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Fiche explicative de la leçon : Vaisseaux sanguins Biologie

Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à décrire les structures et les fonctions des principaux vaisseaux sanguins du système circulatoire humain.

Si vous les disposiez bout à bout, les vaisseaux sanguins de tout le corps humain feraient plus de 100‎ ‎000 km de long. La taille de leur diamètre varie entre environ 3 cm pour les plus grands, à 5 μm (0,0005 cm) pour les plus petits. Les trois types de vaisseaux sanguins, les veines, les artères et les capillaires, forment avec le cœur les structures principales du système circulatoire, comme le montre la figure 1. La totalité des 4–6 litres de sang d’un corps humain adulte est contenue dans ce vaste réseau fermé de vaisseaux sanguins ramifiés et connectés, qui transportent des matériaux vers, depuis et à travers tous les tissus et la structure de l’organisme..

La plupart des vaisseaux sanguins sont constitués de plusieurs couches de différents types de tissus. Ils sont généralement composés d’une couche interne (endothélium) de tissu endothélial (ou de revêtement), d’une couche intermédiaire de tissu musculaire lisse et d’une couche externe de tissu conjonctif. Le tissu musculaire lisse peut modifier le diamètre des vaisseaux sanguins afin d'ajuster la pression du sang intérieur ou la vitesse de la circulation du sang. L'espace dans lequel le sang circule est appelé la lumière. La structure générale d’un vaisseau sanguin est illustrée dans la figure 2.

Les trois types de vaisseaux sanguins, les artères, les veines et les capillaires, présentent des adaptations spécifiques à leurs différentes fonctions.

Les artères sont des vaisseaux sanguins qui transportent le sang à partir du cœur. Le cœur est un organe musculaire chargé de pomper le sang dans le système circulatoire. Les vaisseaux sanguins qui partent directement du cœur transportent le sang à une pression particulièrement élevée à laquelle ils sont adaptés. Les artères ont des parois épaisses et musclées et une lumière relativement petite. Elles possèdent également une membrane de fibres élastiques, qui les aide à s'étirer et à résister à la pression exercée par le pompage constant du cœur sans s’endommager. Contrairement aux veines, les artères ne possèdent pas de valvules.

Une autre caractéristique des artères est qu'elles ont tendance à se situer plus profondément dans le corps, loin de la surface de la peau. Comme les artères transportent le sang sous haute pression, la détérioration d'une artère principale peut entraîner une perte extrêmement rapide de sang. C’est pour cela que les artères ont tendance à être situées plus profondément dans notre corps afin de réduire le risque de blessure, de perte de sang et de décès.

Mot clé: Artère

Une artère est un vaisseau sanguin qui transporte le sang hors du cœur.

Exemple 1: Associer la structure à la fonction des artères

Pourquoi les artères ont-elles des parois musclées et épaisses contenant des fibres élastiques?

  1. pour empêcher la perte d’oxygène sanguin
  2. pour empêcher le reflux du sang
  3. pour les aider à transporter du sang à basse pression
  4. pour permettre le transport de substances vers d’autres cellules
  5. pour les aider à transporter du sang à haute pression

Réponse

Les artères sont l’un des trois principaux types de vaisseaux sanguins du corps humain. Les artères ont pour fonction de transporter le sang du cœur vers les tissus corporels. Comme les artères transportent le sang directement du cœur, elles font circuler le sang à la pression la plus haute du système circulatoire. Le système circulatoire est un système fermé, ce qui signifie que la totalité du sang corporel est contenu dedans. Le sang est propulsé dans les vaisseaux sanguins par l'action de pompage du cœur. Les vaisseaux sanguins qui transportent le sang directement à partir du cœur sont soumis à la plus forte pression. Les muscles épais des parois des artères leur donnent de la rigidité. Les fibres élastiques de certaines artères leur permettent de s’étirer sans être endommagées par l’action du pompage du cœur.

Les artères ont des parois épaisses et musclées contenant des fibres élastiques qui les aident à transporter le sang à haute pression. La bonne réponse est l’option E.

Les veines sont des vaisseaux sanguins qui transportent le sang vers le cœur. La pression du sang dans les veines est nettement inférieure à celle du sang dans les artères. Les veines ont des parois plus fines avec moins de muscles lisses et une lumière relativement plus grande. Elles sont moins élastiques que les artères, car elles contiennent moins de fibres élastiques.

Les veines contiennent également des valvules. Les valvules sont des structures spéciales qui empêchent le sang de refluer. Comme le sang dans les veines se déplace vers le cœur depuis les différents tissus corporels, il n'est pas soumis à la pression élevée du sang pompé par le cœur. Pour cette raison, la pression qui la maintient dans la bonne direction est plus faible. Il existe également des valves à l'intérieur du cœur qui permettent au sang de circuler dans la bonne direction.

