Les vaisseaux sanguins constituent les vastes réseaux par lesquels le sang quitte le cœur pour irriguer les tissus, et d'autres vaisseaux sanguins reviennent de ces tissus vers le cœur avec du sang pauvre en oxygène. Chaque type de vaisseau joue un rôle distinct dans le transport du sang, des nutriments et des déchets. La structure histologique de ces vaisseaux est adaptée à leurs fonctions spécifiques, permettant une circulation sanguine efficace à travers l'organisme. Le système cardiovasculaire, composé du cœur et des vaisseaux sanguins, assure ainsi l'apport essentiel d'oxygène et de substances nutritives aux tissus, tout en éliminant les déchets métaboliques.
Une structure murale en trois tuniques
Les parois de la plupart des vaisseaux sanguins possèdent trois couches distinctes, ou tuniques, dont l'observation est facilitée par des colorations à l'hématoxyline-éosine en microscopie optique. Ces tuniques sont l'intima, la média et l'adventice. Les limites entre ces trois couches sont généralement bien distinctes.
La tunique intime : la couche interne et essentielle
La tunique la plus interne est la tunique intime, aussi appelée intima. Cette couche est tapissée par l'endothélium, qui est composé de cellules épithéliales pavimenteuses simples. L'endothélium délimite la lumière, c'est-à-dire le canal dans lequel circule le sang, et est recouverte d’un revêtement anti-adhésif sur lequel glissent le sang et tout ce qu’il transporte. L'intima comprend également une membrane basale et une mince couche de tissu conjonctif sous-endothélial, notamment composée de collagène, le matériau qui donne sa rigidité aux tissus.
La tunique moyenne : le centre de la régulation vasculaire
La couche musculaire moyenne du vaisseau sanguin est la tunique moyenne, ou média. Le muscle de cette couche est du muscle lisse équipé de récepteurs adrénergiques alpha et bêta. La stimulation des récepteurs alpha entraîne une contraction des muscles lisses, tandis que la stimulation des récepteurs bêta entraîne une dilatation des vaisseaux. Par conséquent, cela permet une régulation sympathique de la pression artérielle. Cette couche est la partie vivante de l’artère et contient des facteurs dilatants (les agents vasodilatateurs) et contractants (les agents vasoconstricteurs), agissant sur les cellules musculaires lisses qui font varier le calibre (lumière) de l’artère. Parmi les agents vasodilatateurs, on trouve l'oxyde nitrique et la prostacycline, et parmi les agents vasoconstricteurs, l'endothéline, le thromboxane et l'angiotensine II.
L'adventice : la couche externe protectrice
La couche la plus externe des vaisseaux sanguins est l’adventice, également connue sous le nom de tunique externe. Cette couche est principalement composée de collagène de type I et de tissu conjonctif élastique (dans les artères), assurant ainsi soutien et protection aux vaisseaux.
Les artères : des conduits à haute pression
Les artères sont des vaisseaux sanguins qui transportent le sang en provenance du cœur vers les organes. Elles sont solides, souples et élastiques, ce qui leur permet de tolérer les pressions artérielles les plus élevées. La quasi-totalité des artères conduisent un sang oxygéné vers les organes. Les artères se rétrécissent (reculent) passivement lorsque le cœur se détend entre deux battements, maintenant ainsi la pression artérielle grâce à leur élasticité. La paroi musculaire des artères et des artérioles est relativement épaisse, car la pression sanguine y est élevée et parce qu’elles doivent ajuster leur diamètre pour maintenir la pression sanguine et contrôler le flux sanguin. Comparées aux veines, aux capillaires et aux lymphatiques, les artères sont les plus grands des vaisseaux.
Les artères et les artérioles ont des parois musculaires qui peuvent ajuster leur diamètre pour augmenter ou réduire le flux sanguin dans une partie donnée du corps. Lorsque le sang est éjecté du cœur, il parcourt les grandes artères et leurs ramifications jusqu’aux plus petites nommées les artérioles.
Classification des artères
Les artères se ramifient en vaisseaux de plus en plus petits jusqu’à former de très petits vaisseaux appelés artérioles. Le diamètre de la lumière diminue progressivement au fur et à mesure que les grandes artères se ramifient en artères plus petites.
Artères élastiques
Les artères élastiques sont les grosses artères à la paroi épaisse situées près du cœur. Elles possèdent le plus grand diamètre et la plus grande élasticité. De grandes artères comme l'aorte ont une tunique moyenne épaisse avec de nombreuses fibres élastiques, leur permettant d'absorber et d'amortir la pression pulsatile provenant du cœur. Grâce à cette élasticité, elles peuvent supporter et compenser de grandes fluctuations de pression durant la systole ventriculaire. Elles sont étirées lorsque le sang arrive sous pression et tendent ensuite à revenir à leur degré d’étirement initial durant la diastole ventriculaire. Ces vaisseaux plus grands contiennent deux couches supplémentaires : les lames élastiques interne et externe. La première est une bande ondulée de fibres élastiques entre la tunique intime et la moyenne, tandis que la seconde se trouve entre la tunique moyenne et l’externe.
