UAA2 – Thème 4 : Organisation générale du corps humain

Chapitre 1 – Les différents systèmes fonctionnels du corps

IntroductionLe corps humain est une machine complexe, composée de milliers de milliards de cellules organisées selon un plan précis. Les cellules de même type s'assemblent pour former des tissus. Ceux-ci, selon leur fonction, vont s'assembler à d'autres pour former des organes. Les différents organes du corps sont organisés en systèmes (ou appareils) qui ont chacun une fonction essentielle en charge. L'interaction des différents systèmes du corps permet à l'organisme de rester en vie. Toute altération d'un de ces systèmes trouble l'homéostasie (l'équilibre) de cet organisme.

Dans ce thème, nous verrons les différents systèmes du corps humain plus ou moins en profondeur, selon qu'ils sont vus ou non dans d'autres cours ou parties de ce cours ainsi qu'en fonction de leur importance dans votre travail. Puis nous étudierons la manière dont ils fonctionnent en interaction les uns avec les autres.

1. Le système tégumentaireSystème essentiel dans votre travail, le système tégumentaire a été étudié, de plusieurs façons et dans différents cours (et il le sera encore!). C'est pourquoi nous nous limiterons ici à en rappeler les organes et les rôles.

1.1. Les organes du système tégumentaireLe système tégumentaire comprend la peau et ses annexes : les glandes sudoripares, les glandes sébacées, les poils et les ongles.

1.2. Les fonctions du système tégumentaireLa peau assure de nombreuses fonctions pour la plupart protectrices.

• Fonction de protection mécanique : la peau est soumise à des agressions mécaniques fréquentes, accidentelles (chocs, coupures, écrasement, piqûres, tractions...) ou professionnelles (microtraumatismes répétés) qu'elle doit amortir et absorber efficacement, afin de préserver son intégrité et celle des tissus sous-jacents. La couche cornée, épaisse d'à peine quelques microns, possède une résistance supérieure à tous les autres tissus mous du corps. Le derme, compressible, extensible et élastique, est quant à lui le constituant de protection mécanique majeur de la peau. Il protège directement les réseaux vasculaires et les filets nerveux qui la traversent. Enfin, l'hypoderme amortit les chocs et protège les muscles et les os contre les forces de pression.

• Photoprotection : l'épiderme assure une protection naturelle contre le soleil. On constate que si l'épiderme est agressé de façon trop forte ou trop prolongée par les UV, il se modifie et s'adapte. La couche cornée absorbe 70% des UVB tandis que les UVA traversent d'avantage. Son épaisseur augmente lors des expositions solaires, ajoutant une protection supplémentaire. Le rôle photoprotecteur des mélanines concerne surtout les sujets à peau mate. On constate en effet peu de cancers cutanés chez les personnes noires, chez lesquelles la mélanine absorbe plus de 90% des UV qui ont franchi la couche cornée. La chevelure de l’homme est la seule toison gardée des mammifères, importante dans la protection du cuir

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chevelu contre le rayonnement solaire. Il existe également des molécules particulières impliquées dans la protection solaire (l'acide urocanique et les enzymes antiradicalaires).

• Fonction barrière : seule la couche cornée joue ce rôle. Aujourd'hui, on parle plutôt de zone d'échanges sélectives que de barrière.

• Thermorégulation : c'est l'ensemble des mécanismes qui permettent à l'homme de maintenir sa température interne constante (« homéothermie »), proche de 37°C. La peau contient des thermorécepteurs sensibles au chaud et au froid. Ils transmettent les informations au cerveau (hypothalamus) qui contrôle le maintien de l'homéothermie. Il existe différents mécanismes de lutte contre la chaleur (rayonnements, conduction tissulaire, convection et évaporation sudorale. Les mécanismes de lutte contre le froid sont peu nombreux (isolement de la peau par vasoconstriction dermique et la graisse hypodermique) et peu efficaces.

• Synthèse de la vitamine D3 : qui est nécessaire à l'absorption intestinale du calcium et à la minéralisation osseuse. Cette synthèse se déroule dans les kératinocytes épidermiques, grâce aux UVB.

• Fonction immunitaire : en première ligne, la couche cornée empêche l'intrusion des micro-organismes, sauf en cas de blessure. La flore cutanée résidante (flore commensale)limite la croissance des germes pathogènes grâce à des phénomènes de compétition entre les uns et les autres. Des macrophagocytes intra-épidermiques jouent un rôle déterminant dans la fonction immunitaire en transmettant l'information aux lymphocytes T.

• Fonction neurosensorielle : la peau est le siège des récepteurs du sens du toucher : terminaisons nerveuses nombreuses et diverses qui innervent très finement le derme et l'épiderme ou enfouies dans les corpuscules de tact.

2. Système osseux ou squelettiqueCe système a été vu au précédent chapitre. Tout comme pour le système tégumentaire, nous rappellerons brièvement les organes qui le composent et ses rôles.

2.1. Les organes du système osseuxLe système osseux comprend les os (au nombre de 206), les cartilages, les ligaments et les articulations.

2.2. Les fonctions du système osseux• Il soutient le corps et forme une charpente sur laquelle les muscles squelettiques agissent

pour produire le mouvement.

• Le système osseux a également une fonction protectrice, comme le crâne qui protège l'encéphale.

• L’hématopoïèse (formation des cellules sanguines) se déroule dans les cavités du squelette.

• La substance dure des os constitue une réserve de minéraux (99% du calcium de l'organisme, phosphore...), qui sont libérés dans la circulation sanguine sous forme d'ions en fonction des besoins.

