La circulation sanguine

Introduction

Le fonctionnement des organes du corps nécessite la présence du dioxygène et des nutriments, c'est donc le sang qui va remplir cette tache.

Le sang circule dans tout le corps grâce au cœur, et transporte les gaz respiratoires et les nutriments.

Quels sont les constituant du sang?

Comment le sang transporte-t-il les gaz respiratoires et les nutriments?

Quelle sont les différentes organes du système circulatoire?

Comment est assurée la propulsion du sang dans tout l'organisme?

La circulation sanguine 3ème année collège

1. Le sang et le système circulatoire

A. Mise en évidence des constituants du sang

Pour mettre on évidence les différents constituants du sang, on utilise deux méthodes: séparation par sédimentation et frottis sanguin.

• Séparation des constituants du sang par sédimentation 

Séparation des constituants du sang par sédimentation

Pour séparer les trois parties du sang on procède comme suit:

Dans un tube à essai, on mélange du sang frais et du l'oxalate d'ammonium (on utilise l'oxalate d'ammonium pour éviter la coagulation du sang pendant l'expérience).

Après quelque heures, le sang (homogène au début) se différencie en trois phases: globules rouge, globules blancs et plaquette, et plasma.

Résultats de sédimentation du sang

Réalisation d'un frottis sanguin

Le frottis sanguin nous permet d'observer les différentes cellules qui compose le sang. Pour réaliser cette observation on aura besoin du matériel suivant: une lame de verre, une lamelle, une goutte de sang frais, un colorant, et d'un microscope électronique.

Déroulement: étaler une goutte du sang sur la lame du verre d'une façon uniforme, puis observer au microscope.

Les résultats de l'observation sont représenté dans la figure ci-dessous.

Résultats de l'observation du frottis sanguin

D'après l'observation du frottis sanguin, le sang est contitué de deux types des cellules:

• Des globules rouges
• Des globules blancs

Donc le sang est constitué des élément figurés (les globules rouges, les globules blancs, et les plaquettes) qui baignent dans un liquide jaune: le plasma.

Notez bien: les plaquettes ne sont pas considérée comme des cellules, mais des fragment de cellules, elles sont responsable de la formation du clou plaquettaire précédant la coagulation sanguine.

Coagulation du sang suite à une blessure

B. Les organes du système respiratoire

Le sang circule dans tout l'organisme grâce à une pompe extraordinaire: le cœur.

Tout le corps est innervé par des vaisseaux sanguins (artères et veines).

• Structure du cœur

Vue externe d'un cœur du mouton

Illustrations montrant la dissection d'un cœur de mouton

Le cœur est un organe musculaire creux, sa structure musculaire lui permet de pomper le sang vers les vaisseaux sanguins grâce à ses contractions rythmique, il est composé de deux partie, un cœur droit et un cœur gauche. Chaque coté est composé également de deux partie: un ventricule et une oreillette.

Schéma d'une coupe transversale d'un cœur humain

GIF d'un cœur humain en pompant du sang

• Les vaisseaux sanguins

Le cœur et les vaisseaux sanguins

Coupe transversale au niveau d'un vaisseau sanguin d'une souris

Les vaisseaux sanguins sont des tubes qui conduisent le sang dans tout l'organisme, on note cinq grand types: les artères, les artérioles, les veines, les veinules, et les capillaires sanguins.

2. Le rôle du sang dans le transport des gaz respiratoires et des nutriments

A. Transport de l'oxygène et du dioxyde de carbone

• Transport du dioxygène

Variation de la couleur du sang (A: en présence de l'air, B: en absence de l'air)

Pour vous aider à expliquer les variations de la couleur du sang, on vous propose l'analyse des données du documents suivant:

Hématies (globules rouges) vues au microscope électronique

Expliquons ce changement de couleur:

Le sang contient des hématies ou globules rouges. Les hématies contient une protéine colorée: l'hémoglobine (Hb).

L'hémoglobine existe sous deux forme:

    - Combiné à l'oxygène: Appelé oxyhémoglobine (HbO2) est de couleur rouge vif.

    - Non combiné à l'oxygène: hémoglobine seul est rouge sombre.

