Fiche explicative de la leçon: Voies circulatoires Biologie • Deuxième année secondaire

Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à décrire les différentes voies de circulation dans le corps humain.

Nous savons que le cœur est l’organe central et le plus crucial du système circulatoire. Le cœur fonctionne toujours, que l’on soit endormi ou que l’on fasse de l’exercice. Nous pouvons sentir notre cœur battre tout le temps, mais quelle fonction remplit le cœur lorsqu’il bat ? 

Le cœur pompe le sang vers toutes les autres parties du corps pour leur apporter l’oxygène et les nutriments dont elles ont besoin pour fonctionner, et pour éliminer leurs déchets, tels que le dioxyde de carbone. Ce processus s’appelle la circulation. Comme vous pouvez le voir sur la figure 1, le cœur agit comme l’organe central, et un réseau complexe de tubes appelés vaisseaux sanguins acheminent le sang de et aux différentes parties du corps. Les organes qui contribuent à la même fonction sont organisés en systèmes appelés systèmes d’organes, aussi dits appareils. Au total, le corps humain possède 11 appareils (par exemple, l’appareil digestif et le système nerveux) ! Ensemble, le cœur et les vaisseaux sanguins forment l’appareil cardiovasculaire, parfois appelé appareil circulatoire.

Comme avec tous les autres systèmes d’organes, le système circulatoire est hautement organisé et structuré, afin d’effectuer ses fonctions de manière efficace. Il existe plusieurs types de vaisseaux sanguins dans le corps, chacun jouant un rôle très spécifique dans le système circulatoire.

Examinons les structures de chacun de ces composants afin de comprendre comment ils effectuent leurs fonctions, en commençant par l’organe principal : le cœur. La structure du cœur est représentée sur la figure 2.

Le cœur est composé de tissu musculaire et de tissu nerveux. Il se situe entre les deux poumons, incliné légèrement vers la gauche. Serrez le poing ; votre cœur fait à peu près la même taille ! Le cœur contient quatre cavités : deux cavités supérieures appelées atriums et deux cavités inférieures appelées ventricules. Pendant que le cœur bat, les atriums droit et gauche reçoivent le sang qui entre dans le cœur. Le sang circule ensuite vers les ventricules droit et gauche, qui pompent le sang hors du cœur et vers les organes du corps.

Avant d’en apprendre davantage sur les structures du cœur, discutons d’abord d’un point intéressant ! Observez les annotations des cavités droites et gauches du cœur sur la figure 2. Vous remarquerez peut-être que les annotations pour le côté droit du cœur sont en fait sur le côté gauche de la page, et vice versa ! C’est parce que lorsque nous étudions le cœur, nous le regardons comme si c’était le cœur d’une personne qui nous fait face. Le côté gauche de cette personne correspond au côté gauche du cœur, et leur côté droit correspond au côté droit du cœur ! C’est pourquoi, sur le papier, nous annotons les cavités du cœur comme vous le voyez sur la figure 2.

Les atriums (au singulier : atrium) sont entourés par des parois minces faites de tissu musculaire, tandis que les ventricules ont des parois plus épaisses et musclées, qui sont utiles pour leur rôle dans le pompage du sang.

De chaque côté du cœur, les passages entre les atriums et les ventricules sont protégés par des structures appelées valves. Les valves se composent de feuillets faits de tissu conjonctif dense ; elles aident à empêcher le sang dans le cœur de s’écouler dans la mauvaise direction. Comme vous pouvez le voir sur la figure 2, l’ouverture entre l’atrium droit et le ventricule droit est gardée par une valve appelée valve tricuspide. On l’appelle valve tricuspide parce qu’elle est composée de trois feuillets de tissu conjonctif dense. Du côté gauche, l’ouverture entre l’atrium gauche et le ventricule gauche est gardée par la valve mitrale, généralement constituée de deux feuillets de tissu conjonctif dense.

L’atrium gauche est séparé de l’atrium droit par une mince paroi musculaire appelée le septum interauriculaire. Les ventricules gauche et droit sont séparés par une paroi musculaire plus épaisse appelée le septum interventriculaire. Cette séparation, comme nous le verrons, est cruciale pour le rôle joué par chacune des cavités du cœur.

