 à 0,8 sDiastole générale : tout le cœur se relâche ; les valvules sigmoïdes se ferment et le sang des veines remplit les oreillettes puis les ventricules.

Les bruits du cœur entendus au stéthoscope (« toum-ta ») correspondent à la fermeture des valvules : auriculo-ventriculaires au début de la systole ventriculaire, sigmoïdes au début de la diastole.

Exemple résolu : durée d'une révolution

Au repos, le cœur d'Aminata bat 75 fois par minute. Calcule la durée d'une révolution cardiaque. Cherche d'abord.

L'automatisme cardiaque

Le cœur est automatique : ses contractions naissent dans le cœur lui-même, au niveau d'un tissu particulier, le tissu nodal. Le message électrique naît dans le nœud sinusal (paroi de l'oreillette droite), le pacemaker naturel, se propage aux oreillettes, puis au nœud auriculo-ventriculaire, au faisceau de His et au réseau de Purkinje, qui déclenchent la contraction des ventricules.

flowchart LR
A[Noeud sinusal] --> B[Oreillettes]
B --> C[Noeud auriculo-ventriculaire]
C --> D[Faisceau de His]
D --> E[Reseau de Purkinje]
E --> F[Contraction des ventricules]

Le système nerveux ne crée pas les battements, il module leur rythme : les nerfs parasympathiques (nerfs X ou pneumogastriques) sont cardiomodérateurs, les nerfs sympathiques sont cardioaccélérateurs.

Exemple résolu : interpréter une expérience

Chez un chien, on sectionne les deux nerfs X : le rythme cardiaque augmente. Si on stimule le bout du nerf X resté relié au cœur, le cœur ralentit. Que peut-on en conclure ?

3. Les vaisseaux sanguins

Les vaisseaux forment un circuit fermé : le sang n'en sort pas.

• Artères : elles conduisent le sang du cœur vers les organes. Leur paroi est épaisse, élastique et musclée, car elle reçoit le sang sous forte pression ; c'est leur dilatation à chaque systole que l'on sent au pouls.
• Capillaires : vaisseaux très fins, dont la paroi n'a qu'une seule couche de cellules. Ils forment un réseau dense dans chaque organe : c'est là que se font tous les échanges entre le sang et les cellules.
• Veines : elles ramènent le sang des organes vers le cœur. Leur paroi est plus mince et le sang y circule à basse pression ; dans les membres, des valvules veineuses empêchent le sang de redescendre.

4. La double circulation

Le sang passe deux fois par le cœur pour faire un tour complet. Avance étape par étape.

5. Le sang, un moyen de transport

Le sang est formé d'un liquide, le plasma (surtout de l'eau avec des substances dissoutes), et d'éléments figurés : les hématies (globules rouges, riches en hémoglobine), les leucocytes (globules blancs) et les plaquettes.

• Dioxygène : capté dans les poumons, transporté surtout par l'hémoglobine des hématies vers les cellules, qui l'utilisent pour la respiration cellulaire.
• Nutriments (glucose, acides aminés…) : absorbés dans l'intestin, transportés par le plasma vers toutes les cellules.
• Dioxyde de carbone : produit par les cellules, transporté surtout par le plasma vers les poumons, où il est rejeté.
• Déchets comme l'urée : transportés vers les reins, qui les éliminent dans l'urine.
• Hormones : messagers chimiques transportés des glandes vers les organes cibles.
• Le sang répartit aussi la chaleur dans le corps et transporte les globules blancs qui assurent la défense de l'organisme.

Exemple résolu : le débit cardiaque

Le débit cardiaque \(Q\) est le volume de sang éjecté par un ventricule en une minute. Il est égal au volume d'éjection systolique \(V_{ES}\) (volume éjecté à chaque battement) multiplié par la fréquence cardiaque \(f_c\) :

Au repos, Ibrahim a \(V_{ES} = 70\ \text{mL}\) et \(f_c = 72\) battements par minute. Pendant une course, \(V_{ES} = 100\ \text{mL}\) et \(f_c = 150\) battements par minute. Calcule son débit cardiaque dans les deux cas.

Récapitulatif

• Le cœur est un muscle creux à quatre cavités, séparé en cœur droit et cœur gauche par le septum ; ses valvules imposent un sens unique au sang.
• Une révolution cardiaque enchaîne systole auriculaire, systole ventriculaire et diastole générale (environ 0,8 s au repos).
• Le cœur est automatique : les battements naissent dans le tissu nodal (nœud sinusal) ; les nerfs ne font que moduler le rythme.
• Les artères partent du cœur, les veines y reviennent, les capillaires assurent les échanges.
• La double circulation comprend la circulation pulmonaire et la circulation générale.
• Le sang transporte dioxygène, nutriments, dioxyde de carbone, déchets, hormones et chaleur ; \(Q = V_{ES} \times f_c\).

Cartes mémo