Propriétés et compliance artérielles

Les artères ne sont pas des conduits rigides : leurs parois combinent des fibres élastiques, du muscle lisse et du collagène, permettant ainsi aux grandes artères centrales de s'étirer à chaque battement cardiaque et de se rétracter entre les battements. Cette compliance, associée à la résistance des petites artères, façonne l'onde de pression artérielle et convertit l'éjection pulsatile du cœur en un flux plus régulier vers les tissus. La compliance artérielle et sa diminution avec le vieillissement et la maladie — le raidissement artériel — sont des concepts centraux en physiologie vasculaire.

Definition

La compliance artérielle est la variation du volume sanguin artériel produite par une variation donnée de la pression ; elle détermine, avec la résistance périphérique, l'onde de pression artérielle. La rigidité artérielle est la propriété inverse, la résistance de la paroi à la distension.

Scope

Ce sujet couvre les propriétés mécaniques et fonctionnelles de la paroi artérielle : la compliance et l'élastance, le rôle tampon (Windkessel) des artères élastiques, le rôle de résistance des petites artères musculaires, le comportement de l'onde de pouls, et la manière dont ces propriétés évoluent avec l'âge. Il ne traite pas de la gestion clinique de l'hypertension ni du traitement des maladies artérielles.

Core questions

• Comment les artères élastiques stockent-elles et libèrent-elles l'énergie au cours du cycle cardiaque ?
• Qu'est-ce qui détermine la compliance artérielle et comment est-elle mesurée ?
• En quoi les artères de conduction élastiques et les petites artères de résistance diffèrent-elles fonctionnellement ?
• Pourquoi la rigidité artérielle augmente-t-elle avec l'âge et quelles sont ses conséquences sur la pression ?

Key concepts

• Compliance et élastance
• Artères élastiques (de conduction) versus artères musculaires (de résistance)
• Pression pulsée et vitesse de l'onde de pouls
• Réflexion de l'onde de pression
• Raidissement artériel avec le vieillissement
• Composition de la paroi : élastine, collagène, muscle lisse

Key theories

Windkessel artériel

Les grandes artères élastiques agissent comme un réservoir de pression (Windkessel) qui se remplit pendant l'éjection systolique et se vide pendant la diastole ; la compliance artérielle et la résistance périphérique déterminent ensemble la décroissance diastolique de la pression et l'amplitude de la pression pulsée.

Mechanisms

Pendant la systole, le cœur éjecte le sang plus rapidement qu'il ne peut s'écouler à travers la périphérie ; les artères centrales élastiques se distendent et stockent ainsi une partie du volume d'éjection systolique. Leur rétraction pendant la diastole maintient le flux et la pression en avant (fonction Windkessel ; Westerhof et al., 2008). La compliance dépend de la composition de la paroi : l'élastine permet une distension à basse pression, tandis que le recrutement du collagène limite la surdistension à des pressions plus élevées, conférant à la paroi une relation pression-volume non linéaire. Les petites artères musculaires et les artérioles contribuent relativement peu à la compliance, mais fournissent la majeure partie de la résistance qui, avec la compliance, façonne l'onde de pression (Mulvany & Aalkjaer, 1990). Avec le vieillissement, l'élastine se fragmente et le collagène ainsi que d'autres modifications de la paroi s'accumulent, rigidifiant les grandes artères, augmentant la vitesse de l'onde de pouls et la pression pulsée (Lakatta & Levy, 2003).

Clinical relevance

La rigidité artérielle, quantifiée principalement par la vitesse de l'onde de pouls, est un marqueur largement utilisé du vieillissement vasculaire, et sa mesure a été standardisée par consensus d'experts (Laurent et al., 2006). Cette entrée explique la physiologie sous-jacente et la signification de ces mesures ; elle ne constitue pas une directive clinique et n'oriente ni le diagnostic ni le traitement individuel.

Evidence & guidelines

Un document de consensus d'experts a standardisé les définitions, la mesure et le rapport de la rigidité artérielle, avec la vitesse de l'onde de pouls carotidienne-fémorale comme indice de référence (Laurent et al., 2006). La base physiologique repose sur le cadre Windkessel (Westerhof et al., 2008) et sur des études structurelles des grandes et petites artères (Mulvany & Aalkjaer, 1990 ; Lakatta & Levy, 2003).

History

L'idée que les artères élastiques amortissent le flux pulsatile remonte à l'analogie du Windkessel (« chambre à air ») du XIXe siècle et a été ultérieurement exprimée dans des modèles mathématiques agrégés qui relient la compliance et la résistance à l'onde de pression (Westerhof et al., 2008). La physiologie structurelle du XXe siècle a distingué les artères de conduction élastiques des artères de résistance musculaires (Mulvany & Aalkjaer, 1990), et les études sur le vieillissement ont établi le raidissement artériel comme un corrélat majeur du risque cardiovasculaire (Lakatta & Levy, 2003).

Key figures

• Nico Westerhof
• Stephane Laurent
• Michael J. Mulvany
• Edward G. Lakatta

Seminal works

• westerhof-2008
• mulvany-aalkjaer-1990
• lakatta-levy-2003

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre la compliance artérielle et la rigidité artérielle ?

Ce sont des descriptions inverses de la même propriété de la paroi : la compliance est la mesure de l'expansion de l'artère pour une augmentation donnée de la pression, et la rigidité est la mesure de sa résistance à cette expansion.

Pourquoi la rigidité artérielle est-elle importante pour la pression artérielle ?

Des grandes artères plus rigides stockent moins de volume d'éjection systolique pendant la systole, ce qui entraîne une augmentation de la pression systolique et une diminution de la pression diastolique, élargissant ainsi la pression pulsée.