Variations de la pression artérielle en fonction de la position

Nicolas
Rambier
M1 S7
SPAPAS
Travaux pratiques :
Variations de la pression artérielle en fonction de la position
N.Tordi
année 2011/2012
UFR STAPS Besançon
Introduction :
Au cours de se TP nous avons cherché approfondir notre connaissance du système
cardiovasculaire. Et plus particulièrement sur la régulation de la pression sanguine, ou plus
communément appelée la tension. Nous avons mis en place plusieurs types de protocoles dans un
but de mesurer les variables physiologiques et d'en extraire les adaptations en fonction de la
situation.
Dans un premier temps, nous nous intéresserons au système cardiovasculaire dans sa généralité.
Comprendre ses fondamentaux pour bien cerner le sujet.
Puis ensuite nous verrons les différents protocoles, leurs résultats et une interprétation de ses
derniers.
Le système cardio-vasculaire :
Le système cardiovasculaire est souvent décrit comme une plomberie qui aurai pour pompe
le cœur, les conduits seraient les vaisseaux sanguins et le fluide, le sang. Son rôle est primordial
dans l'équilibre de l'homéostasie. En effet de ce système dépend le bon fonctionnement de
l'organisme. Le système cardiovasculaire a pour rôle de transporteur :
•
Transport : Distribution : oxygène, nutriment et élimination déchets
•
Régulation : Thermorégulation et maintient du pH
•
protection : prévention hémorragie, transport globules blancs
Le système cardiovasculaire peut être divisé en trois grandes parties grandes parties, la
partie dite « mécanique », le cœur et un autre structurel vaisseau chargés de conduire le sang et le
sang. Pour bien comprendre le fonctionnement et la régulation de la pression sanguine, il est
important de connaître tout le système.
1) la pompe :
Le cœur est une pompe musculaire. Il est divisé en quatre cavités : deux oreillettes et deux
ventricules. Les oreillettes recueillent le sang des veines (caves et pulmonaire). Et les ventricules
étant chargés d'évacuer le sang dans les artères (pulmonaire et aorte). Les oreillettes et les
ventricules sont reliés entre elles par des valves à sens unique. Ainsi, il ne peut y avoir de reflux.
Le cycle cardiaque se décompose en deux phases bien distinctes, une de systole (contraction) et une
autre de diastole (relaxation). Il débute par un remplissage des oreillettes. Le sang arrive des veines
caves pour la partie gauche et des veines pulmonaires pour la partie droite. Une fois pleine il y a une
contraction des oreillettes, qui se vident dans les ventricules. Une fois pleins, les ventricules se
contractent à leur tour pour éjecter le sang dans les artères pulmonaire gauche et aortique à droite.
L'innervation du cœur se fait grâce à deux systèmes : le système nerveux sympathique
(SNS) et le système nerveux parasympathique (SNP). Le premier excite le muscle cardiaque. Tandis
que le second est chargé de le faire ralentir.
Le potentiel d'action pour la contraction cardiaque se déplace sur le coeur du nœud sinusoïdal
jusqu'à l'apex.
Indépendamment de ça, le cœur possède ce que l'on appelle un automatisme. C'est-à-dire que même
sans être innervé il est capable de battre en autonomie. Il se situe aux alentours des 110 battements
par minutes.
C'est le bulbe rachidien qui régule l'activité cardiaque en fonction de mécanocepteur et
chimocepteurs présent dans l'organisme. Concrètement, il répond au besoin de l'organisme soit en
fesant augmenter ou diminuer la fréquence cardiaque en autre. Dans le but de maintenir
l'homéostasie.
2) sang :
Le sang ou le plasma sanguin est l'élément central du système. C'est un liquide visqueux qui
circule dans tout l'organisme. C'est au sein de ce liquide que le transport lieu.
Le plasma sanguin est composé à 90% d'eau. On retrouve ensuite les protéines : globules rouges,
globules blancs, facteurs de coagulation (plaquettes), des enzymes ; des nutriments, des gaz
respiratoires...
