Comment respire vraiment un fœtus ? (plus complexe qu’on le pense )

Il y a un moment-clé à la naissance, à ce moment-là on sait que c'est bon, il respire pour la première fois. Mais derrière ce cri, durant ces quelques secondes-clés de transition entre l'intérieur et l'extérieur, il y a eu une réaction en chaîne qui a impliqué, tenez-vous bien, de se sortir d'une auto-noyade et de réorganiser totalement la façon dont le cœur du fœtus fonctionnait jusqu'à présent. Puisque le cœur avant la naissance est troué. Votre naissance est, je cite, « la transition physiologique la plus complexe de votre existence ». Et en guise de souvenir, on en conserve tous quelques vestiges, un nombril, une cicatrice dans le cœur et quelques ligaments. Ça c'est un cordon ombilical et ça c'est un fœtus, on imagine. Et ce cordon, il sert entre autres à nourrir le fœtus, mais c'est évidemment pas du lait ou de la purée de cassoulet qui passe là-dedans, c'est du sang. Là-dedans il y a deux artères et une veine, et c'est le sang qui transporte les nutriments qui viennent de la mer via le placenta jusqu'à… jusqu'où d'ailleurs ? Parce que ça arrive au niveau du futur nombril du fœtus, certes, mais après, à l'intérieur, ça va où ? Ça va pas dans l'estomac en tout cas. Autre rôle majeur du cordon, celui d'alimenter le fœtus en oxygène. Et c'est ce qui nous intéresse le plus d'ailleurs aujourd'hui puisqu'on parle de cette fameuse transition de la respiration aquatique à l'intérieur du vent de la mer à la respiration aérienne à sa sortie. Et pourtant, les vaisseaux sanguins du cordon ombilical ne sont pas non plus connectés aux poumons à l'intérieur ? Enfin si, un petit peu, mais pas directement. Ça, c'est nous, notre anatomie cardiovasculaire d'adulte. Un cœur, des poumons, des artères, des veines qui relient le tout, et là-dedans il va bien falloir trouver un accès pour connecter les vaisseaux sanguins de notre cordon ombilical. Alors où ? Sachant que, rappelez-vous, on a un cœur qui a deux côtés avec deux rôles différents. Le côté droit récupère le sang qui n'a plus d'oxygène parce qu'il a été consommé par notre corps. Ça rentre par ici, dans l'oreillette droite, puis dans le ventricule droit avant d'être expulsé dans les artères. Et là, le sang se charge en oxygène, c'est-à-dire pour ça qu'à partir de ce moment-là on le dessine en rouge, il va dans le cœur gauche et est pompé dans le reste du corps via cette grosse artère, la horte et ses consoeurs, il n'y en a pas qu'une, et l'oxygène sera utilisé par nos muscles, notre cerveau, nos organes, etc. pour revenir ensuite du côté droit où on recommence le cycle. Et avant d'arriver à ce fonctionnement-là, quand notre petit corps était un petit fœtus en travaux, le cordon se connectait à peu près par là. Hop, nouvelle rampe d'accès. Sauf que, en ajoutant une connexion ici, ça implique toute une réorganisation impressionnante. Parce que à quoi servent les poumons si c'est le sang du cordon ombilical qui amène l'oxygène ? À rien. C'est une époque de notre existence où nos poumons sont inutilisés, et il faut dire que c'est comme si nous étions des êtres aquatiques, nous vivons dans le liquide amniotique et même nos poumons d'ailleurs sont remplis d'un liquide pulmonaire. On est dans un état permanent de ce qui serait une noyade pour nous post-naissance, mais pas ici. Parce que ici, la respiration, c'est le placenta qui l'a fait, c'est lui qui re-oxygène le sang du fœtus et le libère de son CO2 en trop. Le placenta, c'est entre autres une sorte de poumon externe au fœtus. Ok, mais si les poumons n'ont pas encore le rôle d'oxygène de le sang, ça veut dire que le cœur n'a pas encore le côté oxygéné, le côté désoxygéné ? On change le rôle du cœur. Je le précise par acquis de conscience, mais vous aurez compris qu'on est dans une représentation très simplifiée du système cardiovasculaire dans les deux situations et qu'il n'y a à peu près rien qui soit à l'échelle ici. J'espère que c'est clair pour tout le monde. La réorganisation liée à cette nouvelle rampe