Physiologie du système vasculaire

Introduction

Le système vasculaire comprend 3 territoires aux propriétés physiologiques distinctes : le système artériel (distribution du sang selon les besoins tissulaires, à haute pression et forte résistance), le système capillaire (échanges tissulaires, faible pression), et le système veineux (drainage vers le cœur et réserve sanguine, faible pression, forte compliance).

I. Histophysiologie de la paroi vasculaire

• La paroi artérielle ou veineuse comporte, de l'intérieur vers l'extérieur : l'intima (endothélium + couche sous-endothéliale ; valvules chez les veines, orientant le sang vers le cœur), la média (fibres musculaires lisses assurant la vasomotricité + fibres collagènes résistant à la distension), l'adventice (couche externe, contrôle nerveux de la vasomotricité).
• Le réseau capillaire comporte 3 zones : zone d'apport (artérioles/métartérioles, vasomotricité via sphincters précapillaires), zone d'échange (capillaires, pores de 8-9 nm et fenestrations), zone de drainage (veinules).

II. Physiologie du muscle lisse vasculaire

• La contraction/relaxation des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) résulte de l'interaction de récepteurs membranaires, canaux voltage-dépendants (VOC) et récepteur-dépendants (ROC), seconds messagers (IP3/DAG contractants, AMPc/GMPc relaxants), Ca²⁺-calmoduline, et des enzymes MLCK (contraction) et MLCP (relaxation) agissant sur le complexe actine-myosine.
• Récepteurs : couplés à la protéine Gs (β-adrénergiques, dopaminergiques → activent l'adénylate cyclase, relaxants) ; couplés à Gi (α2-adrénergiques, A1 adénosine) ; couplés à la phospholipase C (angiotensine II, vasopressine V1, sérotonine, α1-adrénergiques, endothéline ET-A → contractants).

III. Le système artériel

1. Pression sanguine artérielle (PSA)

• La courbe de PSA instantanée définit : Ps (pression systolique), Pd (pression diastolique), Pm (pression moyenne ≈ 2/3 Pd + 1/3 Ps), PP (pression pulsée = Ps - Pd).
• Méthodes de mesure : directe (cathétérisme intra-artériel, enregistrement continu) ou indirecte/clinique par compression au brassard : palpatoire (pouls), auscultatoire (bruits de Korotkoff), oscillométrique (amplitude des oscillations, méthode automatique).

• HTA : Ps > 14 cmHg et/ou Pd > 9 cmHg chez l'adulte (secondaire possible à des causes rénales, endocriniennes, métaboliques, cardiovasculaires). Hypotension orthostatique : chute de PSA en position debout (∆Ps > 20 mmHg ou ∆Pd > 10 mmHg, mesurée 1 à 5 min après le lever).

2. Résistances et vitesse du sang

• Résistance selon la loi de Poiseuille : R = 8µl/(πr⁴) — le calibre artériel (rayon r) est le facteur le plus puissant d'ajustement du débit. Vitesse du sang = Q'/S (équation de continuité), maximale dans l'aorte (30 cm/s), minimale dans les artérioles (5 cm/s) ; maximale en systole.
• Indices Doppler : indice de résistance IR = (S-D)/S (artère carotide, faible résistance) ; indice de pulsatilité IP = P/M (artère fémorale, forte résistance) — tous deux augmentent en amont d'une sténose ou d'une vasoconstriction.

3. Onde pulsatile de pression

• Transfert d'énergie du ventricule gauche vers la périphérie, résultant d'une onde incidente (contraction ventriculaire) et d'une onde réfléchie (bifurcations artérielles, effet windkessel). Vitesse de propagation (équation de Frank, vp = √(V/ρC)) : 4 m/s dans l'aorte, 7-12 m/s en périphérie — plus rapide que le sang lui-même. Une PP et une vitesse d'onde de pouls (VOP) élevées signent une rigidité artérielle accrue (facteur de risque cardiovasculaire).