3) vaisseau sanguin :
La circulation sanguine est divisée en deux. On retrouve d'un côté la petite circulation, qui
correspond à l'irrigation des poumons. Et de l'autre on à la grande circulation, aussi appelée
circulation systémique.
Le sang circule à travers tout le corps grâce à un réseau de conduits. Ces conduits sont
tapissés de muscles lisses qui en contractant (vasoconstriction) ou en se relâchant (vasodilatation)
font varier le diamètre de ses conduits.
Au départ du coeur, on retrouve les artères, qui conduisent le sang jusqu'à des régions. Les artères
sont de gros vaisseaux qui ont de propriétés élastiques. Le déplacement du sang dans ses vaisseaux
se fait de façon pulsative. Quand le sang est éjecté dans l'artère aorte, il y a une énorme
pression,120mmHg. Celle-ci déforme la paroi de l'artère, ce qui donne une augmentation de son
diamètre. Quand le cœur se met en diastole, la paroi reprend sa place, donc il y a diminution du
volume et le sang continu à circuler. Cette onde pulsative va se reprendre jusqu'aux artérioles. Cette
subdivision, ayant plus de muscle lisse, ne permet pas une grande élasticité. L'onde aura totalement
disparu au niveau des capillaires. C'est dans cette dernière division que les échanges ont lieu, car
c'est là que l'étanchéité est la moins forte.
Ensuite le sang repart dans des veinules qui vont rejoignent de plus gros vaisseaux appelés veines.
Ces dernières ramèneront le sang jusqu'au cœur. La problématique du retour c'est que l'homme étant
le plus souvent en position debout, le retour sanguin est ralenti par la gravité. Donc les veines
disposent de valvules, comme celle du corps, à intervalles réguliers pour éviter le reflux. Et le sang
remonte jusqu'au cœur grâce à la contraction des muscles squelettiques qui compriment les veines.
La circulation devient continue et non plus pulsative.
A noter que 60% du sang se situe dans les conduits veineux et seulement 11% dans les artères. Les
veines jouent donc un rôle de réservoir. L'organisme pourra s'en servir en cas de diminution de la
pression artérielle.
Pression sanguine :
La pression d'un liquide est exprimée en millimètre de mercure. Cette mesure est la pression
exercée par une colonne haute d'un millimètre sur une
surface 1cm².
Le déplacement du sang se fait par gradient de
pression. C'est-à-dire qu'il se déplace des zones de haute
pression vers des zones de basses pressions. La zone de
haute pression étant à la sortie du cœur, on retrouve une
pression maximale (voir schéma ci-contre). Plus on se
s'éloignera du cœur plus la pression diminuera. Donc la
pression sera minime dans les veines.
On peut expliquer cette diminution de pression par la résistance qui s'oppose au sang dans son
avancement. Cette résistance peut avoir trois origines, le diamètre du vaisseau, la viscosité et la
longueur. Sachant que dans le corps humain la longueur et la viscosité est relativement constantes.
La résistance à l'avancement est surtout dû au diamètre des vaisseaux.
La pression sanguine dépendrait donc du débit cardiaque et de la résistance périphérique. Le
bulbe rachidien se doit de maintenir une pression stable et répondre aux différents besoins de
l'organisme. Pour maintenir une pression constante, le bulbe rachidien dispose d'un moyen de
contrôle : les barorecepteurs.
Ces barorecepteurs contrôlent la pression dans les artères. Et plus précisément dans l'artère aorte et
dans la carotide. Une augmentation de la pression augmentera leur activité. Et inversement en cas
de diminution.
En cas de dé-équilibre les centres vasomoteurs, appliqueront des corrections sur : la fréquence
cardiaque, le débit cardiaque, la vasoconstriction/vasodilatation.
Voici dans le tableau résumant les réflexes déclenchés par les barorecepteur qui permettent le
maintien de la pression artérielle normale :
La régulation de la pression se fait aussi par des mécanismes chimiques. Ces mécanismes
répondent aux variations de la composition du sang enregistré par les chimiocepteurs. Ils sont
sensibles aux variations de la composition sanguine.
