MÉCANIQUE DE LA CIRCULATION

Article I". — Circulation sanguine.

Le sang est contenu dans un système de canaux élastiques dont l'ensemble forme un tout continu et constitue l'appareil vasculaire. Cet appareil, dont il a déjà été donné une idée générale, est disposé de la façon suivante chez l'homme et les animaux supérieurs (fig. 351) :

L'aorte (a), partie du ventricule gauche, va se ramifier (artères) et fournir les capillaires de tous les organes (c), à l'exception de ceux des vésicules pulmonaires : ces capillaires, appelés aussi capillaires généraux, donnent naissance à des veines {dc), qui finissent par se réunir en deux gros troncs (veines caves supérieure et inférieure) qui s'ouvrent dans l'oreillette droite; de l'oreillette droite le sang passe dans le ventricule droit et de là dans l'artère pulmonaire par laquelle il arrive aux capillaires du poumon (P) ; à ces

{\) A consulter : L. Rosenthal : De tono cum musculorum, ete., 18.')7. — Vulpian : Sur la contractilité des uretères (Gaz. uiéd., 1858). — R. Heideuhain et Colberg : Vers, ûber den Tonus des Blasenschliessmuskels (Arch. fur Auat., 1858). — V. Wittich -^Ueber den Tonus des Ihirnblasen-Sphincters (Kônigsb. nied. Jahrb., 18G1). — \V. Engelman : Zur Physiologie des [fréter (Arch. de Piluger, t. II, 1869). — Kupressow : Zur Physiol, des Blasenschliessmuskels (Arch. de Pfluger, t. VI, 1872). — J. Budge : id. (id.).

PHYSIOLOGIE DU MOUVEMENT. ^'^'^ capillaires font suite des veines {vp) qui constituent quatre troncs (veines pulmonaires), qui s'ouvrent dans l'oreillette gauche, et la communication de cette oreillette gauche avec le ventricule gauche complète le circuit vasculaire. La partie du circuit qui va du ventricule gauche à l'oreillette droite constitue l'appareil de la grande circulation ; celle qui va du ventricule droit à l'oreillette gauche, l'appareil de la petite circulation ou circulation pulmonaire; les cavités gauches du cœur, les veines pulmonaires et 1 aorte et ses branches (artères) contiennent du sang rouge; les veines, les cavités droites du cœur et de l'artère pulmonaire contiennent du sang veineux.

Le sang remplit l'appareil vasculaire de manière à distendre les parois des vaisseaux, autrement dit les vaisseaux contiennent plus de sang qu'il n'en faut pour leur calibre normal, pour leur forme naturelle; le sang se trouve donc, grâce à la force élastique de la paroi vasculaire, sous un état de tension permanente, tension sujette avarier, du reste, avec les variations du calibre total du système vasculaire.

Le sang n'est pas immobile dans les vaisseaux ; il y circule, c'est-àdire qu'il s'y meut et toujours dans lé même sens, de façon qu'une molécule sanguine prise en un point quelconque de l'appareil vasculaire revient au bout d'un certain temps, à son point de départ. La découverte de la circulation a été faite, en 1628, par Harvey.

La circulation du sang se fait d'après les mêmes lois que le mouvement de tous les liquides ; la cause de ce mouvement n'est autre que la différence de pression du sang dans les divers segments du circuit vasculaire, et si le cœur peut être considéré comme l'organe principal de la circulation, c'est que son rôle essentiel est précisément de maintenir cette inégalité de pression.

§ 1". — Principes g^énéruux «l'iiydroflyunniiquc.

Procédés. — Procédés pour l'étude de Técoulement dans les tubes capillaires [Transpiration de Graham). — 1° Pr. de Poiseuille. Pour étudier l écouleiuoiil do? liquides dans los tubes capillaires, Poiseuille s'est servi de l'appareil suivant (tig. 3o2). Un vase de verre eu forme de fuseau, M, se continue à sa partie inférieure

Kig. Vol.

Schéma de l'appareil vasculaire.

PHYSIOLOGIE SPÉCL\LE.

avec un tube qui présentr ^ul• sdu trajet uiio ampoule, A, et se recourbe eusuite horizoutalement eu se contiuuaut par uu tube capillaire, /'; au-dessus et au-dessous de l'auipoule, dont la capacité est connue, sont marqués deux traits c et d. On remplit d'abord l'ampoule A d rau (listillée jusqu'au-dessus du trait c et on place le tube capillaire /"dans un réservoir d'eau ; on fait alors communiquer la partie supérieure du vase M avec un réservoir d'air comprimé et on ouvre le robinet supérieur; le liquide s'écoule par le tune capillaire et, avec un cathétomètre, on détermine le moment où le niveau du liquide aftleure en c; on note alors le temps qui s'écoule jusqu'à ce que le liquide arrive en d: on connaît le calibre du tube capillaire, la température du liquide et la pi-ession

