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Le cœur de porc est un matériel très favorable aux manipulations en TP de SVT de par sa grande taille (supérieure ou égale à celle du cœur humain), son allergénicité nulle ou très faible, sa gratuité ou son coût très modique.
On pourra manipuler dessus (trajet du sang en sens unique), reconnaître les vaisseaux et parties du cœur avant de le disséquer et découvrir son anatomie et notamment la configuration des valvules, les nettes différences de puissance entre cœur gauche et droit. On pourra bien évidemment évoquer les valves qui sont d'ores et déjà utilisées en chirurgie cardiaque humaine et la perspective d'utiliser des cœurs de porc en xénogreffes chez l'homme.
Voici des photos des différentes étapes de la dissection, avec ici un zoom sur l'aorte. L'artère aorte est étudiée dans sa partie descendante et lors de sa dissection. D'abord dans la branche descendante puis en coupe transversale puis longitudinale, plus près du cœur....la valve aortique, le départ des coronaires sont alors bien visibles...
Sur cette première photo de face (le cœur gauche est donc visible à droite et inversement), le cœur gauche est bien visible ainsi que l'artère aorte qui a été aussi disséquée. Sur cette deuxième photo, toujours de face on distingue bien l'aorte disséquée. Le premier vaisseau qui part de la crosse juste au dessus de la valve est l'artère coronaire. On voit plus haut le départ des sous clavières et des carotides.
Le cœur de Mouton et le cœur de Porc, deux Mammifères, permettent de décrire l’organisation du cœur des Vertébrés et sa place dans l’appareil circulatoire. Le cœur des Mammifères apparaît constitué de deux chambres antérieures nettement séparées morphologiquement et de deux chambres postérieures entourées d’une enveloppe continue. Des vaisseaux communiquent avec les chambres cardiaques.
Ce sont les veines en relation avec les atriums et les artères en relation avec les ventricules. Anatomiquement, les deux chambres cardiaques d’un même côté communiquent entre elles et les chambres droites et gauches sont isolées par une cloison. Ainsi atrium droit et ventricule droit sont en continuité, de même qu’atrium gauche et ventricule gauche. L’atrium est séparé du ventricule par une valve atrioventriculaire formée de lames membraneuses reliées par des fibres tendineuses à des piliers charnus.
Le sang pauvre en dioxygène et riche en dioxyde de carbone provenant des organes est amené à l’atrium droit par les veines caves. Il passe dans le ventricule droit puis dans le tronc pulmonaire donnant naissance aux artères pulmonaires. Dans les poumons, le sang se charge en dioxygène et libère le dioxyde de carbone. Il est acheminé vers l’atrium gauche par les veines pulmonaires. Il passe ensuite dans le ventricule gauche puis dans l’artère aorte.
Dans les organes un réseau de vaisseaux très fins, qualifiés de capillaires, est situé en aval des ramifications ultimes des artères et en amont des veines les plus fines. Les vaisseaux capillaires sont le siège des échanges entre les cellules profondes et le sang, ou entre le sang et le milieu extérieur. Finalement dans l’appareil circulatoire des Mammifères et plus généralement des Vertébrés, le sang est endigué sur la totalité de son parcours. Il transite du cœur aux artères puis aux vaisseaux capillaires avant de circuler dans les veines et de revenir au cœur.
Chez les Téléostéens le cœur est formé de trois chambres, le sinus veineux, l’atrium et le ventricule. Le sinus veineux reçoit le sang pauvre en dioxygène et riche en dioxyde de carbone provenant des organes. Le sang transite ensuite dans l’atrium puis dans le ventricule. Il est transféré au bulbe artériel, à l’origine de l’aorte ventrale. Elle irrigue l’appareil respiratoire branchial dans lequel le sang est enrichi en dioxygène et appauvri en dioxyde de carbone.
Qu’en est-il de la place du cœur dans l’appareil circulatoire des Euarthropodes ? Le cœur du Criquet est situé dans l’abdomen au niveau des segments 1 à 8, en position dorsale et médiane. Obturé à l’arrière, il est à l’avant en continuité avec un vaisseau dorsal, l’aorte, irriguant la tête et émettant des expansions dans le thorax. Elles s’ouvrent finalement sur la cavité générale appelée hémocœle.
