Résistance vasculaire, perfusion tissulaire, circulation cérébrale et réponse intégrée Flashcards
Un vaisseau type sera constitué de trois couches de l’intérieur vers l’extérieur du vaisseau, quelles sont-elles?
- Une intima en contact avec le sang, constituée essentiellement de cellules endothéliales soutenues par une lame basale. Ces cellules endothéliales ont un rôle antithrombogénique.
- Une media, ou couche intermédiaire, constituée de fibres musculaires lisses, de tissu conjonctif et de fibres élastiques. Elle est prise en sandwich entre deux lames élastiques limitantes (interne et externe).
- Une adventice composée de collagène et de fibres élastiques constitue la couche externe des vaisseaux.
Vrai ou faux : Peu importe la fonction des vaisseaux, la composition de leur paroi sera la même.
Faux : Selon la fonction des vaisseaux, la composition de leur paroi sera variable.
Comment sont les artères élastiques. expliquer leur fonction.
Caractérisées par la présence des trois couches : dans la média dominent les fibres élastiques. Vaisseaux artériels de gros calibre abouchés directement au cœur. Paroi mince relativement à la lumière du vaisseau. Peu efficace à modifier leur calibre par dilatation et contraction du muscle lisse de leur paroi.
Puisque ces vaisseaux peuvent se distendre sous la pression, cette distension aura pour effet de limiter les fluctuations de pression créées par l’action intermittente du cœur.
Comment sont les artères musculaires. expliquer leur fonction.
Vaisseaux de quelques mm de calibre dont la fonction est de conductance i.e., distribuer le sang vers les organes. Peu de fibres élastiques dans la media où prédominent les fibres musculaires et le collagène.
Comment sont les artérioles. expliquer leur fonction.
Vaisseaux de diamètre de 10-200 μm. Rapport paroi/lumière élevé. Présence de fibres musculaires lisses abondantes dans la media. Peu d’adventice.
Les fibres musculaires de la média permettent à ces vaisseaux de se contracter et se dilater afin d’ajuster le niveau de perfusion des tissus. Site majeur de résistance dont l’influence est déterminante dans l’établissement de la pression artérielle.
Comment sont les capillaires. expliquer leur fonction.
Paroi mince de 0.1 μm, constituée de cellules endothéliales et d’un peu de tissu conjonctif. Vaisseaux de 4-7 μm de diamètre qui sont le site des échanges entre compartiment vasculaire et le milieu extracellulaire. Très abondants (10 milliards), très grande surface d’échange 500-700 m2. Vaisseau très peu résistif, vitesse d’écoulement faible.
Comment sont les veines. expliquer leur fonction.
Prédominance de l’adventice sur les autres couches. Rapport paroi/lumière faible. Très distensibles en raison de leur capacité à se déformer. Agissent comme réservoir de volume à basse pression. 75% du sang systémique est contenu dans les veines.
D’où provient la perfusion qui parvient aux capillaires?
La perfusion qui parvient aux capillaires provient soit directement des artérioles ou de métartérioles dont la structure est intermédiaire entre artérioles et capillaires (ces vaisseaux sont pourvus de cellules contractiles, les péricytes).
Par quoi est réglée la perfusion des capillaires?
A ces métartérioles s’abouchent des capillaires dont la perfusion est réglée par des sphincters pré-capillaires (anneau de cellules musculaires lisses à l’entrée des capillaires).
Si les besoins métaboliques du tissu sont faibles, comment réagissent les sphincters des capillaires? Comment appelle-t-on ce type de débit?
Si les besoins métaboliques du tissu sont faibles, alors une portion des sphincters est fermée limitant ainsi le nombre de capillaires perfusés et permettant à une portion du sang de passer directement au système veineux sans perfuser les capillaires. On parle de débit non- nutritionnel.
Qu’est-ce qui existe au niveau de la peau des mains?
