L'appareil circulatoire : un acteur de l'intégration fonctionnelle | ||
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La circulation des liquides dans les vaisseaux des appareils circulatoires est réalisée avec des vitesses différentes selon leurs caractéristiques physiques, notamment leurs diamètres et leurs longueurs.
Les organismes étant confrontés à des conditions extérieures variables et des activités irrégulières, existe-t-il des adaptations circulatoires ?
Le débit est par définition un volume de fluide écoulé par unité de temps. Le débit sanguin détermine l'irrigation des organes. Il dépend notamment du débit cardiaque, volume de sang propulsé par le cœur par unité de temps, variant pendant un effort physique ou suite à une hémorragie par exemple.
Le débit cardiaque est modifié par des variations de la fréquence cardiaque ou du volume de sang éjecté. Le cycle cardiaque comporte trois temps principaux. Il débute par une contraction des oreillettes appelée systole auriculaire, suivie d'une contraction des ventricules, la systole ventriculaire, accompagnée du relâchement des oreillettes ou diastole auriculaire, et se termine par un relâchement général ou diastole générale. Les variations de la fréquence cardiaque, ou chronotropies, reposent sur les modifications de l'intervalle entre deux contractions ou de la durée de contraction. Les variations du volume d'éjection systolique, ou inotropies, dépendent de la puissance de contraction du muscle cardiaque. Ces variations sont contrôlées par voie nerveuse, notamment par des réflexes impliquant le système nerveux sympathique, et par voie hormonale. Elles conduisent à des ajustements du débit sanguin.
Ainsi, chez la Truite lors du passage de l'état de repos à une nage à vitesse moyenne, la fréquence cardiaque est multipliée par 1,4 et le volume d'éjection systolique par 2,25. Chez le Pigeon, le passage de l'état de repos au vol entraîne la multiplication par 5,8 de la fréquence cardiaque et par 0,9 du volume d'éjection systolique. Selon les espèces, les ajustements du débit sanguin diffèrent.
Le contrôle de la résistance vasculaire permet également de faire varier le débit dans les organes. Les artères musculaires et les artérioles sont responsables de la répartition sélective du flux sanguin, par modification de leur diamètre en relation avec l'état de relâchement ou de contraction des fibres musculaires lisses de leur paroi. Le contrôle de la contraction et du relâchement peut être hormonal ou nerveux. Des facteurs locaux interviennent également, la variation de la pression artérielle influençant la vasodilatationde même que la quantité d'oxygène et de produits de l'activité métabolique tels le dioxyde de carbone.
Ainsi, les variations du débit sanguin contribuent à moduler la distribution réalisée par l'appareil circulatoire. Permettant une adaptation aux besoins de l'organisme, eux-mêmes variables, elles sont un facteur de l'intégration fonctionnelle de l'appareil circulatoire dans l'organisme.
Outre la distribution de matière et d'énergie, l'appareil circulatoire prend en charge des molécules informatives. Comment réalise-t-il cette fonction contribuant à la coordination fonctionnelle des organes ?
Les hormones sont des molécules informatives produites par des tissus sécréteurs endocrines, glandulaires ou nerveux. Elles sont transportées par voie sanguine jusqu'aux cellules cibles.
Il existe plusieurs types d'hormones, distinctes notamment par leur solubulité dans l'eau.
Certaines hormones sont hydrophiles. Parmi elles figurent les catécholamines et les hormones peptidiques. Elles sont transportées sous forme libre dans le plasma sanguin ou par l'intermédiaire de transporteurs pour les plus grandes d'entre elles. Incapables de traverser la membrane plasmique, elles agissent par fixation sur des récepteurs membranaires spécifiques.
D'autres hormones sont lipophiles, comme les hormones thyroïdiennes et stéroïdes. Elles sont transportées dans le plasma jusqu'aux tissus cibles, sous forme de complexes avec des protéines de transport. Elles traversent la membrane plasmique par simple diffusion et agissent par fixation sur des récepteurs intracellulaires spécifiques.