d'accès est tellement importante qu'il nous faut un autre schéma. Le cœur du fœtus n'a pas sa séparation gauche-droite comme nous, mais il pompe tout de même, on peut d'ailleurs le voir pendant les échographies de grossesse. Prenons les choses depuis l'origine, depuis la mère nourricière, depuis le placenta. Le sang plein d'oxygène provenant du placenta circule dans le corps d'ombilical, il arrive par le nombril, là qu'on ne voit pas, puis le vaisseau sanguin se connecte au niveau du foie à peu près. Donc évidemment j'ai rajouté le foie. Mais comme le fœtus, lui, n'a pas encore trop besoin de son foie, il n'est pas très actif, donc l'essentiel du sang s'en va dans la veine cave inférieure, vers le cœur. Et ça en va via un détour qui a été créé pour l'occasion qui s'appelle le conduit veineux, le ductus venusus, qui n'existe plus chez nous d'ailleurs. Sauf que cette veine, elle amène le sang qui est plein d'oxygène du côté droit du cœur. Alors que le côté droit du cœur, c'est le côté droit normalement qui s'occupe du sang désoxygéné, parce que le sang a déjà été utilisé par le reste du corps. Or le placenta envoie un sang oxygéné, et on veut absolument garder ce sang bien oxygéné, notamment pour le cerveau, on ne veut pas qu'il se mélange avec le vieux sang qui arrive et que finalement on ait une perte d'oxygène. Et bien figurez-vous que les sangs ne se mélangent pas. Regardez dans cet article, ils sont allés observer le flot sanguin là où se rejoignent les deux sangs avec une technique d'échographie. Le jaune, c'est le sang oxygéné qui vient du conduit veineux, donc du placenta, et le rouge c'est le sang désoxygéné qui vient de la veine, donc qui a déjà été utilisé par le corps. Et ce qu'on peut voir ici, c'est que là on est à l'intérieur d'un seul et même tuyau, c'est vraiment chacun sa route, chacun son chemin. Et on peut distinguer qu'il y a deux provenances de sang différents, parce que c'est ce que les couleurs montrent, c'est qu'il y a un sang qui se déplace plus vite que l'autre. Et ce que je trouve absolument fou, c'est d'avoir deux liquides qui ne se mélangent pas ou quasiment pas, alors qu'ils sont exactement dans le même tuyau. Et c'est quelque chose qu'on n'a pas dans notre vie du quotidien en fait. Quand on met deux liquides ensemble, ils se mélangent en général. Mais quand on réunit des conditions particulières, donc là probablement la dimension des vaisseaux sanguins des fœtus, la physique de l'écoulement devient différente. Là c'est tellement petit que les fluides ne se comportent plus pareil, on n'a plus ce qu'on appelle de turbulences, on a un écoulement que l'on appelle laminaire. Et quand l'écoulement est laminaire, il suit son chemin sans se mélanger. Et c'est ça qui permet à cette zeine-là d'avoir deux flots sanguins à l'intérieur sans qu'il y ait de mélange. Et ça, ça continue, même une fois dans le cœur. Les deux sangs arrivent dans l'oreillette du cœur droit. Et chez l'adulte, le sang devrait aller dans le ventricule, puis après dans les poumons pour être réoxygéné. Mais pas chez le fœtus, parce que chez le fœtus, les poumons ne marchent pas. Et puis une partie du sang est déjà oxygénée puisqu'il y avait une placenta, donc pas besoin d'aller finalement dans ce coin-là dans les poumons. Eh ben pas de problème, on se réorganise, on va créer un raccourci juste ici, entre les deux côtés du cœur. C'est le fameux trou dont je vous parlais. Ça s'appelle le foramen ovale, ça veut juste dire trou ovale, voilà un nom qui est assez descriptif. Et par des prouesses de mécanique des fluides, l'essentiel du sang oxygéné, qui est rouge ici et qui vient du placenta, passe par le trou pour aller directement dans le cœur gauche pour aller alimenter le reste du corps, et particulièrement le cerveau qui aura la primeur du sang le plus oxygéné. Alors que son acolyte, le sang bleu ici qui est désoxygéné, qui n'a quasiment pas d'oxygène sur lui, continue le chemin classique via l'oreillette, le ventricule, puis vers les poumons. Mais comme les poumons ne marchent