Chapitre 1 Introduction au corps humain
L’anatomie est l’étude de la structure du corps et des relations physiques entre ses systèmes. La physiologie est l’étude du fonctionnement des systèmes du corps et de la façon dont leurs activités intrinsèques maintiennent en vie et en bonne santé l’individu. L’anatomie pathologique est l’étude des anomalies et de la façon dont elles affectent les fonctions du corps, entraînant souvent une maladie. La dernière section de ce chapitre fournit un cadre pour étudier les maladies, et met en évidence les mécanismes qui entraînent une maladie ainsi que quelques processus pathologiques courants. C’est en se fondant sur l’anatomie et sur la physiologie que des maladies seront envisagées à la fin des chapitres qui suivent.
Niveaux de complexité structurale
Le corps présente différents niveaux d’organisation structurale et de complexité. Le niveau le plus fondamental est chimique. Des atomes se combinent pour former des molécules, dont il existe dans le corps une grande diversité. Les structures, les propriétés et les fonctions des molécules biologiques importantes sont vues dans le chapitre 2. Les cellules sont les plus petites unités indépendantes de matière vivante et le corps en possède des millions. Elles sont trop petites pour être vues à l’œil nu, mais le microscope permet, en les agrandissant, d’en distinguer divers types sur leur taille, leur forme et les colorants qu’elles absorbent lors de leur étude au laboratoire. Chaque type cellulaire est devenu spécialisé, et il possède une fonction particulière contribuant aux besoins du corps. La figure 1.1 montre des cellules nerveuses à très fort grossissement. Dans les organismes complexes tels que le corps humain, des cellules ayant une structure et des fonctions semblables sont réunies, formant des tissus. La structure et les fonctions des cellules et des tissus sont explorées dans le chapitre 3.
Figure 1.1 Microscopie à balayage électronique en couleur de quelques cellules nerveuses (neurones).
Les organes sont faits d’un certain nombre de tissus différents, et ils ont une fonction spécifique. La figure 1.2 montre que l’estomac est tapissé par une couche de tissu épithélial, et que sa paroi contient des couches de tissu musculaire lisse. Ces deux tissus contribuent au fonctionnement de l’estomac, mais de manières différentes.
Les systèmes sont constitués par des organes et des tissus qui assument ensemble un ou plusieurs besoins vitaux du corps. Par exemple, l’estomac est l’un des organes du système digestif, et il a sa propre fonction spécifique. Le corps humain a plusieurs systèmes, qui travaillent de façon interdépendante pour assumer des fonctions spécifiques. Tous sont nécessaires à la santé. La structure et les fonctions des systèmes corporels sont étudiées dans les chapitres suivants.
Environnement interne et homéostasie
Après avoir étudié ce paragraphe, vous devriez être capable :
de comparer et d’opposer les mécanismes de contrôle que sont les rétroactions négative et positive ;
L’environnement externe entoure le corps, et il constitue la source de l’oxygène ainsi que des nutriments nécessaires à toutes les cellules du corps. Les déchets de l’activité cellulaire sont finalement excrétés dans l’environnement externe. La peau fournit une barrière entre l’environnement externe sec (atmosphère) et l’environnement aqueux de la plupart des cellules corporelles.
L’environnement interne est le milieu aqueux dans lequel sont les cellules corporelles. Les cellules baignent dans un liquide appelé liquide interstitiel. L’oxygène et les autres substances qui leur sont nécessaires doivent, depuis les systèmes de transport internes, passer par le liquide interstitiel pour les atteindre. De même, les déchets produits par les cellules doivent passer par le liquide interstitiel pour atteindre les systèmes de transport, puis être excrétés.
Chaque cellule est enfermée dans sa membrane plasmique, qui constitue une barrière potentielle aux substances entrant dans la cellule ou en sortant. La structure de la membrane (p. 30) lui confère certaines propriétés, en particulier une perméabilité sélective ou une semi-perméabilité sélective. Cela contrôle le mouvement des grosses molécules à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule, et permet à celle-ci de réguler sa composition interne (Fig. 1.3). Les particules plus petites peuvent habituellement traverser la membrane, certaines bien plus facilement que d’autres, et de ce fait la composition chimique du liquide à l’intérieur de la cellule est différente de celle du liquide à l’extérieur de celle-ci.
Homéostasie
La composition de l’environnement interne est étroitement contrôlée, et cet état à peu près constant est appelé homéostasie. Littéralement, ce terme signifie « ne changeant pas », mais en pratique il désigne une situation dynamique, constamment changeante, maintenue dans des limites étroites. Quand cet équilibre est menacé ou perdu, le bien-être de l’individu court un risque sérieux. L’encadré 1.1 énumère certaines des variables physiologiques importantes maintenues dans d’étroites limites par les mécanismes de contrôle homéostasique.