Il existe aussi au niveau de la peau des mains en particulier des connections artériolo-veineuse qu’on appelle shunt et qui permettent au sang de passer directement des artérioles aux veines sans franchir un territoire capillaire.
Si les besoins métaboliques augmentent, comment réagissent les sphincters des capillaires?
Si les besoins métaboliques augmentent, la résistance des artérioles diminue, les sphincters précapillaires se relâchent et une quantité importante de capillaires est recrutée. Ceci permet d’augmenter l’apport sanguin aux tissus en perfusant un plus grand nombre de capillaires.
Expliquer la théorie de l’oxygène du tonus myogène (Hétérogénéité de la perfusion en regard du niveau de métabolisme (MVO2)).
L’enjeu véritable est d’ajuster la perfusion des tissus en fonction de leurs besoins métaboliques. Ces besoins sont très différents selon les tissus considérés et leur niveau d’activité. Par exemple, au repos, le débit du muscle squelettique est de l’ordre de 4 ml/min/100 g alors que durant l’exercice il atteint 80 ml/min/100 g. Le rein reçoit quant à lui une perfusion de 360 ml/min/100 g de tissu.
Afin de faire face à toutes éventualités, le débit cardiaque pourrait être établi à un niveau très élevé (maximal), plusieurs fois le débit cardiaque normal.
Une stratégie plus économe est de diriger sélectivement le débit vers les organes dont le métabolisme oxydatif dicte un plus grand apport sanguin. Ce type de régulation se réalisera au niveau de la microcirculation et mettra en jeu des changements de la résistance vasculaire tissulaire de telle sorte que la perfusion sera précisément à l’équilibre avec les besoins métaboliques des tissus sans excès ni déficit.
Quelles sont les conséquences de la dilatation de la microcirculation sur la perfusion (4)?
- Recrutement des capillaires
L’ouverture des sphincters pré-capillaires et des métartérioles a pour effet d’augmenter le nombre de capillaires perfusés. - Augmentation de la densité de capillaires perfusés
Exprimé par gramme de tissu, le nombre de capillaires perfusés est plus grand - Diminution de la distance de diffusion
En augmentant le nombre de capillaires perfusés/g de tissu, chaque cellule du tissu est alors plus près d’un capillaire perfusé ce qui la rapproche de sa source de ravitaillement et favorise des échanges plus efficaces. - Augmentation de la surface d’échange
En multipliant le nombre de capillaires ouverts, la surface totale des capillaires perfusés augmente ce qui est aussi favorable aux échanges.
Globalement, le recrutement des capillaires permet d’augmenter la capacité et l’efficacité des échanges au niveau de la microcirculation.
Expliquer la théorie de l’oxygène expliquant le couplage entre métabolisme et perfusion (4 étapes).
Cette théorie présume que l’oxygène exerce un effet constricteur sur la microcirculation, en particulier au niveau des artérioles, des sphincters pré-capillaires et des métartérioles.
1- Lorsque le métabolisme tissulaire est faible, la pO2 tissulaire est élevée ce qui amène la contraction des artérioles, des sphincters pré-capillaires et des métartérioles.
2- Dans ces conditions, une proportion des capillaires est fermée et le débit est faible. Lorsque s’élève le métabolisme du tissu, la pO2 du milieu interstitiel chute ce qui entraîne une relaxation des artérioles, des sphincters pré-capillaires et des métartérioles.
3- Globalement, la résistance vasculaire du tissu chute en même temps que s’ouvrent de nombreux capillaires. De cette façon, la concentration en oxygène dans les tissus devient le déterminant majeur de la perfusion.
4- L’élévation du débit permet un retour de la pO2 vers son état initial.
Alors que cette théorie rend compte de ce qui se passe dans les territoires systémiques, au niveau du poumon une chute régionale de la pO2 alvéolaire entraînera une constriction. Ceci montre qu’un seul mécanisme ne saurait rendre compte de ce qui se passe dans tous les territoires de l’organisme.