Les réponses chimique, à ses variations seront une libération hormonale, qui influera sur la pression
artérielle. Voici un tableau résumant leurs actions :
variable
hormones
Effet sur pression artérielle
Débit cardiaque ↑ Fc, et débit
adrénaline/noradrénaline
↑pression artérielle
Résistance
angiotensine
↑pression artérielle
↑vasoconstriction
Hormones antidiurétiques
périphérique
adrénaline/noradrénaline
↓vasodilatation
Volume sanguin ↓
perte
eau
sodium
adrénaline/noradrénaline
et Facteur
↓pression artérielle
natriurétique ↓pression artérielle
auriculaire
↑ rétention sodium Aldostérone, cortisol
↑pression artérielle
et d'eau
↑rétention eau
Hormone antidiurétique
Les reins sont un autre moyen dont dispose le corps pour réguler la pression sanguine.
Rappelons que le rôle des reins est de filtrer le sang. En augmentant plus ou moins la vitesse
d’assainissement, la quantité de liquide qui passera dans l'urine sera plus ou moins importante.
Ainsi, le rein fera augmenter ou diminuer le volume sanguin. En cas de trop forte pression, il
augmente la vitesse, et dans le cas d'une pression insuffisante il la diminue.
Le rein dispose aussi d'un moyen indirect pour réguler la pression sanguine. En libérant une
enzyme, la reinine. Qui libérer dans le sang va créer une réaction enzymatique, qui formera
l'angiotensine II. Cette hormone provoquera une vasoconstriction.
Méthodologie :
Population étudiée :
•
La population étudiée était composée de trois filles et de
cinq garçons pour un total de huit. Leur taille moyenne se
situait 176cm ±6cm pour un poids moyen de 67,6kg ±
7,13kg.
sujet
1
2
3
4
5
6
7
8
Taille
1,72
1,87
1,86
1,72
1,71
1,7
1,76
1,79
Poids
64
75
65
80
56
57
70
74
Protocoles :
•
Tilt test :
Aussi appelé le test de la table à bascule. Le sujet après avoir mis un cardio fréquence mètre
thoracique, se postera sur la table. Les opérateurs la basculeront, et le sujet se retrouvera
l'horizontale pendant cinq minutes.
Suite à ça, il y aura un tilt. C'est-à-dire que l'on repassera le sujet à la verticale, et ce, pendant cinq
minutes.
Attention, c'est pendant ces cinq dernières minutes que le sujet peut avoir des étourdissements dû
aux manques d'afflux sanguin au cerveau.
Outils :
•
Montre cardio fréquence mètre sx 410 Polar ©
•
table Tilt test
Test de la bascule inversé :
Le sujet sera équipé d'un cardio fréquence mètre ainsi que de deux tensiomètres. Ces
derniers seront placés sur le bras droit et la cheville droite. Le sujet sera allongé durant toute la
durée de l'opération.
Un opérateur relèvera toutes les 2minutes en moyenne la pression sanguine.
Après avoir passé cinq minutes allongées, on montera le tapis jusqu'à 16%. Et là on attendra de
nouveau cinq minutes.
Outils :
•
Montre cardio fréquence mètre sx 410 Polar ©
•
deux tensiomètres
•
un tapis inclinables à 16%
Résultats
Tilt test
Pour chaque sujet, une moyenne de la fréquence cardiaque (fc) est faite entre les cinq premières minutes et
les cinq dernières. Pour comparer les résultats, la variation de la fréquence cardiaque est reportée en
pourcentage.
bascule inversée :
Discussion
Tilt test :
Au cours du changement de position, on a pu observer chez tous les participants une
augmentation de leur fréquence cardiaque. En effet, on remarque une évolution générale de 37%, de
plus ou moins 8points, de la fréquence cardiaque entre la position couchée et la position debout.
Cette augmentation peut être facilement expliquée par une baisse de la pression artérielle. En effet
en passant en position debout la force de gravité va faire redescendre le sang au niveau des
membres inférieurs. En position couchée la gravité n'avait aucune incidence sur la répartition du
sang.
