Le sang circule toujours d'une zone de haute pression vers une zone de basse pression, et la pression artérielle est l'une des variables les plus étroitement régulées de l'organisme. Ce chapitre décrit l'organisation des vaisseaux, les lois de l'hémodynamique, les déterminants de la pression artérielle et ses deux grands systèmes de régulation, nerveux à court terme et hormonal à long terme. Les exercices d'application sur la loi D = ΔP/R sont un classique du contrôle de S5.
1. Organisation et rôle des vaisseaux
Le lit vasculaire s'organise en série : artères → artérioles → capillaires → veinules → veines. Les artères élastiques proches du cœur, riches en élastine, amortissent l'onde systolique et transforment un débit pulsatile en écoulement continu : c'est l'effet Windkessel. Les artérioles, très riches en muscle lisse, sont les vaisseaux de résistance : leur vasoconstriction ou vasodilatation règle à la fois la pression artérielle générale et la répartition du débit entre organes. Les capillaires, à paroi réduite à un endothélium et sa lame basale, sont les vaisseaux d'échange. Les veines, très distensibles et pourvues de valvules dans les membres, constituent les vaisseaux capacitifs : elles contiennent la plus grande part du volume sanguin.
L'appareil lymphatique complète le dispositif : les capillaires lymphatiques recueillent le liquide interstitiel non réabsorbé, ainsi que les protéines et les chylomicrons, et le ramènent à la circulation veineuse par le canal thoracique. Les organes lymphoïdes (ganglions, rate, thymus, amygdales) filtrent la lymphe et hébergent les cellules immunitaires. Un blocage lymphatique se traduit par un œdème.
2. Lois de l'hémodynamique
Le débit dans un segment vasculaire obéit à la relation D = ΔP / R : il est proportionnel à la différence de pression entre les deux extrémités et inversement proportionnel à la résistance. D'après la loi de Poiseuille, la résistance est proportionnelle à la viscosité du sang et à la longueur du vaisseau, et surtout inversement proportionnelle à la puissance quatrième du rayon : une faible variation de calibre artériolaire modifie donc énormément le débit. C'est pourquoi la vasomotricité artériolaire est l'outil de réglage privilégié de la circulation.
La vitesse du sang, elle, varie en sens inverse de la section totale du lit vasculaire : maximale dans l'aorte, elle devient minimale dans les capillaires, dont la section cumulée est énorme — ce ralentissement favorise les échanges. Au niveau capillaire, les mouvements d'eau obéissent à l'équilibre de Starling : la pression hydrostatique pousse le liquide hors du capillaire à l'extrémité artérielle, tandis que la pression oncotique des protéines plasmatiques le rappelle à l'extrémité veineuse ; le surplus est drainé par la lymphe. Une hypoprotidémie ou une hypertension veineuse rompt cet équilibre et crée un œdème.
3. La pression artérielle et ses déterminants
La pression artérielle est la force exercée par le sang sur la paroi vasculaire. On mesure la pression systolique (PAS), maximale pendant l'éjection ventriculaire, et la pression diastolique (PAD), minimale en fin de diastole, exprimées en mmHg ; les valeurs de référence chez l'adulte au repos sont de l'ordre de 120/80 mmHg. La pression différentielle (ou pulsée) est la différence PAS − PAD ; la pression artérielle moyenne (PAM) s'estime par PAD + (PAS − PAD)/3, car la diastole dure plus longtemps que la systole.
La PAM est le produit du débit cardiaque par les résistances périphériques totales : PAM ≈ Qc × RPT. Tout ce qui augmente la fréquence cardiaque, le volume d'éjection, la volémie ou le tonus vasoconstricteur élève la pression. La PA n'est jamais fixe : elle varie au cours du cycle cardiaque, avec la respiration, l'activité et le rythme nycthéméral (variabilité basale et extrabasale), d'où l'intérêt de la mesure ambulatoire de la pression artérielle (MAPA) sur 24 heures pour dépister une hypertension vraie.
4. Régulation nerveuse à court terme : le baroréflexe
La régulation immédiate repose sur le baroréflexe. Des barorécepteurs sensibles à l'étirement de la paroi sont situés dans le sinus carotidien et la crosse aortique ; ils envoient leurs messages par les nerfs glossopharyngien (IX) et vague (X) aux centres cardiovasculaires du bulbe rachidien. Une élévation de pression augmente la fréquence des potentiels d'action afférents : le centre répond en renforçant le tonus parasympathique et en levant le tonus sympathique, d'où bradycardie, baisse du volume d'éjection et vasodilatation — la pression redescend.
