L'APPAREIL CARDIO-VASCULAIRE
L'appareil cardio-vasculaire comporte l'ensemble des structures assurant la circulation du sang dans l'organisme.
La structure des éléments constitutifs de l'appareil cardio-vasculaire est adaptée à la spécificité de certaines de leurs fonctions :
-rôle de propulsion pour le coeur
-rôle de secteur de distribution pour les pédicules vasculaires (artériels et veineux)
-constitution d'un secteur d'échanges pour les capillaires.
Le système lymphatique constitue un secteur circulatoire particulier, associé à l'appareil cardio-vasculaire. La lymphe se forme à partir de fentes creusées dans les tissus conjonctifs, puis est draînée dans un système indépendant de vaisseaux lymphatiques se jettant dans la circulation veineuse au niveau du confluent jugulo-sous clavier de Pirogoff.
Le coeur comporte quatre cavités associées deux à deux (coeur droit et coeur gauche), bordées par une paroi dont les contractions coordonnées assurent la propulsion rythmique du sang dans les systèmes de la petite et de la grande circulation.
1. L'organisation générale du coeur se fait à partir d'un squelette fibreux sur lequel s'insèrent notamment les valves auriculo-ventriculaires droite et gauche.
La paroi cardiaque comporte, de façon générale, trois couches : endocarde, myocarde et péricarde.
a - l'endocarde comporte un endothelium (revêtement pavimenteux simple) reposant sur une couche de tissu conjonctif contenant des fibres de collagène et des fibres élastiques.
Cet endocarde tapisse l'ensemble des cavités cardiaques et revêt les différentes faces ainsi que les cordages des valvules cardiaques.
Il est séparé du myocarde sous-jacent par une couche sous-endocardique conjonctive contenant des nerfs, de petits vaisseaux sanguins ainsi que des cellules du tissu nodal (réseau sous-endocardique de Purkinje).
b - le myocarde, d'épaisseur variable au niveau des différentes cavités, correspond par définition à la couche musculaire du coeur.
Il comporte des fibres musculaires striées caractéristiques, formant un réseau anastomotique où les jonctions intercellulaires spécialisées constituent les stries scalariformes. Les cellules y sont organisées en couches successives, recouvrant les différentes chambres cardiaques en formant une spirale complexe. Ce tissu est richement vascularisé, par des branches tributaires du réseau artériel coronaire. La nature de cette vascularisation expliquent les caractères de l'ischémie myocardique (et notamment la pathogénie des infarctus du myocarde). Le tissu musculaire myocardique n'est pas capable de régénération.
L'automatisme cardiaque et la coordination de la contraction du myocarde entre les quatre cavités sont liées à l'existence d'un tissu musculaire spécialisé : le cardionecteur, ou tissu nodal.
c - le péricarde comporte une portion séreuse et une portion fibreuse.
Le péricarde séreux comporte une cavité centrale virtuelle (cavité péricardique) bordée par deux feuillets séreux viscéral et pariétal. Chacun de ces feuillets séreux est constitué d'un mésothelium (revêtement pavimenteux simple) reposant sur une fine couche conjonctive. En périphérie du feuillet pariétal, existe une couche de tissu conjonctif dense correspondant au péricarde fibreux.
2. Le tissu nodal constitue le support de l'automatisme cardiaque.
Il comporte différentes structures anatomiquement organisées :
- en "noeuds" sino-auriculaire de Keith et Flack, et atrio-ventriculaire d'Aschoff-Tawara,
- en "faisceaux" , faisceau de His et branches du faisceau de His,
- en "réseau" sous-endocardique de Purkinje.
Au plan histologique, on y distingue différentes populations cellulaires. Les plus caractéristiques sont représentées par des cellules mononucléées de type musculaire comportant un noyau central et un cytoplasme relativement pauvre en myofibrilles à disposition périphérique. Ces cellules, bien visibles au niveau du réseau sous-endocardique, portent le nom de cellules de Purkinje.
Physiologiquement, les cellules du tissu nodal sont capables de se dépolariser spontanément et d'exciter d'autres cellules. Elles sont à ce titre responsables de l'automatisme cardiaque. L'influx prend naissance au niveau du noeud sino-auriculaire (rythme sinusal), modulé dans le noeud auriculo-ventriculaire et transmis aux cellules du myocarde par l'intermédiaire des faisceaux puis du réseau sous-endocardique de Purkinje. L'innervation extrinsèque n'intervient physiologiquement que pour réguler l'activité du tissu nodal.
II. LES PEDICULES VASCULAIRES (TERRITOIRE DE LA MACROCIRCULATION)
La circulation sanguine entre le coeur et les tissus périphériques est assurée par des artères (s'éloignant du coeur) et des veines (retournant au coeur). La disposition anatomique des vaisseaux artériels et veineux homologues est le plus souvent pédiculaire (notamment dans le territoire de la grande circulation). Ce secteur de conduction est encore appelé territoire de la macrocirculation.
La structure générale des vaisseaux sanguins correspond à une lumière centrale, entourée par une paroi en trois couches (de la lumière vers la périphérie : intima, média puis adventice). La constitution histologique différente de ces trois couches permet de distinguer différents types de vaisseaux artériels et veineux.
1.
Les artères (Figure 1) sont de trois types principaux.
a - les artères élastiques correspondent aux vaisseaux de grand diamètre (comme l'aorte et ses branches principales).