Expliquer la théorie des métabolites ou des vasodilatateurs expliquant le couplage entre métabolisme et perfusion (3 étapes). Nommer une substance importante de cette théorie et expliquer.
Cette théorie fait appel à la production par un tissu de métabolites dont la concentration est en relation avec le niveau d’activité métabolique.
1- Plus les besoins métaboliques sont élevés, plus le tissu produit de ces substances qui s’accumulent dans le milieu interstitiel.
2- Ce sont essentiellement des agents vasodilatateurs qui relaxent les artérioles, les sphincters pré-capillaires et les métartérioles et ainsi augmentent la perfusion sanguine des tissus.
3- Cette perfusion accrue exerce un effet de dilution et rétablit ainsi la concentration du métabolite.
*Parmi les métabolites considérés, on retient l’adénosine qui pourrait assurer ce lien entre métabolisme et perfusion.
—> Ainsi une augmentation d’activité métabolique augmente l’utilisation d’ATP et la production d’AMP qui est dégradé en adénosine. L’adénosine passe par la suite au milieu interstitiel où elle peut exercer son effet vasodilatateur.
Pourquoi l’adénosine est un des meilleurs candidats pour la théorie des métabolites ou des vasodilatateurs (4)?
- Vasodilatateur puissant
- Sans effet de tachyphylaxie (chute des effets avec la durée d’exposition)
- Produite de façon endogène
- En quantité compatible avec la dilatation
Comment peut être régulé le tonus myogène (2 façons)?
Le tonus myogène peut être régulé de façon extrinsèque par le système nerveux autonome, le système hormonal et les barorécepteurs.
Il peut être régulé de façon intrinsèque par la demande métabolique, l’endothélium ou la réaction des muscles lisses vasculaires aux différences de tension (tonus myogène).
De quoi dépend le tonus myogène (2)?
Le tonus myogène dépend de deux caractéristiques fondamentales communes :
- le contrôle de la concentration calcique intracellulaire des cellules musculaires lisses
- sensibilité de l’appareil contractile
Quelles sont les deux étapes mécanismes moléculaires principaux permettant la contraction?
• L’entrée de Ca2+ du milieu extracellulaire dans la cellule musculaire
• La libération du Ca2+ contenu dans le réticulum sarcoplasmique vers le cytoplasme
Expliquer le système de calcium permettant la contraction (3 étapes).
1- Le Calcium présent dans la cellule se lie à la protéine calmodulaine.
2- Ce complexe Calcium- calmoduline va interagir avec les myofilaments d’actine afin de découvrir les sites de fixation de la myosine sur ceux-ci.
3- Le cycle de contraction musculaire se répète tant qu’il y a de l’ATP et du Ca2+ en quantité suffisante dans la fibre musculaire.
Expliquer le cycle de contraction musculaire (5 étapes).
- Une molécule d’ATP se fixe sur la tête de myosine, ce qui a pour conséquence de décrocher la tête de myosine du filament d’actine
- L’ATP est hydrolysée en ADP + Pi, ce qui entraine un changement de conformation de la tête de myosine : la tête se plie. C’est la phase d’activation.
- La tête de myosine se fixe sur l’actine : on dit que la myosine est armée, c’est la phase de fixation.
- La tête de myosine pivote vers le centre du sarcomère, entrainant le filament d’action avec elle : on parle de coup de force, la contraction a lieu. En même temps, l’ADP et le Pi sont libérés. C’est la phase de désactivation.
- Une molécule d’ATP se fixe de nouveau sur la tête de myosine, la décrochant du filament d’actine. Le filament d’actine retrouve sa position de départ en s’éloignant du centre du sarcomère. C’est la phase de séparation. Le cycle de contraction peut redémarrer.
De quoi dépend le diamètre artériel?
Le diamètre artériel dépend de la concentration de calcium cytosolique. Plus la concentration de calcium est élevée, plus le diamètre diminue.