Artères musculaires
Les artères élastiques donnent naissance aux artères musculaires ou distributrices. Ces vaisseaux représentent les artères moyennes et apportent le sang aux divers organes. Les vaisseaux plus grands mentionnés précédemment se ramifient en artères musculaires de taille moyenne. Ces vaisseaux ont une plus grande quantité de muscles lisses dans la tunique intime par rapport à leurs homologues élastiques. La tunique interne des artères musculaires contient plus de muscle lisse et moins de tissu élastique que celle des artères élastiques.
Artérioles
Les artères musculaires de taille moyenne se ramifient en plus petites artérioles qui constituent la plus petite division du réseau artériel. Les artérioles sont les plus petites artères. Elles se ramifient pour former des capillaires, assurant la transition vers le réseau d'échanges.
Les capillaires : le lieu des échanges
Les capillaires sont les plus petits vaisseaux du système circulatoire, constituant un pont entre les artères et les veines. Ce sont de minuscules vaisseaux dont la paroi est extrêmement fine et qui forment des réseaux autour des cellules de l'organisme. Les parois fines des capillaires permettent à l’oxygène et aux substances nutritives de passer du sang vers les tissus, et aux déchets de passer des tissus vers le sang. Ils sont le lieu d’échanges gazeux et métaboliques entre le sang et les tissus. Les capillaires ont tendance à se regrouper en réseaux nommés lits capillaires. Un manchon de muscle lisse appelé sphincter précapillaire entoure la racine de chaque capillaire vrai, permettant de réguler le flux sanguin vers ces lits capillaires en fonction des besoins des tissus, par exemple lors d’un effort où des besoins supplémentaires en nutriments sont requis. Les parois des capillaires sont composées de cellules endothéliales, d'une lame basale et de quelques cellules contractiles dispersées appelées péricytes. Ils sont composés entièrement d’endothélium.
Types de capillaires
Selon leur structure, les capillaires sont classifiés en différents types, chacun adapté à des fonctions spécifiques d'échange.
Capillaires continus
Les capillaires continus sont les plus fréquemment rencontrés et les plus répandus. Les cellules endothéliales de ces vaisseaux sont traditionnellement disposées avec les cellules qui sont en étroite proximité les unes des autres et équipées de jonctions communicantes. Elles forment un revêtement ininterrompu, hormis des espaces appelés fentes cellulaires. Les capillaires continus sont conçus pour isoler le contenu luminal de l'espace interstitiel, contrôlant ainsi étroitement les échanges.
Capillaires fenestrés
Certaines cellules endothéliales des capillaires fenestrés sont percées de pores ovales (ou fenestrations) le long des cellules endothéliales, ce qui permet une perméabilité supérieure à celle des capillaires continus. Ces capillaires sont présents dans la capsule de Bowman des reins, dans les tissus endocriniens et certaines parties de l'intestin grêle, où des échanges rapides sont nécessaires.
Capillaires discontinus (sinusoïdes)
Dans la moelle osseuse, le foie et la rate, les capillaires présentent des membranes basales incomplètement formées (ou complètement absentes) sous des cellules endothéliales largement espacées. Il n'y a généralement pas de jonctions communicantes entre ces cellules et le vaisseau permet un transport direct de la lumière vasculaire vers les cellules environnantes. Les cellules endothéliales des capillaires discontinus ne sont pas jointives et sont séparées par des espaces. De plus, elles possèdent des trous transcytoplasmiques, permettant un passage aisé de substances volumineuses.
Les veines : le retour du sang vers le cœur
Le sang passe des capillaires jusqu’aux veinules, puis jusqu’aux veines avant de retourner vers le cœur. Une veine est un vaisseau sanguin qui permet le transport du sang de la périphérie (organes/tissus) vers le cœur. La quasi-totalité des veines conduisent du sang pauvre en oxygène et riche en gaz carbonique vers le cœur. C’est par les veines que le sang bleuâtre effectue son voyage de retour, des organes vers le cœur.
Les veines possèdent les trois tuniques que l'on trouve dans les artères. Cependant, la paroi des veines est beaucoup plus mince et moins musculaire que celle des artères et des artérioles, principalement parce que la pression est nettement inférieure dans ces veines et ces veinules. Par rapport aux artères, les veines ont très peu de cellules musculaires lisses. De plus, les veines ont une lumière plus large, ce qui signifie qu'elles peuvent accueillir une pression sanguine plus basse que les artères. Grâce à leur grande lumière et à leurs parois minces, les veines constituent ainsi un réservoir de sang et sont appelées vaisseaux capacitifs.
