Fiche explicative de la leçon: Le cœur Biologie

Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à décrire la structure basique du cœur et à expliquer comment le cœur est adapté à sa fonction.

En moyenne, au cours de votre vie, votre cœur battra plus de 3 milliards de fois. Cet organe indispensable, qui travaille dur, pompe plus de 7‎ ‎500 litres de sang par jour. Le sang transporte les nutriments, les gaz, les ions, les cellules, les messagers chimiques, les fluides, les déchets, etc., dans chaque partie du corps. L’incapacité du cœur à remplir sa fonction de manière continue et sans faille peut rapidement conduire à une maladie grave ou à la mort.

Le cœur est un composant de l’appareil cardiovasculaire. Comme vous pouvez le voir en figure 1, il se trouve près du centre de la cavité thoracique, entre les poumons, et est entouré d’une membrane protectrice appelée le « péricarde ». Le cœur se contracte, ou « pompe » : il pousse le sang à travers le vaste réseau de vaisseaux sanguins de l’appareil cardiovasculaire. Le cœur est lui-même un organe complexe. Il est principalement composé de tissu musculaire spécialisé, appelé muscle cardiaque. Ce muscle est alimenté par des artères, qui fournissent un apport constant de sang riche en oxygène et en nutriments. Ces nutriments seront convertis en énergie qui permet au cœur de continuer de se contracter.

La structure interne du cœur est divisée en quatre cavités. Il y a deux atriums et deux ventricules. Les atriums, aussi appelés oreillettes, sont des cavités élastiques à parois minces qui reçoivent le sang à son entrée dans le cœur. Le mot « atrium » peut aussi signifier « entrée ». Les deux ventricules sont des cavités musculaires à parois épaisses qui pompent le sang hors du cœur après son passage dans un atrium. Étant donné que le cœur est divisé en un côté gauche et un côté droit, nous appelons les quatre cavités l’atrium gauche, l’atrium droit, le ventricule gauche et le ventricule droit.

Le cœur possède également quatre valves. Les valves sont des structures spéciales qui empêchent le sang de refluer. Elles s’assurent que le sang continue de se déplacer dans la bonne direction. Il y a une valve à l’entrée et à la sortie de chaque ventricule. Les deux valves qui sortent du cœur sont appelées les valves « sigmoïdes » (ou parfois « semi-lunaires »). La valve menant au ventricule gauche est appelée valve « mitrale » ou « bicuspide » (car elle possède deux feuillets), et celle menant au ventricule droit est la valve « tricuspide », à 3 feuillets. Les feuillets des valves, aussi appelés valvules, sont attachés par des tendons à l’intérieur des ventricules : 2 tendons pour la valve mitrale et 3 pour la tricuspide. Ces tendons empêchent les valves de se retourner.

Dans les schémas, comme la figure 2, le côté droit du cœur est représenté à gauche, et le côté gauche du cœur est représenté à droite. C’est parce que le cœur est représenté comme s’il était dans la poitrine d’une personne en face de vous.

Exemple 2: Identifier les cavités du cœur sur un schéma

La figure ci-dessous représente une coupe transversale du cœur humain.

Identifiez les cavités indiquées par les lettres A, B, C et D.

Réponse

Le cœur est divisé en un côté gauche et un côté droit. Les côtés apparaissent à l’opposé sur les schémas, car ils sont représentés comme si une personne était face à vous. Ainsi, les cavités A et D sont sur le côté droit du cœur, et les cavités B et C sont sur son côté gauche. Il y a deux types de cavités dans le cœur. Il y a les atriums, fins et élastiques. Les atriums reçoivent le sang qui entre dans le cœur. Il y a aussi les ventricules, musclés et épais. Les ventricules pompent le sang hors du cœur. Les atriums sont situés vers haut du cœur, et les ventricules sont situés vers le bas.

Cela nous indique que les cavités sont les suivantes : 
A : ventricule droit,
B : ventricule gauche,
C : atrium gauche,
D : atrium droit.

Vous remarquerez que le côté droit du cœur est représenté en bleu et que le côté gauche est représenté en rouge. Ce sont les couleurs communément utilisées pour représenter le sang désoxygéné (bleu) et oxygéné (rouge). Comme vous le savez, notre sang n’est jamais réellement bleu ! Le sang désoxygéné a en fait une couleur rouge foncé, tandis que le sang oxygéné a tendance à avoir une couleur rouge vif. Cette couleur rouge plus vive vient du fait que l’oxygène se lie aux atomes de fer contenus dans une molécule spécifique du sang, l’hémoglobine.

Le cœur pompe le sang riche en oxygène, dit oxygéné, vers les tissus du corps où l’oxygène est livré aux cellules qui en ont besoin. Le sang est alors dit « désoxygéné », car la majorité de son oxygène a été retirée. Le cœur pompe le sang désoxygéné vers les poumons, où il absorbe l’oxygène de l’air que nous inhalons, comme le montre la figure 3. Là, le sang désoxygéné redevient oxygéné.

Nos cellules utilisent l’oxygène pour la respiration aérobie, qui permet d’obtenir de l’énergie depuis le glucose. Le est un déchet résultant de cette réaction. Une faible proportion de tout le produit par nos cellules peut se lier avec l’hémoglobine des globules rouges, mais la majorité est transportée hors des globules rouges sous forme d’ions bicarbonate dans le plasma (le liquide qui contient les cellules sanguines, formant le sang). Ainsi, le sang désoxygéné pompé par le côté droit du cœur transporte le et bicarbonate aux poumons, où ils sont expirés.