Quelles sont les 3 principales façons de moduler la réactivité vasculaire?
1) modulation des canaux ioniques, l’ouverture des canaux calciques de type L favorise l’entrée de calcium dans la cellule et il est résulte une contraction;
2) agonistes initiant la libération de calcium des réserves intracellulaires, en particulier le réticulum sarcoplasmique
3) la sensibilisation des kinases de la chaîne de myosine au calcium.
De quoi dépend la réponse vasculaire?
La réponse vasculaire dépend des niveaux de calcium intracellulaire dans le muscle lisse.
—> Augmentation de calcium=vasoconstriction et diminution de calcium = vasodilatation.
*Exception, calcium sparks qui sont des libérations de calcium localisées près des canaux potassiques. Donc, il en résulte une hyperpolarisation et donc une dilatation.
Comment est activée la phosphatase à chaîne légère de myosine vs la kinase à chaîne légère de myosine?
La phosphatase à chaîne légère de myosine peut être activée par une protéine kinase G (PKG) et inhibée par les Rho kinases (ne pas considérer PKA, PKG et CPI-17 comme facteurs inhibiteurs).
La kinase à chaîne légère de myosine peut être activée par la calcium/calmoduline et inhibée par la kinase calcium-calmoduline (CAMK) II.
Expliquer la régulation myogène (4 étapes).
1- Lorsque la paroi d’un vaisseau (artériole) est étirée sous l’effet de la pression, le vaisseau se contracte spontanément.
2- Inversement, si on abaisse la tension dans la paroi d’un vaisseau, il se relaxe.
3- Dans ce contexte, une hausse de la pression de perfusion d’un tissu provoque une contraction des artérioles ce qui ramène la perfusion à son état initial.
4- L’inverse est aussi vrai. Essentiellement, la régulation myogène implique une rétroaction positive : plus la pression s’élève plus les vaisseaux se contractent.
Il est clair que ce mode régulateur ne pourrait être utilisé par l’organisme entier puisqu’une hausse de pression engendrerait une constriction vasculaire plus intense ce qui accentuerait la hausse de pression (rétroaction positive).
À quoi réagit le muscle vasculaire lisse?
Le muscle vasculaire lisse réagit à la tension artérielle de façon intrinsèque. Les cellules endothéliales en réagissant au stress de cisaillement vont moduler ce tonus myogène.
Expliquer comment le muscle lisse (cellule ovale) réagit aux signaux vasodilatateurs vs vasoconstricteurs.
Le muscle lisse (cellule ovale) reçoit des signaux vasodilatateurs ou vasoconstricteurs de l’endothélium (cellules rectangulaires). L’endothélium libère les vasodilatateurs EDHF (facteur hyperpolarisant dérivé de l’endothélium), NO (monoxyde d’azote), PGI2 (prostacycline). Vasoconstricteur 5-HETE, endothéline, thromboxane.
1- Les vasodilatateurs dérivés de l’endothélium activent les canaux potassiques qui entraînent une hyperpolarisation de la membrane et donc la fermeture des canaux calciques et la relaxation.
2- Les vasoconstricteurs dérivés de l’endothélium favorisent l’ouverture des canaux calciques et donc la dépolarisation de la membrane et la vasocontriction.
*Le ratio entre vasodilatateurs et vasoconstricteurs peut varier dans certaines pathologies comme l’athérosclérose favorisant une plus grande production de vasoconstricteurs.
Qu’est-ce qu’implique le phénomène d’autorégulation?
Une des manifestations du couplage entre métabolisme et perfusion, c’est le phénomène d’autorégulation. Il implique que le débit d’un organe se maintient à sa valeur de base malgré des changements importants de la pression de perfusion (pression artérielle). Ainsi, lorsque la consommation d’oxygène est fixe ou stable, le débit d’un organe aura tendance à rester le même peu importe la pression artérielle.