4. Régulation de la PSA

• Régulation intrinsèque : autorégulation physique/myogénique (débit constant entre 60-160 mmHg, indépendante du SNC) ; autorégulation chimique (vasodilatateurs : adénosine, K+, acide lactique, NO, hypoxie ; vasoconstricteurs : endothéline, sérotonine).
• Régulation extrinsèque réflexe : barorécepteurs (crosse aortique, sinus carotidien) → centre bulbaire (noyau du faisceau solitaire, centre vasomoteur presseur, noyau dorso-ventral dépresseur) → voies sympathique/parasympathique. Une augmentation de PSA stimule les barorécepteurs → stimulation parasympathique + inhibition sympathique → bradycardie + vasodilatation → baisse de PSA (feed-back négatif).
• Régulation neuro-hormonale : noradrénaline/adrénaline (vasoconstriction, récepteurs α) ; angiotensine II (vasoconstriction directe + stimulation de l'aldostérone → rétention sodée) ; vasopressine/ADH (vasoconstriction + réabsorption d'eau, sécrétée si volémie ↓ > 15 % ou osmolalité > 280 mOsm/kg) ; peptide atrial natriurétique (PAN, natriurèse + vasodilatation, sécrété si hypervolémie/hypertension auriculaire).

IV. Le système capillaire

• 3 modalités d'échange : diffusion (gradient de concentration ; gaz à travers toute la surface, eau/ électrolytes via les pores), filtration, pinocytose (grosses molécules) ; il existe aussi un transport actif (ex. glucose).
• Loi de Starling (échange par filtration) : Mouvement de fluide = K × [(Pc - Pi) - (Πc - Πi)]. Au début des capillaires : pression hydrostatique efficace (35 mmHg) > pression oncotique efficace (25 mmHg) → filtration. À la fin des capillaires : pression hydrostatique (15 mmHg) < pression oncotique (25 mmHg) → réabsorption.
• Une filtration excessive (hypervolémie, ↓ pression oncotique par fuite protéique — syndrome néphrotique) dépasse la réabsorption et entraîne un œdème interstitiel.

V. Le système veineux

• Pression veineuse basse (≈ 15 mmHg à la sortie des capillaires, nulle à l'oreillette droite). Le volume sanguin veineux représente 60-65 % du volume sanguin total (≈ 3-3,5 L), les petites veines/veinules en contenant la plus grande part (35 %) ; les veines spléno-hépatiques et sous-cutanées, très distensibles, constituent des territoires de réserve.

Facteurs du retour veineux

• Le retour veineux (= débit cardiaque) dépend de facteurs mécaniques (propulsifs — gradient de pression artère→OD ; aspiratifs — pression négative de l'OD et pression pleurale ; compressifs — pulsations artérielles, contraction musculaire), de la pression de l'oreillette droite (POD) (retour veineux constant ≈ 5 L/min si POD ≤ 0 mmHg, nul si POD ≥ 7 mmHg), et de la position du sujet.
• Orthostatisme : en position debout, la pesanteur crée une pression hydrostatique élevée sous le cœur (jusqu'à 100 mmHg à la cheville), favorisant l'accumulation sanguine dans les membres inférieurs et une baisse du retour veineux — risque d'hypoperfusion cérébrale (malaise, vertige, syncope). Correction : réflexe barorécepteur (tachycardie, vasoconstriction) et pompe musculaire (marche).

Conclusion

Le système vasculaire assure, par 3 territoires aux propriétés hémodynamiques complémentaires, la distribution (système artériel à haute résistance, sous régulation intrinsèque et extrinsèque précise de la PSA), l'échange (système capillaire, gouverné par la loi de Starling) et le drainage/la réserve sanguine (système veineux, à forte compliance, dont le retour dépend de facteurs mécaniques et posturaux). Ce chapitre complète l'étude du cœur (électrophysiologie, hémodynamique, contrôle) par celle des vaisseaux, avant d'aborder les circulations régionales particulières (coronaire, cérébrale) dans le chapitre suivant.