Une autre caractéristique de la plupart des veines est qu’elles ont tendance à être situées plus près de la surface de la peau par rapport aux artères, qui sont généralement situées plus profondément dans le corps. Étant donné que le sang dans les veines est soumis à une pression considérablement plus faible que le sang dans les artères, la rupture d'une veine n'entraîne pas d'hémorragie grave par rapport à celle d'une artère.

Cette différence entre les artères et les veines est décrite dans le tableau 1 et dans la figure 3.

Mot clé: Veine

Une veine est un vaisseau sanguin qui transporte du sang vers le cœur.

Mot clé: Valve

Une valve est une structure qui permet au fluide de passer uniquement dans une direction, l’empêchant de refluer dans l’autre sens.

Les capillaires sont des vaisseaux sanguins microscopiques qui forment de vastes réseaux à travers les tissus corporels. Plus de 80% de la longueur totale des vaisseaux sanguins dans le corps humain se compose de capillaires. Disposés bout à bout, les capillaires feraient 80‎ ‎000 km de long!

Nous avons mentionné que le système circulatoire est un système fermé. Cela signifie que, sauf en cas de maladie ou de blessure, le sang ne quitte pas le réseau des vaisseaux sanguins. Cependant, le contenu du sang peut effectuer des échanges, car certaines substances peuvent quitter ou être absorbées dans le sang à travers les fines parois des capillaires. C’est pourquoi les capillaires sont si importants. C’est là que les matériaux entrent et sortent de la circulation sanguine.

Mot clé: Capillaire

Un capillaire est un petit vaisseau sanguin qui relie les artères aux veines et forme des réseaux autour des tissus corporels pour effectuer l’échange gazeux et d’autres matériaux.

Les capillaires ont une très petite lumière, sa largeur ne laisse passer qu’un globule rouge à la fois, les uns derrière les autres. Les capillaires ont un diamètre moyen de 7–10 micromètres, ce qui représente entre 0,007 et 0,01 millimètre!Les capillaires ne sont pas associés à des muscles lisses. Au lieu de cela, ils sont entourés par une seule couche de tissu endothélial, comme le montre la figure 4. Ces parois capillaires minces sont perméables et permettent à certains matériaux de pénétrer dans la circulation sanguine et d’en sortir. Ils comprennent les nutriments, les déchets, les gaz comme l’oxygène et le dioxyde de carbone, les fluides, les ions et les hormones. Le flux sanguin dans les réseaux capillaires est contrôlé par une structure appelée « sphincter précapillaire », car les capillaires ne possèdent pas leur propre couche musculaire.

Les capillaires sont concentrés dans des réseaux capillaires. Le sang entre dans le réseau capillaire par une petite artère (artériole) et sort par une petite veine (veinule), comme indiqué dans la figure 5.

Exemple 2: Identifier le type de vaisseau sanguin selon sa fonction

Lequel des principaux vaisseaux sanguins ramène le sang au cœur?

  1. les veines
  2. les capillaires
  3. les artères

Réponse

Il y a trois principaux types de vaisseaux sanguins dans le système circulatoire humain, et chacun remplit une fonction différente. Les trois types de vaisseaux sanguins sont les veines, les capillaires et les artères. Le système circulatoire est un système fermé. Cela signifie que le sang ne quitte jamais les vaisseaux sanguins et le cœur. Cependant, l’une des principales fonctions du sang est de transporter des matériaux. Les matériaux peuvent entrer et sortir du sang à travers les capillaires, qui ont des parois particulièrement minces et sont extrêmement nombreux. Les artères transportent le sang vers les capillaires, ce qui signifie qu’il circule hors du cœur. Les veines ont la fonction opposée, elles transportent le sang des capillaires vers le cœur.

Les vaisseaux sanguins qui ramènent le sang vers le cœur sont les veines. Par conséquent, la réponse correcte est l’option A.

Exemple 3: Associer la structure à la fonction des capillaires

Pourquoi est-il important que les capillaires aient des parois minces et perméables?