Nous pouvons aussi voir sur la figure 2 que le sang dans le cœur ne passe pas entres le côtés gauche et droit. En fait, le côté gauche du cœur et le côté droit du cœur agissent comme deux pompes parallèles. Le côté droit du cœur pompe le sang désoxygéné des tissus du corps vers les poumons pour l’oxygéner. Le côté gauche du cœur pompe le sang oxygéné des poumons vers les tissus du corps où il devient désoxygéné. La voie allant du cœur aux poumons, puis inversement, est parfois appelée la « circulation pulmonaire ». « Pulmonaire » fait référence aux poumons. La voie reliant le cœur au reste du corps, puis inversement, est connue sous le nom de « circulation systémique » car elle alimente les systèmes, ou appareils, du corps. Ces deux circulations sont illustrées en figure 4.

Le cœur est relié au reste de l’appareil cardiovasculaire par quatre vaisseaux sanguins principaux.

• L’aorte est le vaisseau sanguin arqué au sommet du cœur. Elle transporte le sang du ventricule gauche vers les artères, qui fournissent le sang oxygéné aux tissus du corps.
• Les veines caves sont une paire de larges vaisseaux sanguins orientés verticalement sur le côté gauche du cœur. Elles collectent le sang désoxygéné des veines et le transportent vers l’atrium gauche.
• Les artères pulmonaires sont un ensemble de vaisseaux sanguins en forme de T près de l’avant du cœur. Elles transportent le sang désoxygéné du ventricule gauche vers les poumons.
• Les veines pulmonaires sont un ensemble de petits vaisseaux sanguins vers l’arrière du cœur. Elles transportent le sang oxygéné des poumons vers l’atrium droit.

Exemple 3: Identifier les vaisseaux sanguins reliés au cœur à partir d’un schéma

La figure ci-dessous représente le cœur dans ses grandes lignes, avec les principaux vaisseaux sanguins.

Identifiez les vaisseaux sanguins indiqués par chacune des lettres A, B, C et D.

Réponse

Le cœur est composé de 4 cavités, organisées de façon à agir comme deux pompes parallèles. Le côté droit du cœur envoie le sang vers les poumons. Le côté gauche du cœur envoie le sang vers le corps. Les cavités supérieures de chaque côté, appelées les atriums, reçoivent le sang lorsqu’il pénètre dans le cœur et le transmettent aux ventricules. Les cavités inférieures de chaque côté, plus musclées, sont les ventricules, qui expulsent le sang du cœur à travers les vaisseaux sanguins ramifiés de l’appareil cardiovasculaire. Du côté droit du cœur, le sang entre dans le cœur par les veines caves, puis sort du cœur par les artères pulmonaires. Du côté gauche, le sang entre par les veines pulmonaires, et sort du cœur par l’aorte.

Cela signifie que les vaisseaux sanguins sont les suivants : 
A : veine cave,
B : artère pulmonaire,
C : veine pulmonaire,
D : aorte.

Si nous examinons uniquement la circulation systémique, nous pourrions en conclure que les artères transportent toujours du sang oxygéné et que les veines transportent toujours du sang désoxygéné. Mais ce n’est pas le cas. Dans la circulation pulmonaire, les veines transportent le sang oxygéné et les artères transportent le sang désoxygéné. En effet, quelle que soit la teneur en oxygène du sang qu’elles contiennent, les artères sont les vaisseaux sanguins qui transportent le sang hors du cœur et les veines sont les vaisseaux sanguins qui transportent le sang vers le cœur.

Imaginons la trajectoire d’un seul globule rouge à partir du moment où il pénètre dans le cœur dans l’atrium gauche. Il passe ensuite dans une valve pour atteindre le ventricule gauche. Puis il est pompé à travers une autre valve et entre dans l’aorte. Le globule rouge atteint des branches menant à des artères de plus en plus petites jusqu’à ce qu’il libère l’oxygène qu’il transporte dans les tissus de l’organisme. Le globule rouge maintenant désoxygéné pénètre dans des veines de plus en plus grandes jusqu’à traverser la veine cave et entrer dans l’atrium droit. Depuis l’atrium droit, le globule rouge est poussé dans une valve et entre dans le ventricule droit, qui le pompera à travers une autre valve jusqu’à une artère pulmonaire. L’artère pulmonaire se divise en vaisseaux de plus en plus petits menant à l’un des deux poumons. Le globule rouge va absorber de l’oxygène dans le poumon, devenant oxygéné. Ensuite, il est poussé à travers des vaisseaux de plus en plus grands jusqu’à ce qu’il atteigne les veines pulmonaires et pénètre à nouveau dans le cœur au niveau de l’atrium gauche. Le chemin emprunté par le sang à travers le cœur et dans le corps est représenté en figure 6. En moyenne, un globule rouge réalise tout ce chemin en environ une minute.

Maintenant, apprenons à calculer le débit cardiaque du cœur.

Le débit cardiaque est une mesure du volume de sang que le cœur peut pomper en une minute. Il est utilisé pour mesurer la performance du cœur. Pour calculer le débit cardiaque, nous avons besoin de deux valeurs. Nous devons connaître la fréquence cardiaque, c’est-à-dire la vitesse à laquelle le cœur bat. Nous devons également connaître le volume d’éjection systolique, c’est-à-dire la quantité de sang que le cœur pompe en un seul battement. Le débit cardiaque est calculé en multipliant la fréquence cardiaque par le volume d’éjection systolique. L’équation est écrite ci-dessous.

Le cœur est l’un des organes les plus importants du corps humain. Il a une fonction essentielle, qu’il remplit seul pendant toute la vie. Le cœur est spécifiquement adapté pour remplir cette fonction. Prendre soin de sa santé cardiaque est essentiel pour mener une vie longue et en bonne santé.

Résumons maintenant ce que nous avons appris sur le cœur dans cette fiche explicative.