La fréquence cardiaque et la pression artérielle varient en fonction de l'activité. La pression artérielle étant fonction de la fréquence cardiaque, toute modification de la seconde entraîne une modification de la première. Ces variations sont contrôlées afin de ne pas dépasser certaines limites physiologiques. Le contrôle est assuré par une boucle de régulation nerveuse. Celle-ci fait intervenir capteurs, effecteurs et centre intégrateur. Ce contrôle permet de corriger une pression artérielle trop basse ou trop élevée en agissant sur la fréquence cardiaque.
Corrélation entre activité cardiaque et pression artérielle
Pression artérielle
La pression artérielle est la pression exercée par le sang contre la paroi des artères. C'est une force par unité de surface. On utilise aussi couramment le terme de "tension artérielle".
La pression artérielle se mesure traditionnellement en mmHg (millimètres de mercure) et non en Pascal (Pa) qui est l'unité standard de pression.
La pression artérielle est un indicateur de la santé d'un individu. Comme elle assure l'écoulement du sang du cœur vers les organes, sa valeur doit être suffisante pour permettre l'irrigation de l'ensemble des tissus.
Les valeurs physiologiques normales de la pression artérielle oscillent cycliquement entre une valeur maximale de 120 mmHg appelée pression systolique et une valeur minimale de 70 mmHg appelée pression diastolique. La pression artérielle est de ce fait l'association de deux pressions qui sont induites par le fonctionnement cardiaque.
Pression systolique
La pression systolique correspond à la pression exercée par le sang sur les artères lors de la systole, c'est-à-dire lorsqu'il sort du cœur lors de la contraction cardiaque.
Pression diastolique
La pression diastolique correspond à la pression exercée par le sang sur les artères lors de la diastole, c'est-à-dire lors du relâchement du cœur.
Variation de la pression artérielle associée au fonctionnement cardiaque
Il existe une corrélation entre les variations observées de la pression artérielle et celles de l'activité physique d'un individu. De ce fait, lors d'un effort ou d'un stress, la fréquence cardiaque et donc la pression artérielle, augmentent.
La pression artérielle et la fréquence cardiaque varient pour s'adapter aux besoins de l'organisme. On dit qu'elles sont régulées.
Valeur physiologique
Une valeur physiologique est une valeur (de pression artérielle, de température, etc.) "normale", c'est-à-dire compatible avec une bonne santé.
Les niveaux de régulation de la pression artérielle
La détection des variations de la pression artérielle
Au sein du système circulatoire, il existe des récepteurs sensoriels capables de détecter les variations de la pression artérielle : ce sont les barorécepteurs.
Barorécepteur
Les barorécepteurs sont des capteurs sensibles à la pression.
La localisation des barorécepteurs
Le contrôle de la pression artérielle via le contrôle de la fréquence cardiaque
La contraction rythmique du cœur est un mécanisme autonome, c'est-à-dire qu'il ne nécessite pas de stimulation nerveuse pour se produire, on parle d'automatisme cardiaque.
Cependant, le fonctionnement automatique du cœur est régulé par le système nerveux. Le centre de contrôle se situe dans le bulbe rachidien, à la base du cerveau. Le bulbe rachidien agit sur le cœur par l'intermédiaire de deux types de nerfs moteurs (ou efférents). Ils conduisent le message nerveux que l'on peut comparer à un train de signaux électriques depuis un centre nerveux (ici le bulbe rachidien) vers un organe effecteur (ici le cœur).
- Des nerfs sympathiques, qui sont cardio-accélérateurs, c'est-à-dire qu'ils ont pour effet d'accélérer la fréquence cardiaque.
- Des nerfs parasympathiques, qui sont cardiomodérateurs, c'est-à-dire qu'ils ont pour effet de diminuer la fréquence cardiaque.
La boucle réflexe de régulation de la pression artérielle
La régulation de la fréquence cardiaque (et donc de la pression artérielle) est un mécanisme réflexe, c'est-à-dire automatique, faisant intervenir un contrôle nerveux. L'organisme va réguler ce paramètre afin de le maintenir entre des valeurs compatibles avec la vie. La boucle de régulation va être composée :
- D'un ou plusieurs capteurs, capables de mesurer les valeurs du paramètre régulé, ici les barorécepteurs.
- D'un ou plusieurs effecteurs, qui peuvent modifier la valeur du paramètre régulé, ici le cœur.
- D'une communication entre capteurs et effecteurs réalisée par les nerfs sensitifs et moteurs, et traitée par un centre intégrateur, ici le bulbe rachidien.
L'ensemble de ces éléments forme la boucle de régulation.
Modèle général des éléments d'une boucle de régulation
Les effets d'une pression artérielle anormale
Cas d'une pression artérielle trop élevée : l'hypertension
Lorsque la pression artérielle est trop élevée, lors d'un effort physique par exemple, les barorécepteurs du sinus carotidien et de la crosse aortique sont stimulés, ce qui entraîne une augmentation de l'activité électrique des nerfs de Hering et de Cyon.
Le bulbe rachidien intègre ces informations et envoie une stimulation aux nerfs parasympathiques qui vont diminuer la fréquence cardiaque, ce qui permettra un retour à la normale de la pression artérielle.
Une hypertension peut endommager la paroi des artères et provoquer sa rupture. Cela peut causer une hémorragie interne. Si cela survient dans le cerveau, on parle d'accident vasculaire cérébral (AVC) pouvant causer des lésions graves.
Cas d'une pression artérielle trop basse : l'hypotension
Lorsque l'organisme est en hypotension, l'activité des nerfs sensitifs diminue et le bulbe rachidien est moins stimulé.
Le bulbe rachidien intègre ces informations, et envoie une stimulation aux nerfs sympathiques qui vont augmenter la fréquence cardiaque, ce qui permettra un retour à la normale de la pression artérielle.
L'hypotension peut provoquer des troubles de l'équilibre tels que des vertiges.