La circulation: la pression artérielle et sa régulation

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La mesure de la pression artérielle:

Plus de cent ans après que William Harvey eut découvert les principales caractéristiques de la circulation du sang dans l’organisme, le naturaliste et physicien anglais Stephen Haies (1677- 1761) ouvrit la voie de l’hémodynamique (étude des différents paramètres régissant la circulation sanguine) avec la première mesure de la pression artérielle. Il effectua dès 1707 des tentatives chez le chien. En 1733, il publia la technique de mesure qu’il avait mise en œuvre chez le cheval, restée célèbre depuis.

L’expérience de hales (1733):

Haies ligature l’artère crurale – située au niveau de l’aine – d’une jument, puis installe un dispositif, qui «convertit» directement la pression artérielle en une colonne de sang dont la hauteur est aisément mesurable : «Harvey montrant à Charles Ieret aux médecins du Collège royal de Londres le phénomène de circulation sur une biche»: gravure extraite d’un ouvrage de physiologie du XIXe siècle «à l’usage de la jeunesse et des gens du monde» (L. Figuier, Connais-toi toi-même, Hachette, 1879).
«En décembre, j’ai attaché une jument sur le dos […]. J’ai pu ouvrir l’artère crurale gauche à environ trois pouces de son poitrail; j’ai inséré un tuyau de cuivre d’un diamètre d’un sixième de pouce auquel, par un autre tuyau de cuivre au diamètre adapté, j’ai fixé un tube de verre de même diamètre et de neuf pieds de longueur. Lorsque la ligature artérielle a été relâchée, le sang monta dans le tube à huit pieds et trois pouces de hauteur au-dessus du niveau du ventricule gauche. »
Il mesure une hauteur totale de 2,5 m environ, qui est proportionnelle à la pression systolique (chez la jument, cette dernière est d’environ 176 mm de mercure). Haies répète l’expérience sur le chien en réalisant ses mesures au niveau de l’artère carotide puis utilise sa technique pour mesurer la pression veineuse chez différents animaux (chien, mouton et bœuf). Il établit ainsi que la pression sanguine est différente dans les artères et les veines.

D’autres étapes clés:

La mesure de la pression artérielle fut facilitée par l’invention, en 1828, du manomètre à mercure par le médecin et physicien français Jean-Léonard-Marie Poiseuille. La méthode restait néanmoins sanglante car elle requérait la mise en place d’une canule artérielle. A la fin du XIXe siècle, des techniques de mesure indirecte de la pression artérielle sont mises au point. Ainsi, à partir de 1875, le sphygmomanomètre de Pierre Cari Edouard Potain (1825-1901), professeur de clinique médicale à la faculté de Médecine de Paris, permet de prendre avec une grande facilité la pression artérielle à l’avant-bras.

Le rôle des sinus carotidiens dans la régulation de la pression artérielle:

En 1866, deux physiologistes, l’Allemand Cari Ludwig (1816-1895) et le Russe Elias Cyon (1842-1912) montrèrent que, chez un lapin, la stimulation électrique du nerf aortique (nerf de Cyon) induisait une baisse de la pression artérielle et un ralentissement du rythme cardiaque. Ils découvrirent ainsi l’existence d’un mécanisme nerveux de contrôle de la pression artérielle – le baroréflexe émettent l’hypothèse qu’une région aortique était sensible aux modifications de ce paramètre clé du milieu intérieur. Ils ne parvinrent toutefois pas à identifier cette région. Leurs travaux furent poursuivis en 1905 par Heinrich Ewald Héring (1866-1948) qui, après avoir constaté qu’une pression appliquée au niveau de la carotide – plus précisément, sur le sinus carotidien- ralentissait le cœur, identifia pour la première fois des barorécepteurs.

L’expérience de Héring (1923):

En 1923, Héring supprime chez le chien l’innervation de l’un des deux sinus carotidiens. Il pince alors l’une ou l’autre des carotides en amont de ces sinus, afin d’y provoquer une hypotension, et mesure la pression artérielle systémique au niveau de l’artère fémorale. Il observe que l’hypotension au niveau d’un sinus carotidien induit une hyper¬tension systémique, mais seulement lorsque le sinus est innervé. Héring a donc établi que les sinus carotidiens sont à l’origine d’un circuit réflexe de contrôle de la pression artérielle systémique. Le stimulus déclenchant la mise en œuvre de cette voie nerveuse est la pression artérielle détectée au niveau des sinus carotidiens.

L’expérience de Heymans (1924):

L’année suivante, en 1924, l’utilisation de la technique dite de la tête isolée – une approche expérimentale très en vogue au début du xxe siècle, que nous avons déjà rencontrée – permet au médecin et pharmacologue belge Cornélius Heymans (1892-1968) de confirmer l’implication des barorécepteurs du sinus carotidien et de caractériser plus avant cette boucle réflexe de régulation de la pression artérielle.
La tête du chien B n’est reliée au tronc que par la moelle épinière et les nerfs pneumogastriques. Elle ne possède plus de relations circulatoires avec le tronc B, mais est irriguée par le sang du chien C. Le sinus carotidien droit de ce même chien B est intercalé dans la circulation carotido-jugulaire du chien A. Il est donc isolé de la tête du chien B au plan circulatoire, mais normalement relié à cette dernière par le nerf de Héring (dont les fibres rejoignent celles du nerf crânien glossopharyngien, ou nerf IX).
L’injection d’adrénaline au chien A provoque une augmentation de sa pression artérielle, donc une augmentation de ce paramètre au niveau du sinus carotidien du chien B et seulement à ce niveau (la tête est irriguée par le chien C). Cette augmentation induit une diminution concomitante de la pression artérielle systémique du chien B (mesurée au niveau des artères fémorales) et de sa fréquence cardiaque, phénomène qui ne peut être dû qu’à la mise en jeu du sinus carotidien droit du chien B, puis d’un message nerveux afférent empruntant le nerf de Héring (qui constitue le seul lien entre le sinus carotidien et la tête du chien B), et d’un message nerveux efférent empruntant le nerf pneumogastrique (ou nerf vague, qui constitue, avec la moelle épinière, le seul lien nerveux entre la tête et le tronc du chien B).
Héring a ainsi caractérisé une boucle de régulation réflexe de la pression artérielle induisant, en réponse à une hypertension, une hypotension et une bradycardie.

D’autres étapes clés:

Des barorécepteurs périphériques impliqués dans le contrôle réflexe de la pression artérielle sont par la suite découverts au niveau de la crosse aortique. Ils sont à l’origine d’une voie nerveuse afférente qui emprunte le nerf dit de Cyon, dont les fibres rejoignent le trajet du nerf crânien pneumogastrique.