Le cœur et l’aorte sont situés entre une structure membraneuse dorsale, le diaphragme dorsal sur lequel ils reposent, et les pièces du tégument dorsal, les tergites. L’hémolymphe circule de l’avant vers l’arrière dans le sinus ventral et du ventre vers le dos dans le sinus périviscéral. L’appareil circulatoire est en conséquence qualifié d’ouvert et le liquide circulant est nommé hémolymphe.
En coupe longitudinale, la paroi cardiaque apparaît perforée par des ostioles situés au niveau des constrictions délimitant les chambres cardiaques. Des valves sont également présentes au niveau des ostioles et entre les chambres cardiaques. Chez le Crabe vert le cœur est situé dans la partie postérieure du thorax en position dorsale. Dorsalement et à l’avant il communique avec une artère ophtalmique irriguant le rostre et les yeux, une paire d’artères antennaires et une paire d’artères hépatiques. Ventralement une grosse artère sternale part du cœur et se divise en artères sternales ventrale antérieure et abdominale postérieure.
L’hémolymphe ayant irrigué les organes est recueillie dans un sinus latéral longeant la base des branchies et à l’origine de vaisseaux branchiaux afférents. L’appareil circulatoire du Crabe vert est, à l’instar de celui du Criquet et des autres Euarthropodes, de type ouvert mais les vaisseaux artériels sont bien développés. Leur organisation peut être représentée comme ci-dessous.
Voici des photos des différentes étapes de la dissection, avec ici une vue générale des quatre grandes cavités du cœur. Sur cette première photo de face (le cœur gauche est donc visible à droite et inversement), le cœur gauche est bien visible ainsi que l'artère aorte qui a été aussi disséquée. Le cœur droit est visible par la fine paroi de son ventricule :
Sur cette deuxième photo, toujours de face on distingue bien la puissante paroi (myocarde) du ventricule gauche et les deux valvules situées à gauche (mitrale et aortique)... Sur cette troisième photo, la comparaison de l'épaisseur des parois des deux ventricules montrent clairement la grande puissance du ventricule gauche. On rappelera que les deux ventricules propulsent la même quantité de sang puisqu'ils sont disposés en série mais que le travail à fournir est beaucoup plus grand pour le cœur gauche qui approvisionne tout le corps alors que le cœur droit n'envoie son sang qu'aux poumons voisins...
Vous sortez de chez votre cardiologue : Il vient de vous annoncer que votre maladie ou celle d’un de vos proches nécessite un « Remplacement Valvulaire Aortique » car votre valve aortique s’est progressivement rétrécie en se calcifiant. Pas d’affolement ! Ce n’est pas une catastrophe, mais quelque chose de tout à fait banal et courant. Si l’on prend une autre comparaison, votre valve aortique peut être comparée à la soupape d’un moteur. Le moteur, c’est le muscle cardiaque.
Il faut donc faire cette intervention de remplacement de la valve aortique avant qu’il soit trop fatigué, cela se traduisant par des syncopes. Il se trouve que vous avez progressivement rétréci votre orifice aortique en calcifiant votre valve au fil des années. Vous n’y êtes pour rien, votre valve avait probablement une petite anomalie de fabrique entraînant des tourbillons au passage du sang à travers elle. Plus l’orifice de votre valve se rétrécit, plus le phénomène s’accélère et dans les derniers mois ce processus peut aller très vite.
Comme on ne possède pas actuellement de produit miracle pour « déboucher votre valve » comme pour votre lavabo, force est de faire autrement pour redonner une bonne pression et un bon écoulement du sang dans vos tuyaux (pardon ! Les chirurgiens sont des gens certes « charmants », mais on préfère généralement les voir de loin. Vous allez voir que tout va bien se passer. On ne sait pas réparer la valve aortique lorsqu’elle est massivement calcifiée, comme c’est votre cas, il faut donc la retirer et la remplacer par une valve artificielle.
Les prothèses mécaniques sont actuellement des valves à ailettes en Carbone pyrolytique, faites de deux demi disque. A votre réveil, vous serez porteur d’une ou plusieurs perfusions et d’électrodes reliées à des appareils. Ces électrodes permettent de surveiller en permanence votre état de santé et d’alerter les soignants sur les variations des différents paramètres (tension artérielle, pouls…). Vous pouvez manger et boire jusqu’à minuit environ, si vous êtes opéré tôt le lendemain matin. Une petite aide (somnifère) vous sera proposée afin de bien vous reposer la nuit précédant l’intervention. L’intervention consiste à faire le changement de votre valve sous CEC. Le chirurgien ouvre votre aorte et inspecte votre valve aortique pour vérifier la nature du rétrécissement.
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