Fig. 35?. — Appareil de Fig. 353. — Transpiromelrc

Poiscuille. d'Haro (*).

de l'air comprimé; il est facile alors de trouver la durée d'écoulement. Regéczi a modifié récemment le procédé de Poiscuille. — 2° l'r. d'Haro. Haro s'est servi, pour étudier la transpirabilité des liquides, d'un simple tube thcrmométrique terminé à sa partie supérieure par une sorte d'entonnoir et à sa partie inférieure par une ampoule; on plonge l'extrémité supérieure dans le liquide ot on aspire par l'ampoule; une fois le tube rempli, on applique la pulpe du doigt sur l'ouverture de l'entonnoir et on retourne le tube, qu'on place sur un support; le liquide" s'écoule et on note le temps de l'écoulc-

(*) A, grande éprouvette. — H, liouclion évasé. — C, tube capillaire muni d'ampoules. — D, D, ajutages en caoutchouc présentant une ouverture latérale. — E, E, tubes en U. — 1,1, traits circulaires tracés sur les ampoules. — T, T, tlii-rmomèlres. — L, bandelette élastique maintenant le tube et les thermomètres sur une plaque di! liège.

PHYSIOLOGIE DU MOUVEMENT, '-

mont jusqu'à ce que le niveau «lu liquide soit arrivé à uu trait marqué sur le tube capillaire. Daus des recherclies récentes, il a employé uu appareil plus perfectionne [Mg. 'i^è), le Iranspiromêtre. Daus ce second appareil, le tube capillaire a une autre forme : U présente à chacune de ses extrémités une ampoule de 5 centimètres cubes environ de capacité, communiquant avec des tubes en U dans lesquels plongent des thermomètres divisés en dixièmes de degré; ces diverses pièces, reliées entre elles a laide de manchons en caoutchouc, sont fixées par une bandelette élastique mobile sur une plaque de liège et introduites ainsi dans une grande éprouvette qu'on ferme avec un bouchon fortement évasé.

Pour faire l'expérience, on enlève le thermomètre inférieur, le sang est versé dans le tube eu U, puis le tout étant remis en place, on retourne l'éprouvette et on la pose verticalement sur une table, le bouchon évasé tenant alors lieu de pied. Pendant ce mouvement, le liquide entraîné par la pesanteur passe du tube en U dans l'ampoule correspondante et le capillaire qui lui fait suite; à mesure que récoulement se produit, l'air péuèlre <lans l'appareil par une petite ouverture pratic(née sur le manchon de caoutchouc ; le niveau (lu liquide ne tarde pas à paraître sous cet ajutage, on note le moment précis où il franchit uu trait circulaire tracé sur l'ampoule, et l'on ciiuipte le nombre de secondes écoulées jusqu'à ce qu'il atteigne la partie supérieure du capillaire; le second thermomètre indique la température finale de l'expérience. Cette disposition instrumentale permet de répéter, dans des conditions identiques, plusieurs fois de suite la même épreuve; il suffit pour cela de retourner l'éprouvette et de noter de la même manière la durée de l'écoulement qui se produit en sens inverse comme daus un sablier. A. Schlarewsky a donné un petit appareil à l'aide duquel on peut obtenir facilement un écoulement constant, soit ascendant, soit descendant, dans un tube capillaire. {Arch. (U- r/li/ger, t. I. p. C2.5.)

Appareils schématiques. — 1° Schéma de Weber. — Weber a construit un appareil très simple pour représenter les phénomènes essentiels du mécanisme circulatoire (fig. 3."i4).

L'appareil de Weber se compose d'une anse d'intestin grêle repliée sur elle-même. La portion 1 de l'anse, qui représente le ventricule, est placée entre deux systèmes de soupapes, 2 et 11, qui empêchent le reflux du liquide en sens inverse de la direction des fièches. Ces soupapes font saillie dans des tubes de verre, ;{ et 13, qui sont unis avec le segment ventriculaire 1 et avec le reste de l'anse intestinale. Eu G, se ti'ouve une espèce de crible, 7, qui met obstacle au passage du liquide et qui représente les capillaire système veineux indique la

iMg.

- Srlicina circulatuire de Wcher.