Les sujets ont d'ailleurs déclaré ressentir cette descente du sang vers les jambes. Il y aurait donc une
augmentation du volume sanguin au niveau des membres inférieurs. Ce qui par conséquences se
traduit par une augmentation de la pression sanguine au niveau des membres inférieurs. Et une
dépression au niveau supérieur. Les capteurs barométriques situés au niveau de la carotide et de la
crosse aortique l'enregistrent et provoquent un réflexe pour rétablir une situation normale. Si cette
situation n'est pas rétablie correctement, le manque d'irrigation du cerveau se fera vite sentir, par un
étourdissement.
Donc on remarque une augmentation de la fréquence cardiaque pour faire circuler le sang.
Augmenter la pression à la sortie du cœur, provoquera une augmentation générale. De plus, cette
accélération fera aussi remonter de façon mécanique le sang des membres inférieurs. On peut
estimer qu'en plus de l'augmentation de la fréquence , il y a dans le même temps une augmentation
de la force de contraction. Mais ceci ne peut être mesuré qu'avec un tensiomètre.
On peut remarquer des disparités d'accélération de la fréquence cardiaque entre les participants. On
n’a pas tous les mêmes capacités d'adaptations. Et chacun développe ses mécanismes favoris
d'adaptation.
Il aurai été intéressent d'ajouter au protocole des tensiomètres ainsi on aurai pu visualisé,
l'augmentation du volume sanguin dans les membres inférieurs (au niveau de la cheville), et
l'augmentation de la tension sanguine (dans le bras) en même temps que la fréquence cardiaque
pour palier à ce déséquilibre.
Balance inversée :
Lors de ce test, nous avons mesuré les variations de pression sanguine en fonction du
changement de position. Lors de cette expérience, nous avons pu observer après la bascule une
diminution de la pression au niveau du bras et de la cheville. Le rythme cardiaque quant à lui restait
relativement stable d'une façon générale.
La diminution de la pression au niveau de la cheville est dû la sur élévation des jambes 16%. La
gravité facilitera le retour veineux, et donc le sang redescendrait vers le haut du corps. Mais la
pression artérielle reste identique, voire en très légère baisse. Ce ci semble dû à l'afflux de sang vers
le coeur, qui ferai augmenter la pression. Donc pour conserver un état stable, le corps ferait
diminuer la pression.
On remarque une diminution de la fréquence cardiaque. Cette diminution est une adaptation de
l'organisme pour faire diminuer la pression la sortie du cœur.
Là aussi on peut remarquer la disparité des résultats. Chaque individu réagit de façon différente,
notamment au niveau de la fréquence cardiaque.
Conclusion :
Au cours de ce travail pratique, nous avons pu faire des expériences visant à mettre en
évidences les mécanismes d'adaptation du système cardiovasculaire pour maintenir une pression
sanguine stable.
Nous nous sommes plus particulièrement concentrés sur l'influence du changement de position sur
la pression artérielle et la fréquence cardiaque. Nous avons pu mesurer leurs variations et pu
comprendre leurs fonctionnements. Il a été remarquer dans chacune des expériences des disparités
inter individuelles au niveau des mécanismes d'adaptations. Il serait intéressent de refaire ces
expériences, mais avec des groupes différents d'individu. Pour par exemple voir l'influence de la
pratique d'une activité physique sur les mécanismes d'adaptations du système cardiovasculaire aux
variations de pressions.
Bibliographie :
•
dee unglaub silverthorn, Physiologie humaine, une approche intégrée, pearson education,
2007, Paris
•
E.N.Marieb ,Anatomie et physiologie humaine, De Boek université, 1999, Paris
•
Djabella, modélisation de l’activité électrique du cœur et de sa régulation par le système
nerveux autonome, soutenu 06/2008
•
L.Mourot, régulation neurovégétative des fonctions cardiovasculaires. Étude lors de
l’exercice, de l’entraînement, du surentraînement et lors de l’immersion. Soutenue 10/04
•
Cours Licence STAPS, système cardiovasculaire (N.Rieth), réponses du système
cardiovasculaire à l'exercice physique et à l'entrainement (H.Portier)