  1. pour leur permettre de transporter du sang à haute pression
  2. pour augmenter le débit sanguin
  3. pour permettre aux substances de diffuser à l’intérieur et à l’extérieur des cellules
  4. pour empêcher le reflux du sang dans les vaisseaux
  5. pour fournir aux capillaires une flexibilité qui leur permet de bouger autour des cellules

Réponse

Les capillaires sont le lieu de l’échange de matériaux entre le sang et les autres tissus corporels. Ils sont connus pour avoir des parois perméables, les matériaux peuvent donc facilement passer à travers les parois des capillaires. Les gros vaisseaux sanguins comme les veines, qui transportent le sang vers le cœur, et les artères, qui transportent le sang hors du cœur, n'ont pas de parois perméables. C'est pourquoi la fonction du sang, qui consiste à transporter les matériaux là où ils sont nécessaires, ne pourrait se faire sans les capillaires microscopiques présents dans presque toutes les parties corporelles. Les capillaires sont des vaisseaux sanguins extrêmement petits qui forment des réseaux capillaires recevant le sang d'une petite artère et le rejettant dans une petite veine. Dans les réseaux capillaires, les matériaux peuvent diffuser ou être transportés à l’intérieur et à l’extérieur de la circulation sanguine. Contrairement aux veines et aux artères, les capillaires ont des parois qui ne sont constituées que d'une seule couche de fines cellules endothéliales. C’est ce qui permet aux matériaux d’entrer et de sortir du sang dans les réseaux capillaires.

Ainsi, cela signifie que la bonne réponse est l’option C, pour permettre aux substances de diffuser à l’intérieur et à l’extérieur des cellules.

Maintenant que nous connaissons la structure des différents vaisseaux sanguins, établissons un lien entre ces informations et les fonctions des vaisseaux sanguins au sein de l’ensemble du système circulatoire.

Un organigramme illustrant le flux sanguin à travers le système circulatoire est présenté dans la figure 6 ci-dessous.

La figure 6 montre que le sang circule du cœur vers les poumons et revient au coeur. C’est ce qu’on appelle le circuit pulmonaire. Pulmonaire est un mot lié aux poumons. Au 13ème siècle, le médecin arabe Ibn al-Nafis a été le premier à suggérer que le sang ne pouvait pas aller d'un côté du cœur à l'autre et qu'il devait plutôt passer par le circuit pulmonaire pour revenir au coeur.

Après son retour des poumons vers le cœur, le sang circule du cœur vers les tissus corporels, puis revient. C’est ce qu’on appelle le circuit systémique car il fait circuler les matériaux à travers les différents systèmes d’organes de l’organisme. Le médecin anglais William Harvey a été le premier à détailler le système circulatoire systémique en 1620, en décrivant la façon dont le cœur pompe le sang dans tout le corps au sein d’un circuit complet!Il est intéressant de noter qu’en attachant une ligature autour du bras d'une personne et en observant de petites « protubérances » qui permettaient au sang de n’aller que dans une seule direction, il a également découvert que les valvules dans les veines contrôlent le flux sanguin.

Imaginons la trajectoire d’un globule rouge quittant le cœur pour le circuit pulmonaire. La cellule sera pompée dans une artère pulmonaire puis à travers des artères qui se ramifient de plus en plus, jusqu’à atteindre des réseaux capillaires dans les poumons, comme le montre la figure 7. Dans les capillaires des poumons, l’oxygène diffuse dans le sang à travers les parois minces des capillaires. Le globule rouge absorbe l'oxygène et est ensuite renvoyé dans des veines communicantes de plus en plus grandes jusqu'à ce qu'il atteigne les veines pulmonaires et pénètre à nouveau dans le cœur. Nous qualifions ce sang, qui est maintenant riche en oxygène, d’« oxygéné ».

Définition: Sang oxygéné

Le sang oxygéné désigne le sang qui contient une forte concentration d’oxygène.

Ensuite, cette même cellule sanguine, maintenant oxygénée, commencera son circuit systémique. Elle sera pompée à travers l’aorte, qui est la plus grande artère corporelle. Elle traversera des artères de plus en plus petites et atteindra les réseaux capillaires de la partie du corps qu’elle rencontre en premier. Ici, l’oxygène à l’intérieur du globule rouge va diffuser, à travers les parois minces des capillaires, et dans les tissus corporels où les cellules peuvent l’utiliser pour effectuer la respiration cellulaire. L'oxygène ayant été extrait de la cellule, celle-ci est désormais dite « désoxygénée ». La cellule sanguine désoxygénée est pompée dans les veines communicantes de plus en plus grandes, en passant par plusieurs valvules, jusqu'à ce qu'elle atteigne la veine cave. Les veines caves sont les plus grandes veines du corps humain, et elles renvoient le sang désoxygéné vers le cœur.

Mots clés: Sang désoxygéné

Le sang désoxygéné désigne le sang qui a une faible concentration d’oxygène.

Exemple 4: Décrire la fonction des poumons dans le système circulatoire

Qu’arrive-t-il au sang lorsqu’il est acheminé aux poumons?