pas encore et qu'ils sont remplis de liquide, il n'y a que très peu de sang qui se déplace vers les poumons parce qu'il n'y en a pas besoin. Il y a donc une voie de détournement qui a été créée, qui s'appelle le canal artériel, qui lui non plus n'existe plus d'ailleurs chez l'adulte. Ici il est représenté assez grand parce que dans mon schéma, pour que ce soit clair, il y avait besoin de cette longueur-là. En réalité il est tout tout tout petit, je vous montre une photo juste là. Vous m'excuserez les problématiques d'échelle ici, c'est pour rendre le schéma le plus clair possible. Donc on va rajouter le sang bleu. Donc là quand le sang sort du ventricule, il y en a vraiment très peu qui se dirigent vers le poumon. L'essentiel vraiment est détourné dans ce ductus arteriosus, ce canal artériel. Évidemment quand le sang arrive dans les poumons, il ne se passe rien, il ne peut pas se réoxygéner, le poumon ne marche pas. L'essentiel du sang est alors détourné vers le reste de la circulation sanguine plutôt que d'aller dans les poumons. C'est pour ça que quand le sang arrive ici, même s'il y a un mélange, il y a tellement peu de sang que c'est assez négligeable et l'essentiel du sang est oxygéné ici. Ensuite les sangs oxygénés et désoxygénés vont se retrouver un petit peu plus loin dans la horte et là ils se mélangent et vont aller alimenter le reste du corps. Comme ils sont mélangés, je vais les représenter en violet parce que rouge et bleu ça fait violet. Qu'est-ce que t'as fait au travail aujourd'hui ? J'ai fait du coloriage ! Alors certes ce sang-là n'est pas oxygéné à son maximum mais a priori ça suffit. De toute façon le fœtus n'allait pas courir un marathon. Et bien sûr, il manque un élément, il y a le retour du sang vers le placenta qui s'organise via les vaisseaux sanguins qui sont ici et qui retournent dans le cordon ombilical. Ça y est, on a fait le tour des adaptations du système cardiovasculaire fétale. Le conduit veineux, le foramen ovale, le canal artériel avec un poumon délaissé qu'à inutiliser, un cœur qui n'a plus du tout la séparation gauche-droite qu'on lui connaît. Quelques adaptations qui changent tout le fonctionnement cardiovasculaire. Mais toute cette mécanique qui a permis au fœtus de se développer au fil des semaines et des mois sera bientôt profondément changée, de façon extrêmement brutale, au moment de l'accouchement. Une cascade hormonale et chimique est en train de se dérouler dans le corps de la mère et du fœtus. En ce moment les poumons ont arrêté de produire le liquide pulmonaire qui occupait les poumons jusqu'alors. Le reste du liquide est absorbé petit à petit par les parois des poumons, aidé par les contractions et la compression du torse du bébé au moment de sa sortie. Les poumons se gonflent et enfin… Et voilà, le bébé a à peine quelques secondes de vie et tout son système cardiovasculaire est déjà fonctionnel, comme le nôtre, et les vestiges de sa vie intra-utérine sont en train de se former. Notamment, toute sa pression sanguine a tellement changé avec sa sortie à l'extérieur que le trou du cœur s'est refermé. Il finira par cicatriser dans les années à venir pour devenir la fossa ovalis, une petite fosse sans fonction et visible dans nos cœurs d'adultes. Le canal artériel et le conduit veineux n'ont plus de raison d'être, ils vont se boucher dans les deux semaines à venir et devenir des ligaments sans réelle fonction non plus. Quant au cordon ombilical, les artères du cordon deviennent elles aussi des ligaments qui se trouvent le long du ventre en partant du nombril, et la veine du cordon devient le gros ligament rond qui sépare le foie en deux. Et bien sûr, il nous reste notre vestige principal, notre nombril. Nombril qui, lui non plus, ne nous servira plus jamais à rien, sauf peut-être à attraper des peluches nombril. Vous savez quoi ? J'en ai fait une vidéo. Avant d'aller voir la vidéo sur les peluches de nombril, cette vidéo a été rendue possible par vous. Merci beaucoup. 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