Le corps contient trois types principaux de vaisseaux sanguins : les artères, les veines et les capillaires. Les artères sont responsables du transport du sang du cœur aux différents tissus du corps. D’un autre côté, les veines transportent le sang des tissus au cœur. Les artères et les veines se ramifient en plus petits vaisseaux sanguins appelés artérioles et veinules, qui atteignent toutes les cellules du corps humain. Ces vaisseaux sanguins minces, qui lient les veinules et les artérioles dans un circuit continu, sont appelés capillaires, comme vous pouvez le voir sur la figure 3.

Les animaux à sang chaud comme les oiseaux et les mammifères, y compris les humains, ont besoin de grandes quantités d’oxygène et d’autres nutriments pour que leur corps fonctionne. En effet, ils ont besoin de grandes quantités d’énergie pour les activités qu’ils effectuent, telles que le mouvement rapide et la régulation de la température. Comme nous allons le voir, le système circulatoire de ces organismes est organisé de manière très efficace, ce qui permet de satisfaire leurs besoins importants en oxygène et en nutriments.

Lorsque le sang est pompé du cœur aux différents organes du corps, il contient l’oxygène dont ceux-ci ont besoin pour fonctionner. D’un autre côté, le sang transporté des parties du corps au cœur contient des déchets et du dioxyde de carbone. Chez les oiseaux et les mammifères, les cavités du cœur sont séparées, comme indiqué précédemment. Comme le montre la figure 4, cela empêche le sang propre et riche en oxygène de se mélanger avec le sang riche en dioxyde de carbone, ce qui permet à l’organisme d’apporter de l’oxygène à ses organes de manière très efficace.

Cette séparation implique deux voies circulatoires principales : la circulation pulmonaire et la circulation systémique. Ensemble, ces deux voies forment un système appelé système de circulation double.

La circulation pulmonaire, illustrée dans la partie supérieure de la figure 5, implique le transport de sang du cœur aux poumons, où le processus d’oxygénation a lieu. Cela signifie que le sang provenant du cœur est enrichi en oxygène dans les alvéoles des poumons. Le sang est ensuite ramené au cœur. Le mot pulmonaire est utilisé pour décrire tout ce qui concerne les poumons.

La circulation systémique, illustrée dans la partie inférieure de la figure 5, transporte le sang riche en oxygène du cœur aux différents organes du corps. Ici, le sang livre de l’oxygène aux cellules et recueille le dioxyde de carbone à éliminer du corps. Le sang repart ensuite vers le cœur. Le mot systémique est utilisé pour décrire ce qui concerne le corps entier.

Étudions de plus près les cavités cardiaques et les vaisseaux sanguins impliqués dans chaque voie circulatoire, en commençant par la circulation pulmonaire, représentée en figure 5.

Lorsque le sang des différentes parties du corps est transporté par les veines vers le cœur, il est riche en dioxyde de carbone et pauvre en oxygène. Ce sang pénètre dans l’atrium droit du cœur. Les muscles du ventricule droit se détendent, afin que le sang traverse la valve depuis l’atrium droit et remplisse le ventricule droit.

Les muscles de la paroi ventriculaire droite se contractent alors, pompant ce sang à travers un vaisseau appelé l’artère pulmonaire. Ce vaisseau transporte le sang riche en dioxyde de carbone vers les poumons et se divise en plusieurs capillaires. Ici, le sang relâche son dioxyde de carbone dans les alvéoles des poumons et se charge en oxygène. Les poumons sont donc le site où le sang est oxygéné.

Une fois que le sang a été enrichi en oxygène, il doit être transporté au cœur, afin qu’il puisse être pompé vers les organes du corps. Un vaisseau appelé la veine pulmonaire accomplit cela en transportant le sang oxygéné des poumons au cœur, où il pénètre dans l’atrium gauche.

Le flux sanguin dans la circulation pulmonaire est donc le suivant : 

Maintenant que nous avons compris la circulation pulmonaire, étudions les étapes impliquées dans la circulation systémique, comme représenté en figure 5.

Une fois que le sang oxygéné pénètre dans l’atrium gauche, les muscles du ventricule gauche se détendent, et le sang traverse la valve entre l’atrium gauche et le ventricule gauche. Ici, comme sur le côté droit, les muscles du ventricule gauche se contractent.

Cette fois, le sang est pompé dans l’aorte, le plus gros vaisseau sanguin du corps humain. C’est une artère qui se ramifie en capillaires à travers tout le corps, livrant de l’oxygène et récoltant du dioxyde de carbone dans chaque cellule.