  1. Il s’oxygène.
  2. Il devient désoxygéné.
  3. Il absorbe le glucose.
  4. Il libère du glucose.

Réponse

Dans le système circulatoire humain, le sang est pompé de chaque côté du cœur dans deux circuits distincts. Le circuit pulmonaire achemine le sang du cœur vers les poumons, puis le fait revenir au cœur. Le circuit systémique achemine le sang du cœur vers l’organisme, puis le retourne au cœur.

La fonction principale de notre sang est de transporter les matériaux d’un endroit à l’autre. L’oxygène est l'un des éléments les plus importants. L’oxygène est utilisé par nos cellules corporelles dans un processus appelé respiration cellulaire. La respiration cellulaire génère l’énergie cellulaire qui maintient nos cellules en vie et fonctionnelles. Pour effectuer la respiration cellulaire, nos cellules corporelles ont besoin d’un apport constant en oxygène, et cet oxygène est transporté vers ces cellules par le sang dans le circuit systémique du système circulatoire. Comme le sang du circuit systémique transporte de l'oxygène qui sera utilisé par les cellules, on dit que le sang est « désoxygéné ». Dans le circuit pulmonaire, le sang désoxygéné absorbe l'oxygène de l'air que nous respirons. Le sang transportera ensuite cet oxygène vers le reste du corps lors de son prochain trajet à travers le système circulatoire.

Cela signifie que lorsque le sang est acheminé aux poumons, il est oxygéné. Par conséquent, l’option A est la bonne réponse.

Comme vous pouvez le voir, la plupart des artères transportent du sang oxygéné vers les tissus corporels, mais l’artère pulmonaire transportera du sang désoxygéné du cœur vers les poumons dans le circuit pulmonaire. De la même manière, la plupart des veines transportent le sang désoxygéné des tissus corporels vers le cœur, mais la veine pulmonaire transportera le sang oxygéné des poumons au cœur. S'il est vrai que les artères transportent généralement du sang oxygéné et les veines du sang désoxygéné, c'est exactement le contraire qui se produit dans le circuit pulmonaire du système circulatoire.

En moyenne, un globule rouge ne prend qu’une minute pour compléter les circuits systémique et pulmonaire du système circulatoire. Et, puisque le globule rouge vit en moyenne environ 115 jours, il fera probablement ce voyage plus de 165 000 fois, s'oxygénant et se désoxygénant et circulant du cœur, aux poumons, au cœur, au reste du corps, et vice-versa.

Nous avons déjà mentionné la pression et la vitesse du sang dans le système circulatoire à quelques reprises. Vous savez peut-être que les fluides se déplacent des zones de haute pression vers les zones de basse pression. Le cœur se contracte pour faire passer le sang dans le système circulatoire. Par conséquent, la pression artérielle la plus élevée se trouve dans les vaisseaux sanguins qui partent du cœur. On peut voir sur le graphique de la figure 8 que la ligne bleue pour la pression artérielle est très élevée dans les artères et assez basse dans les veines.

Nous avons également appris que même si les capillaires sont les plus petits, ils sont de loin les vaisseaux sanguins les plus nombreux du système circulatoire. En effet, c’est ce que montre la ligne orange qui indique la superficie totale sur le graphique. Nous pouvons également noter que la vitesse du flux sanguin la plus faible se trouve dans les capillaires. Les capillaires étant le lieu d'échange des matériaux entre le sang et les autres tissus de l'organisme, il est logique que le sang se déplace le plus lentement dans ces zones pour permettre cet échange important.

Le système circulatoire est composé du cœur, des veines, des artères et des capillaires. Les structures des différents types de vaisseaux sanguins sont adaptées à leur fonction dans le système circulatoire.

Passons en revue ce que nous avons appris sur les vaisseaux sanguins dans cette fiche explicative.

Points clés

  • Les principaux types de vaisseaux sanguins sont les capillaires, les veines et les artères.
  • Chaque type de vaisseau sanguin est adapté à sa fonction dans le système circulatoire.
  • Les artères sont de gros vaisseaux sanguins musclés aux parois épaisses qui contiennent souvent des fibres élastiques pour les aider à transporter le sang à haute pression hors du cœur.
  • Les veines sont des vaisseaux sanguins dotés d'une grande lumière qui transportent le sang vers le cœur. Elles contiennent des valvules qui favorisent la circulation unidirectionnelle du sang à basse pression.
  • Les capillaires sont des réseaux de minuscules vaisseaux sanguins avec des parois dont l’épaisseur ne fait qu’une seule cellule, et qui permettent l’échange de matériaux entre le sang et les autres tissus de l’organisme.

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