L'intima est bordée par un endothelium simple, reposant par l'intermédiaire d'une membrane basale sur une couche conjonctive sous-endothéliale contenant quelques cellules musculaires lisses.
Une limitante élastique internesépare l'intima de la média.
La média est épaisse, constituée de lamelles concentriques discontinues de fibres élastiques. Ces lamelles, qui déterminent les propriétés élastiques de la paroi (cf. effet windkessel lors du passage del'ondée systolique), sont plus ou moins reliées les unes avec les autres. Elles sont séparées par un tissu conjonctif contenant des cellules musculaires lisses particulières : les cellules rameuses, dont les extrémités sont insérées sur les lamelles élastiques.
La couche la plus périphérique de lamelles élastiques de la média constitue, par définition, la limitante élastique externe.
L'adventice conjonctive, relativement peu épaisse par rapport aux autres couches, contient des vasa vasorum et de nervi vasorum dans les artères élastiques les plus volumineuses.
b - les artères musculaires sont des vaisseaux de plus petit calibre (diamètre del'ordre de 0,2 à 0,7 cm).
L'intima repose sur une limitante élastique interne bien caractérisée.
La média est constituée essentiellement de fibres musculaires lisses à disposition circulaire. Ces fibres musculaires sont séparées par un tissu conjonctif plus ou moins riche en fibres de collagène et en fibres élastiques.
Lalimitante élastique externe est habituellement bien individualisée tandis que l'adventice ne présente pas de particularités notables.
L'importance de la média musculaire lissepermet une adaptation fine de la vasomotricité au niveau de ces artères musculaires.
c - les artérioles, d'un diamètre inférieur à 0,5 mm, possèdent une structure histologique plus rudimentaire.
Les plus simples possèdent une intima pratiquement réduite à l'endothelium. La limitante élastique interne n'existe que dans les artérioles les plus volumineuses. La média comporte seulement quelques assises de cellules musculaires lisses. Il n'y a pas de limitante élastique externe tandis que l'adventice est très mince.
2. Les veines (Figure 2) raménent le sang depuis les tissus périphériques (secteur d'échanges) vers le coeur.
a - les veinules, d'un diamètre compris entre 0,2 et 1 mm, possèdent une intima réduite à un endothelium. La média comporte quelques rares couches de cellules musculaires lisses tandis que l'adventice constitue une couche externe fibreuse relativement épaisse.
b - les veines musculaires sont des veines de petit et de moyen calibre (1 mm à 1 cm).
L'intima comporte un endothelium reposant sur une fine couche conjonctive sous-endothéliale. La média, assez épaisse, comporte plusieurs couches de fibres musculaires lisses à disposition concentrique. L'adventice est bien développée.
La présence de valvules veineuses, comportant un axe conjonctivo-élastique recouvert d'une couche endothéliale, favorise le retour veineux en créant une barrière au reflux sanguin.
c - les veines fibreuses, de grand calibre, sont les plus proches du coeur.
L'intima est volontiers épaisse, fibreuse.
La média ne comporte que peu de fibres musculaires lisses. Sa limite peut être difficile à préciser avec l'adventice, épaisse et très fibreuse.
III. LE SECTEUR D'ECHANGES (TERRITOIRE DE LA MICROCIRCULATION)
1. Les capillaires (Figure 3) sont, par définition, les vaisseaux sanguins au niveau desquels s'effectuent des échanges entre le sang circulant et les tissus de voisinage (milieu interstitiel extra-cellulaire).
D'un diamètre moyen del'ordre de 8 µm, ils possèdent une structure relativement simple avec un endothelium et une membrane basale. Cette structure est par endroit renforcée par la présence de quelques cellules de type musculaire, les péricytes (dans un dédoublement de la basale).
L'organisation fine du cytoplasme des cellules endothéliales permet de définir trois types principaux de capillaires :
-les capillaires continus, les plus habituels, possèdent un endothelium continu d'épaisseur relativement constante en dehors de la région nucléaire. On y observe volontiers des vésicules de pinocytose.
-les capillaires fenêtrés se caractérisent par la présence de pores fenêtrés, d'un diamètre de 60-80 nm, au niveau de l'endothelium. Ils s'observent essentiellement dans des organes où existent d'important flux liquidiens (reins, tube digestif).
-les capillaires sinusoïdes sont des capillaires discontinus, de fort calibre (30-40 µm). Ils sont particulièrement développés dans des organes comme la moelle osseuse, la foie et la rate (où existent des flux cellulaires).
2. L'organisation des capillaires dans les tissu périphériques permet de définir différents modèles d'unités microcirculatoires.
Dans le plus classique et le plus commun (Figure 4), les artérioles se résolventen métaartérioles
auxquelles font suite les veinules. Les capillaires ou anses
capillaires sont branchées sur ce système. L'existence à leur
origine de sphincters pré-capillaires permet la régulation du débit
sanguin dans le lit capillaire (un sphincter correspond, par définition,
à un système de cellules musculaires dont la contraction permet
d'augmenter la pression au niveau de la lumière d'un tube).
Les différents types d'unités microcirculatoires possèdent également des anastomoses directes entre artériole et veinule. Ces anastomoses sont de trois types principaux :
-type I : collatérale directe (munie ou non d'un sphincter)
-type IIa : ponts d'union comportant des dispositifs de bloc (intimaux ou médiaux)
-type IIb : formations plus complexes, comme le glomus neurovasculaire de Masson.