Donc on déduit que le dioxygène est transporté par les globules rouges (fixé à l'hémoglobine).

Au niveau des poumons, l'oxygène se fixe à l'hémoglobine pour former l'oxyhémoglobine, le sang est alors de couleur rouge vif.

Dans les organes, l'oxyhémoglobine libère l'oxygène et le sang qui revient vers les poumons est de couleur rouge sombre.

N.B: 98% de l'oxygène est transporté fixé à h'hémoglobine, et 2% sous forme dissoute dans le plasma.

• Transport du dioxyde de carbone

Pour le dioxyde de carbone, il est transporté dans le sang sous trois formes:

    -Une faible partie (20-30%) combinée à l'hémoglobine en formant la carbaminohémoglobine.

    -Une autre faible quantité (7-10%) est transporté sous forme dissoute dans le plasma.

    -La quantité la plus importante (60-70%) est transporté sous forme de composés dissous dans le plasma sous forme d'Ion hydrogénocarbonates: HCO3-.

B. Les échanges des gaz respiratoires et des nutriments

Les alvéoles pulmonaires: lieu des échanges respiratoires entre l'air et le sang

Au niveau des poumons, le sang s'enrichit en dioxygène et s'appauvrit en dioxyde de carbone. Ceci est assuré par des million de structures microscopiques: les alvéoles pulmonique. Les alvéoles pulmonaires sont richement vascularisés, le dioxygène et le dioxyde de carbone passe d'un coté à l'autre à travers les parois des alvéoles et des capillaires sanguins.

Le sang donc, en sortant des poumons , est riche en dioxygène et va en alimenter les différents organes du corps.

Les échanges entre le sang et les cellules du corps

Toutes les cellules des organes baignent dans un liquide plus ou moins riche en eau et en protéines, c'est le liquide interstitiel. ce liquide se forme à travers du plasma et a une composition proche.

La circulation du liquide interstitiel permet le passage des matière (oxygène, dioxyde de carbone, déchets) entre le sang et les cellules.

3. L'activité cardiaque et la circulation sanguine

A. Anatomie du cœur 

Photographie d'une coupe longitudinale du cœur du mouton

Le cœur est un organe creux (vide de l’intérieur), de structure musculaire, il pèse environ 300 grammes chez l'Homme et environ 250 chez la femme, il mesure en moyenne 12 cm de longueur. 

Le cœur pompe le sang dans les vaisseaux sanguins et les cavités du corps.

B. Les phases du cycle cardiaque

Si vous poser votre oreille sur la poitrine de votre camarade, vous entendrez deux bruits qui correspond au battement du cœur. La fréquence cardiaque au repos est en moyenne 60 à 80 battements par minutes, ces battements entraîne la révolution cardiaque (ou cycle cardiaque) qui consiste en trois étapes: 

• La systole auriculaire: C'est un remplissage actif des ventricules, les oreillettes se contracte et expulsent le sang vers les ventricules. Pour éviter le reflux du sang vers les oreillettes, les valvules auriculo-ventriculaires se ferme an produisant un son, c'est le premier son de battement du cœur.
• La systole ventriculaire: c'est l'expulsion du sang vers le système circulatoire, les ventricules se contractent et les valvules sigmoïdes s'ouvrent. Une fois le sang expulsé, les valvules sigmoïdes se ferme pour éviter le reflux du sang vers les ventricules, cette fermeture produit un deuxième bruit plus fort, c'est le deuxième son du battement cardiaque.
• La diastole: Dans cette phase, tout le cœur est relâché, ce qui permet le remplissage passif des oreillettes par les veines cave et les veines pulmonaires.

Les étapes de la révolution cardiaque

C. La circulation du sang au sein du corps humain

Le cœur donc met le sang en mouvement dans le système respiratoire, ce mouvement est organisé en deux circulations parallèles:

• Petite circulation (pulmonaire): alimentée par le cœur droit.

• Grande circulation (générale): alimentée par le cœur gauche.

Le cœur fonctionne comme une double pompe, il propulse le sang dans les artères pulmonaire et l'artère aorte.
Après avoir irrigué tous les organes du corps, le sang revient par les veines caves et les veines pulmonaires.

La circulation sanguine