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2.3.La colonne vertébraleÉgalement appelée rachis, elle offre un soutient axial au corps. Elle est composée de 33 vertèbres (24 sont mobiles), reliées entre elles et renforcées par des ligaments. Les vertèbres sont des os irréguliers qui comportent un « trou » appelé foramen. L'alignement des vertèbres et de leur foramen crée une cavité centrale qui renferme et protège la moelle épinière. Les vertèbres sont séparées les unes des autres par des disques intervertébraux faits de cartilage fibreux souple.

On distingue :

• 7 vertèbres cervicales (les deux premières sont l'atlas et l'axis),

• 12 vertèbres thoraciques,

• 5 vertèbres lombaires,

• un sacrum (issu de la fusion de 5 vertèbres)

• et un coccyx (formé de 4 vertèbres fusionnées).

Les vertèbres non impliquées dans une fusion sont dites mobiles ; il s'agit des 24 premières vertèbres. Cette partie de la colonne vertébrale est la colonne mobile, tandis que le sacrum et le coccyx constituent la colonne fixe (cf. Figure 1 p.3).

Les disques intervertébraux séparant les vertèbres permettent des mouvement plus ou moins limités (cf. Figure 2 p.4) : la flexion de la colonne vers l'avant est prononcée ; les flexions latérales sont relativement limitées ; enfin, la flexion arrière est limité par les excroissances des vertèbres appelées processus épineux.

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Figure 1: Vue d'ensemble de la colonne (d'après Peyrefitte, 2005). (*) Le sacrum est formé de 5 vertèbres fusionnées et le coccyx de 4 vertèbres fusionnées.

La colonne vertébrale humaine comporte 4 courbures et lui confèrent une allure de « S » (cf. Figure 3 p.4). Cette caractéristique humaine nous permet de tenir et d'être stables en station verticale. Dans l'ordre, le squelette présente :

• une courbure cervicale : courbure convexe en avant (ou lordose cervicale) ;

• une courbure thoracique : courbure concave en avant (ou cyphose thoracique) ;

• une courbure lombale : convexe en avant (ou lordose lombaire) ;

• et une courbure sacro-coccygienne : concerne toute la partie de la colonne fixe.

Déformations de la colonne vertébrale (cf. Figure 4 p. 5 ) :

La scoliose est due à une déformation des vertèbres qui entraîne une perte de la morphologie habituelle de la colonne vertébrale. Cette déformation touche tous les plans de l’espace mais est surtout visible de dos où la colonne, au lieu d’être droite, a la forme d’un S, apparaît alors une gibbosité, c’est-à-dire une bosse.

L'hypercyphose et l'hyperlordose sont une accentuation des courbures naturelles de la colonne, par exemple :

- l'hypercyphose thoracique donne un aspect de dos rond ;

- l'hyperlordose lombaire creuse le bas du dos et accentue la cambrure.

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Figure 3: Les courbures de la colonne vertébrale (d'après Peyrefitte, 2005).

Figure 2: Limitation des mouvements de la colonne vertébrale (d'après Peyrefitte, 2005).

3. Le système musculaireCe système a été vu au précédent chapitre, en même temps que le système osseux. Pour rappel, il existe trois catégories de muscles qui différent par leur situation dans le corps, la structure de leurs cellules et leur mode de fonctionnement :

• muscle strié squelettique (ex : biceps, quadriceps, etc.) ;

• muscle strié cardiaque (le cœur) ;

• muscle lisse (ex : estomac, intestins, etc.).

Les cellules (myocytes) qui constituent les muscles sont appelées fibres musculaires car elles ont un point commun : elle ont une forme allongée.

3.1.Muscles squelettiques et muscles peauciersEn ce qui concerne les muscles striés squelettiques, la plupart d'entre-eux sont attachés sur des os. Cette attache se fait par une structure fibreuse très résistante et blanchâtre : le tendon. Celui-ci peut être étroit (dans la majorité des cas) mais il peut aussi former une lame large appelée aponévrose.

Quand le muscle se contracte, il se raccourcit et rapproche un os mobile (terminaison du muscle) d'un os fixe (origine du muscle).

Certains muscles ont une de leur extrémité insérée dans la peau : ce sont les muscles peauciers. Cette extrémité est mobile et provoque, lors de la contraction du muscle des déplacements de la peau. Ils sont à l'origine des mimiques.

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Figure 4: Déformations de la colonne vertébrale. De gauche à droite: (1) colonne normale; (2) hypercyphose thoracique; (3) hyperlordose lombaire; (4) scoliose (déviation latérale de la colonne).

3.2. Fonctions des muscles• Production de mouvement : par contractions isotoniques (même tension), les muscles

permettent de créer des mouvements en mobilisant le squelette.

• Maintien de la posture : les muscles, par contractions isométriques (même longueur), permettent notamment le maintien de la posture.

• Renforcement et stabilisation des articulations.

• Dégagement de chaleur : le frisson est une série de contractions rapides et involontaires dont le but est le dégagement de chaleur.

3.3. Propriétés des muscles1) L'élasticité

Un muscle étiré a tendance à reprendre sa position initiale (comme un ressort). L'élasticité est parfaite mais faible. Elle amortit la brusquerie des contractions.

2) L'excitabilité

Le muscle se met en action quand il est excité. L'excitant naturel du muscle est l'influx nerveux (sorte de signal électrique véhiculé par les nerfs innervant les muscles).

3) La contractilité

La réaction du muscle à une excitation est la contraction. Le muscle se raccourcit, rapprochant ses deux tendons, son ventre se gonfle et durcit. La contraction provoque le déplacement des leviers osseux sur lesquels les muscles sont insérés.

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Figure 5: Contraction isotonique et contraction isométrique (d'après Peyrefitte, 2005). À gauche : la contraction isotonique permet de créer un mouvement ; à droite : certains muscles permettent le maintien de la station debout par contractions isométriques.