Inversement, une chute de pression (hémorragie, passage brusque en orthostatisme) réduit la décharge des barorécepteurs, lève le frein vagal et active le sympathique : tachycardie, augmentation de la contractilité, vasoconstriction artériolaire et veineuse. Le baroréflexe agit en quelques secondes mais s'adapte : il ne corrige pas une hypertension durable. Des chémorécepteurs (glomus carotidiens et aortiques) et les centres supérieurs modulent également la réponse.
5. Régulation hormonale à moyen et long terme
À plus long terme, la pression est réglée par le volume du liquide extracellulaire, donc par le rein. Le système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA) en est le pivot : une baisse de la pression de perfusion rénale, une baisse de la natrémie au niveau de la macula densa ou une stimulation sympathique déclenchent la libération de rénine par les cellules juxtaglomérulaires. La rénine transforme l'angiotensinogène en angiotensine I, convertie en angiotensine II par l'enzyme de conversion pulmonaire. L'angiotensine II est un puissant vasoconstricteur, stimule la soif et la sécrétion d'ADH, et provoque la libération d'aldostérone par la corticosurrénale, qui augmente la réabsorption rénale de Na+ et donc d'eau.
Deux systèmes s'y opposent : l'ADH (vasopressine), libérée par la posthypophyse en cas d'hyperosmolarité ou d'hypovolémie, retient l'eau ; et le peptide natriurétique auriculaire (ANP), sécrété par les oreillettes lorsqu'elles sont distendues, qui favorise l'excrétion de sodium et d'eau et abaisse la pression. Le retour veineux conditionne enfin la précharge : il est assuré par la pompe musculaire des membres inférieurs, les valvules veineuses, la pompe respiratoire et le tonus veineux sympathique.
Pression motrice moyenne de la circulation systémique sur un cycle cardiaque, estimée par PAD + (PAS − PAD)/3 ; elle est le produit du débit cardiaque par les résistances périphériques totales.
Boucle de rétrocontrôle négatif, à point de départ dans les barorécepteurs carotidiens et aortiques et à centre bulbaire, qui corrige en quelques secondes toute variation de pression artérielle.
| Vaisseau | Caractéristique de la paroi | Rôle fonctionnel |
|---|---|---|
| Artère élastique | Riche en élastine | Amortit l'onde systolique (Windkessel) |
| Artériole | Riche en muscle lisse | Vaisseau de résistance, règle la PA et le débit local |
| Capillaire | Endothélium + lame basale | Vaisseau d'échange |
| Veine | Paroi mince, distensible, valvules | Vaisseau capacitif, réservoir de volume |
Trois catégories fonctionnelles de vaisseaux
- D = ΔP/R ; la résistance varie comme l'inverse de la puissance quatrième du rayon (Poiseuille).
- Artérioles = vaisseaux de résistance ; capillaires = vaisseaux d'échange ; veines = vaisseaux capacitifs.
- PA de référence chez l'adulte ≈ 120/80 mmHg ; PAM ≈ PAD + (PAS − PAD)/3 ; PAM ≈ Qc × RPT.
- Équilibre de Starling : pression hydrostatique fait sortir l'eau, pression oncotique la fait rentrer ; excédent drainé par la lymphe.
- Baroréflexe : sinus carotidien et crosse aortique → nerfs IX et X → bulbe ; correction en quelques secondes.
- SRAA : rénine → angiotensine II (vasoconstriction, soif, ADH) → aldostérone (rétention de Na⁺ et d'eau) ; ANP fait l'inverse.
Les sujets marocains de S5 aiment l'exercice numérique : calculer une PAM, une résistance à partir de D = ΔP/R, ou prédire l'effet d'une division par deux du rayon artériolaire. La question de raisonnement classique est : décrire la séquence complète du baroréflexe après une hémorragie. Pièges : confondre pression différentielle et pression moyenne, croire que la PAM est la moyenne arithmétique de PAS et PAD, ou oublier que le baroréflexe s'adapte et ne règle pas la pression à long terme.