Encadré 1.1 Exemples de variables physiologiques
Eau et concentration des électrolytes
pH (acidité ou alcalinité) des liquides corporels
Concentration de l’oxygène et du dioxyde de carbone dans le sang et les tissus
L’homéostasie est maintenue par des systèmes de contrôle qui détectent les modifications dans l’environnement interne, et qui y répondent. Un système de contrôle (Fig. 1.4) a trois composants de base : un détecteur, un centre de contrôle et un effecteur. Le centre de contrôle détermine les limites dans lesquelles le facteur variable doit être maintenu. Il reçoit l’information venant du détecteur ou capteur, et il l’intègre. Quand le signal entrant indique la nécessité d’un ajustement, le centre de contrôle répond en modifiant le signal qu’il envoie à l’effecteur. C’est là un processus dynamique, qui favorise le réajustement constant de nombreuses variables physiologiques.
Figure 1.4 Exemple de mécanisme de rétroaction négative : contrôle de la température d’une pièce d’habitation par une chaudière domestique.
Mécanismes de rétroaction négative
Dans les systèmes contrôlés par une rétroaction négative, la réponse de l’effecteur diminue ou annule l’effet du stimulus d’origine, maintenant ou restaurant l’homéostasie (d’où l’appellation rétroaction négative). Le contrôle de la température corporelle est semblable à celui du chauffage central domestique. Dans ce dernier, le thermostat (détecteur de température) est sensible aux modifications de la température de la pièce d’habitation (facteur variable). Le thermostat est relié à l’unité de contrôle de la chaudière (centre de contrôle). Le thermostat compare constamment l’information fournie par le détecteur à la température désirée préréglée et, si besoin, des ajustements sont faits pour modifier la température de la pièce. Quand le thermostat détecte que la température ambiante est basse, la chaudière se met en marche. Il en résulte une émission de chaleur par la chaudière, réchauffant la pièce. Quand la température préréglée est atteinte, le système est inversé. Le thermostat détecte la température de la pièce plus élevée que celle désirée, et la chaudière s’arrête. L’émission de chaleur par la chaudière est stoppée, et la pièce se refroidit lentement car de la chaleur est perdue. Cette série d’événements constitue un mécanisme de rétroaction négative, et elle permet une autorégulation continue, ou le maintien, d’un facteur variable dans d’étroites limites.
La température corporelle est une variable physiologique contrôlée par une rétroaction négative (Fig. 1.5) qui évite que les problèmes qu’elle engendre ne deviennent plus ou moins marqués. Quand la température corporelle tombe au-dessous du niveau préréglé, cela est détecté par des terminaisons nerveuses spécialisées sensibles à la température situées dans l’hypothalamus du cerveau, qui constitue le centre de contrôle. Ce centre active ensuite les mécanismes élevant la température du corps (effecteurs). Ces derniers comprennent :
Mécanismes de rétroaction positive
Les corps n’a que peu de systèmes en cascade ou amplificateurs. Dans les mécanismes de rétroaction positive, le stimulus augmente progressivement la réponse et, tant que le stimulus persiste, la réponse est progressivement amplifiée. La coagulation du sang et les contractions utérines durant le travail en sont des exemples.
Pendant le travail, les contractions de l’utérus sont stimulées par une hormone, l’ocytocine. Elles poussent la tête du bébé dans le col de l’utérus, ce qui stimule les récepteurs sensibles à l’étirement présents à ce niveau. En réponse à cela, plus d’ocytocine est libérée, ce qui renforce les contractions et maintient le travail. Après la naissance du bébé, le stimulus (l’étirement des fibres musculaires du col) n’est plus présent, si bien que la libération d’ocytocine s’arrête (voir Fig. 9.5, p. 229).
Déséquilibre homéostasique
Cela se produit quand le contrôle fin d’un facteur dans l’environnement interne est inadéquat, le niveau du facteur sortant de ce fait des limites de la normale. Si le système de contrôle ne peut pas maintenir l’homéostasie, un état anormal se développe, susceptible de menacer la santé, ou même la vie. Beaucoup de ces situations, y compris les effets des anomalies des variables indiquées dans l’encadré 1.1, sont expliquées dans les chapitres suivants.
Besoins corporels pour la survie
Par convention, les systèmes corporels sont décrits séparément lors de l’étude de l’anatomie et de la physiologie, mais en réalité ils fonctionnent en interdépendance. Cette section fournit une introduction aux activités du corps en fonction des besoins vitaux (Tableau 1.1). Les chapitres ultérieurs s’inscrivent dans ce cadre, explorant la structure et les fonctions humaines chez le sujet sain et le sujet malade en utilisant une approche par systèmes.
Tableau 1.1 Besoins vitaux et activités corporelles en rapport
| Besoin vital | Activités corporelles |
|---|---|
| Communication | |
| Prise de matériaux bruts et élimination des déchets | |
| Protection et survie |
Communication
Le transport et la communication sont envisagés dans cette section. Les systèmes de transport permettent à toutes les cellules d’avoir accès aux environnements interne et externe ; le sang, le système circulatoire et le système lymphatique sont impliqués.
Systèmes de transport
Sang (Ch. 4)
Le sang transporte des substances dans tout le corps par l’intermédiaire d’un vaste réseau de vaisseaux sanguins. Chez l’adulte, le corps contient 5 à 6 litres de sang. Il est fait de deux parties : un liquide visqueux appelé plasma, et des cellules sanguines en suspension dans le plasma.