3s; la portion d'intestin 4, 5, correspond au système artériel, la portion 8 !) au lieux. L'appareil se remplit d'eau par l'entonnoir 10; la direction des flèches dn-ection du mouvement du liquide. Supposons d'abord que le crible 7 n'existe pas. On comprime le segment 9 du tube qui figure l'oreillette; une partie du liquide passe dans le ventricule i, l'autre refiuc en sens inverse; on comprime alors le ventricule, la soupape 11 se ferme, la soupape 2 s'ouvre et le liquide passe dansées artères, 4. Si le tube artériel était rigide, toute la masse liquide incompressible serait

— PHYSIOLOGIE SPÉCIALE

mue dans le sous de la flèche, niais, les paroi? étaut élastiques, la masse liquide poussé par le ventricule se loge dans la première partie du tube artériel qui se dilate, puis de cette première partie dans une seconde et ainsi de suite; le déplacement, au lieu de se faire en bloc et d"ètre instantané, est successif; il se forme donc, à chaque poussée du liquide, une oiule positive qui parcourt le tube artériel. Cette onde positive n'est pas suivie d'une onde négative parce que le liquide, à cause de la disposition de la soupape 2, ne peut refluer dans le ventricule.

.Maintcuant. quand on cesse de comprimer le ventricule I, il se relâche, et si on comprime rort'illette 9, le liquide afflue dans le ventricule et il se fait au niveau de l'oreillette une onde négative qui se propage dans le tube veineux dans la direction de 3 en 8, en sens inverse des flèches; niais les molécules Tuinides n'en continuent pas inoius à progresser dans le tube veineux dans la direction des flèches; le résultat total sera donc un déplacement du liquide, une circulation de 8 en 6 et une ondulation négative se propageant en sens inverse.

Si alors on interpose en G un tamis ou une éponge, 7, que se passera-t-il ? Les obstacles qui se produisent en 6 auront les conséquences suivantes : 1" l'ondulation positive déterminée par la poussée du ventricule, au lieu d'an'iver jusqu'à l'oreillette, s'arrêtera en 7 (capillaires), qu'elle ne pourra dépasser, et restera limitée au tube artériel; 20 à chaque poussée du ventricule, il passera plus de liquide du ventricule dans le tube artériel qu'il n'en passera de 5 en 8, du tube artériel dans le tube veineux; la pression augmentera par conséquent dans le tube artériel et diminuera dans le tube veineux jusqu'à ce que la différence des deux pressions atteigne un degré suffisant pour qu'à chaque poussée il passe autant de liquide de 1 en 4 que de 5 en 8 et de 9 en 1. A ce moment, le courant devient constant dans l'appareil à partir de 7, et la coupe trasversale du tube veineux reste invariable.

Rien de plus simple maintenant que d'appliquer ces notions à la circulation. Quand le ventricule se contracte, la valvule auriculo-vcntriculaire empêche le reflux dans l'oreillette, les valvules sigmo'ides s'ouvrent et le sang du ventricule passe dans l'artère, de là dans les capillaires et revient par les veines dans l'oreillette; celle-ci se contracte et chasse le sang dans le ventricule et ainsi de suite ; quant à la question de savoir si une partie du sang de l'oreillette reflue dans les veines comme dans le schéma de Weber, elle sera traitée avec le mécanisme du eœur.

La difl'érence principale entre la circulation réelle et la circulation dans le schéma de Weber, c'est que l'onde négative qui, dans le schéma de Weber, se produit dans l'oreillette et se propage dans le tube veineux n'existe pas dans la circulation animale, et le rôle de l'oreillette, comme on le verra plus loin, parait être précisément de s'opposer à la production de cette onde négative. En outre, dans la circulation normale, le courant est déjà constant et uniforme dans les petites artères et avant les capillaires. Burdon-Sandcrson a imaginé aussi un schéma de la circulation analogue à celui de Weber {Uandbook for the physiol. Labor., p. 221, fig. 211).

2" !>rhémas de Mnrey. — .Vlarey a imaginé des appareils plus compliqués que Weber et qui permettent de reproduire artificiellement la plupart des phénomènes circulatoires [Cœur artificiel de Marey). L'appareil de Weber, quoique bien moins perfectionné, suffit pour démontrer d'un façon très nette et très simplement les faits principaux sur lesquels est basé le mécanisme circulatoire, mais ils ne peuvent servir à étudier tous les détails de ce mécanisme. Cette étude, au contraire, peut être faite facilement avec les appareils de .Marey qui reproduisent fidèlement les phénomènes de la circulation cardiaque <>t artérielle et donnent des tracés presque identiques aux tracés obtenus sur les. animaux et sur l'homme. Ils ont aussi l'avantage de permettre d'imiter les différentes lésions qui peuvent se produire dans l'appareil circulatoire (rétrécissement, insuffisances valvulaires, anévrysmes, etc.), et d'étudier les caractères physiques par lesquels se traduisent ces lésions (Voir : Marey, Trav. du labor., 1873, p. G3, 1878-79, p. 233, et la Circulation du sang, p. 711). Des appareils schématiques ont aussi été construits par un certain nombre de physiologistes, Sandborg, Terek, etc.

Avant d'étudier le mécanisme même de la circulation, il me paraît indispensable de rappeler en quelques mots les notions générales d'hydrodynamique nécessaires à la physiologie.

PHYSIOLOGIE DU MOUVEMENT