Le sang riche en dioxyde de carbone est transporté au cœur. Les plus petits flux de sang fusionnent en deux veines plus larges appelées veines caves – la veine cave supérieure amène le sang venant du haut du corps et la veine cave inférieure amène le sang venant du bas du corps. Ces deux gros vaisseaux sanguins acheminent le sang vers l’atrium droit du cœur.

Le flux sanguin dans la circulation systémique est donc le suivant : 

Il est important de noter que les deux voies de circulation forment une boucle de circulation sanguine fermée. Les deux voies se produisent simultanément, car les muscles des ventricules droit et gauche se contractent en même temps. Ces cycles de circulation sanguine se produisent constamment dans notre corps et sont maintenus sous contrôle par le pompage régulier du cœur.

Exemple 2: Oxygénation et désoxygénation dans le système circulatoire

Complètez la phrase : dans la circulation systémique, le sang transporté du cœur au corps est .

1. oxygéné
2. désoxygéné

Réponse

Le système de circulation double implique deux voies de circulation : la circulation pulmonaire et la circulation systémique. La circulation systémique implique la circulation du sang du cœur aux autres organes du corps, puis son retour au cœur.

Dans cette circulation, le sang riche en oxygène est pompé de la cavité inférieure gauche du cœur, le ventricule gauche, aux organes du corps. Pour ce faire, les muscles de la paroi du ventricule gauche se contractent. Le sang sort ensuite du cœur par un vaisseau sanguin appelé aorte, qui est le plus gros vaisseau sanguin du corps. L’aorte achemine le sang vers tous les autres organes du corps, leur apportant l’oxygène dont ils ont besoin pour fonctionner. Sur le schéma, ce flux sanguin est représenté par la ligne rouge qui sort du cœur et suit la circulation systémique.

Lorsque le sang atteint les organes du corps, il leur apporte de l’oxygène et, à la place, absorbe le dioxyde de carbone. Ce sang est ensuite transporté vers le cœur par de grandes veines appelées veines caves. Ceci est représenté sur la figure par la ligne bleue retournant au cœur par la circulation systémique.

Dans le système circulatoire général, le sang transporté du cœur au corps est donc oxygéné.

Mis à part la circulation pulmonaire et la circulation systémique, il existe un système appelé le système porte hépatique – une connexion spéciale entre le système digestif et le foie. Le mot hépatique est utilisé pour décrire tout ce qui concerne le foie.

À la différence du sang venant des autres organes du corps, le sang qui sort des organes du système digestif n’est pas immédiatement collecté par la veine cave. À la place, ce sang est d’abord prélevé par le système porte hépatique, à travers une autre veine appelée veine porte, comme vous pouvez le voir sur la figure 6. Cette veine collecte le sang des capillaires de l’estomac, des intestins, du pancréas et de la rate et l’amène aux capillaires du foie.

Le foie est le plus grand organe interne du corps humain, et il remplit des fonctions extrêmement importantes. Il élimine les molécules toxiques de l’organisme, produit de la bile pour décomposer les graisses, stocke et libère le glucose en fonction des besoins de l’organisme. En fait, le foie remplit plus de deux cents fonctions différentes dans le corps, toutes essentielles à la survie. Le foie est aussi le seul organe capable de se régénérer ! Si une personne fait don d'une partie de son foie à un patient en besoin, la partie restante va progressivement se régénérer et retrouver sa fonction normale.

Le sang qui sort du système digestif contient des nutriments, tels que le glucose et les acides aminés, absorbés par les organes digestifs. Étant donné que le foie a tant de fonctions essentielles à remplir, il a besoin d’un apport important de ces nutriments. Le système porte hépatique remplit cette fonction en détournant le sang riche en nutriments du système digestif vers le foie. Une fois que le sang a été traité par le foie, il entre dans la veine cave inférieure avec le sang du reste du corps.

En plus d’apporter au foie les nutriments dont il a besoin, le système porte hépatique remplit une autre fonction très importante dans le corps.

Le sang du système digestif pourrait également contenir des molécules toxiques absorbées par les organes digestifs. Celles-ci pourraient être dérivées de substances comme l’éthanol ou certains médicaments ingérés par une personne. Le système porte hépatique garantit que ces molécules sont transportées dans la circulation sanguine vers le foie, où le sang est détoxifié. Ceci est une étape cruciale dans le système circulatoire, car il élimine toutes les substances toxiques du corps avant que le sang ne retourne au cœur.

Passons en revue et résumons ce que nous avons appris sur les voies de circulation.