Il y a plus de veines dans le système circulatoire qu'il n'y a d'artères et elles sont classifiées de manière générale comme des veines petites, moyennes et grandes. Les veines peuvent se dilater pour s’adapter à une augmentation du volume sanguin. Les parois des veines sont plus minces et moins élastiques que celles des artères. La pression faisant progresser le sang à l'intérieur de ces veines n'est pas aussi importante.
Les valvules veineuses
Une autre caractéristique distinctive de la plupart des veines (à l'exception des veines caves, des organes viscéraux et du système nerveux central) est qu'elles contiennent des valvules dans la lumière. Ce sont des replis de la tunique interne (intima) qui empêchent le reflux du sang. Quand ces valvules fuient, le reflux sanguin peut dilater les veines qui deviennent allongées et sinueuses, phénomène observé dans les veines variqueuses.
Le réseau veineux
Le système veineux est organisé en réseaux profonds et superficiels. Le réseau veineux profond permet de drainer 90 % du sang veineux des membres inférieurs. Constitué de 2 veines par artères, satellites au niveau jambier, ce réseau est entouré de masse musculaire. Les réseaux veineux superficiels sont reliés entre eux par différentes branches communicantes. La pression veineuse est trop basse pour provoquer le retour veineux. Cependant, les changements de pression qui se produisent dans la cavité abdominale durant la respiration créent une pompe respiratoire qui aspire le sang vers le cœur, de valvule en valvule.
Veinules
Les capillaires terminaux se réunissent pour former des veines post-capillaires. Ces veines post-capillaires s'unissent ensuite pour former des veinules, qui progressent ensuite vers des veines plus grosses, qui renverront le sang désoxygéné au cœur. Les veinules sont formées par l’union des capillaires. Elles sont extrêmement poreuses, permettant au plasma et aux globules blancs de traverser aisément leurs parois.
Les vaisseaux lymphatiques : un système de drainage parallèle
Les vaisseaux lymphatiques sont initialement des structures tubulaires à extrémité borgne dans le stroma conjonctif de divers organes qui collectent la lymphe (excès de liquide interstitiel). Le revêtement endothélial des vaisseaux lymphatiques et des capillaires est suffisamment mince pour augmenter leur perméabilité et, par conséquent, l'absorption de la lymphe. Comme les veines, les vaisseaux lymphatiques sont également des systèmes à basse pression et par conséquent, ils contiennent également des valvules pour empêcher le reflux de la lymphe dans le vaisseau. Les vaisseaux lymphatiques finissent par se réunir pour former le canal thoracique et le canal lymphatique droit, qui renverront ensuite la lymphe vers le bras veineux du système circulatoire.
Les vasa vasorum : des vaisseaux pour les vaisseaux
Dans les grands vaisseaux, il est difficile pour les nutriments de la lumière de diffuser vers les couches intime et externe. Ces vaisseaux nécessitent des vaisseaux sanguins supplémentaires pour perfuser les couches externes. Ces structures sont connues sous le nom de vasa vasorum, des "vaisseaux des vaisseaux", assurant l'irrigation des parois vasculaires elles-mêmes.
La pression sanguine : une force dynamique
Le sang cheminant dans le système circulatoire fait pression sur les parois des vaisseaux sanguins. La pression sanguine est le résultat de la force de circulation du sang générée par le pompage du cœur et par la résistance des parois des vaisseaux sanguins. Lorsque le cœur se contracte, il pompe le sang vers l'extérieur, dans les artères. Le sang exerce une pression contre les parois des vaisseaux et circule plus vite en raison de cette pression élevée. Lorsque les ventricules se relâchent, les parois des vaisseaux opposent une résistance face à cette diminution de force. Cette pression est un indicateur crucial de la santé cardiovasculaire.
L'athérosclérose : une pathologie vasculaire majeure
L'athérosclérose est une maladie caractérisée par un rétrécissement des vaisseaux artériels dû à l'accumulation de plaques d’athérome dans la paroi vasculaire, affectant souvent les artères moyennes à grosses comme les artères coronaires et l'aorte abdominale. Elle commence par des dommages endothéliaux causés par des facteurs tels que le tabagisme, l'hypercholestérolémie ou l'hypertension, qui permettent aux lipoprotéines de basse densité (LDL) de s'accumuler dans la tunique intime. Au fil du temps, les médiateurs inflammatoires recrutent des cellules musculaires lisses et davantage de macrophages, conduisant à la formation d'un capuchon fibreux et à une calcification potentielle de la plaque. Cette croissance peut obstruer le flux sanguin ou entraîner une rupture de la plaque, provoquant une embolie, avec des conséquences potentiellement graves pour la santé.
L'athérosclérose
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