Développement anatomique et fonctionnel du myocarde

Transcription

1 Développement anatomique et fonctionnel du myocarde V.Gournay, CHU de Nantes, Paris 15 janvier 2014

2 Myocarde embryonnaire 7 semaines 8 semaines

3 Mécanismes de la croissance myocardique Fœtale: hyperplasie = division cellulaire Postnatale: hypertrophie cellulaire Pistes de recherche concernant le switch hyperplasie/hypertrophie: Timing variable selon les espèces (probablement précoce chez l homme) Importance capitale pour les interventions in utero Mécanismes: Identification de cibles thérapeutiques pour la thérapie cellulaire

4 Rappels Structure du cardiomyocyte Protéines contractiles Couplage excitation-contraction Régulation du [Ca] intracytoplasmique

5

6 Protéines contractiles

7

8 Sensibilité intrinsèque du myocardique au Calcium

9 Couplage excitation-contraction

10 Régulation du [Ca] intracytoplasmique Calcium-induced Calcium release

11 Fonction réticulum sarcoplasmique Potentialisation postextrasystolique Extrasystole Basal PEP Post extrasystole

12 Restauration de la contractilité après une extrasystole Cellule immature Cellule adulte From Anderson PAW, Seminars in Perinatology, 1996:20:

13 Cytosquelette

14 Intégrine

15 Cytosquelette mature

16 Le myocarde immature

17 Composantes de l immaturité Taille et forme du myocyte Organisation appareil contractile (myofibrilles) Cytosquelette et matrice extracellulaire Régulation du [Ca] intracytoplasmique Sensibilité myocarde au Ca Innervation

18 Taille

19 Cardiomyocyte immature From Nassar R, Reedy MC, Anderson PAW. Circ Res 1987;61:

20 Forme et organisation

21 A: Adulte B: Nouveau-né Forme

22 Myofibrilles Adulte Immature

23 Régulation [Ca]

24 Régulation du [Ca] intracytoplasmique Calcium-induced Calcium release

25 Postnatal changes in T-tubule development. Haddock P S et al. Circulation Research 1999;85: Copyright American Heart Association

26 Reticulum sarcoplasmique Adulte Immature

27 Développement des tubules T et des protéines membranaires Immunomarquage Pompe Na-Ca Immunomarquage SERCA Wiegerinck RF, Pediatr Res 2009;65:414-19

28 Immaturité flux calciques Calcium transient L-Type Ca current I Ca -voltage relation Adulte Foetus

29 Régulation du [Ca] intracytoplasmique Ca 2+

30 Variabilité intracellulaire du pic de [Ca2+]i dans des cardiomyocytes adultes Haddock P S et al. Circulation Research 1999;85:

31 Variabilité intracellulaire du pic de [Ca2+]i dans des cardiomyocytes de nouveau-nés Haddock P S et al. Circulation Research 1999;85:

32 Variation de la contractilité après une extrasystole Cellule immature Cellule adulte From Anderson PAW, Seminars in Perinatology, 1996:20:

33 Régulation [Ca] dans le myocarde immature Tubules T peu développés Réticulum sarcoplasmique présent mais: Plus «lâche» nombre connections tubule T-RS jonctionnel Différentiation moins nette RS jonctionnel/longitudinal Rôle plus important des canaux calciques du sarcolemne (pompe échangeuse Na Ca) Dépendance accrue au [Ca] extracellulaire

34 Myocarde immature: plus sensible au Ca Maturation

35 Influence isoformes protéines contractiles Isotypes TroponineT Immature Mature From Nassar, Circ Res 1991;69:1470-5

36 Augmentation de la rigidité densité et organisation du cytosquelette («armature» reliant et coordonnant les différents éléments intracellulaires) Composition différente de la matrice extracellulaire: collagène, laminine,.. Différentes isoformes d intégrines: connection cytosquelette-matrice extracellulaire mécano-transduction

37 Développement de l innervation myocardique Variabilité selon les espèces +++ Adrénorecepteurs présents avant le développement de l innervation Hypersensibilité de dénervation à la Noradrénaline Hypersensibilité aux catécholamines circulantes Innervation sympathique incomplète à la naissance Prédominance de l innervation parasympathique

38 Modifications de l innervation au cours du développement Modifications de la réponse à la stimulation Modifications transduceurs du signal: différentes isoformes de la protéine G, adenylate cyclase, Modifications des effecteurs: différentes isoformes de l ATPase de la myosine Induction de ces modifications par la stimulation adrénergique elle-même

39 Stimulation sympathique Effets: -récepteurs (+++) hypertrophie et différentiation cellulaire -récepteurs (--) effet chronotrope et inotrope Modification dans le temps de la proportion du type de récepteurs : récepteurs, récepteurs Rôle crucial de la stimulation adrénergique à la naissance : Hormones thyroïdes adrénorécepteurs 2 Augmentation des CA circulantes inotropisme +++

40 Conséquences fonctionnelles de l immaturité Fonction diastolique: rigidité passive du myocarde Fonction systolique (raccourcissement): intensité vitesse de contraction et de relaxation

41 Fonctions systolique et diastolique

42 Evaluation de la fonction cardiaque immature Modèles animaux Variabilités selon les espèces Type de préparation Mode d évaluation de la fonction In vitro in vivo Spécificités de la circulation fœtale Pression intrathoracique et résistance pulmonaire Circulation en parallèle interaction ventriculaire

43 Spécificités fonction cardiaque foetale

44 Déterminants de la fonction cardiaque Fréquence cardiaque Précharge Postcharge Inotropisme

45 Fréquence cardiaque Fréquence cardiaque Effet positif sur l inotropisme Difficultés d évaluation de cet effet in vivo du fait de la variabilité de: Mode d évaluation de l inotropisme: volume d éjection systolique, débit ventriculaire, dp/dt Type de modification de la FC (spontanée ou stimulée)

46 Effet de la FC sur l inotropisme mesuré par dp/dt From Anderson PAW, J Physiol 1986;372:557

47 Effet de la FC sur débit VG From Anderson PAW, J Physiol 1986;372:557

48 Précharge

49 Précharge Loi de Starling chez le fetus

50 Loi de Starling Relation remplissage-volume d éjection VG

51 Post charge

52 Post charge

53

54 Sensibilité postcharge in vitro

55 In vivo: différence VD-VG

56 Circulation en parallèle: Interdépendance ventriculaire Ventilé Ventilé Non ventilé Non ventilé

57 Inotropisme Isuprel Contrôle Volume d éjection systolique Diamètre télédiastolique du ventricule gauche

58 Modifications périnatales Augmentation fréquence cardiaque Augmentation précharge VG Augmentation du retour veineux pulmonaire Diminution de la contrainte exercée par le VD sur le VG Augmentation inotropisme Triplement du débit VG Pas de réserves

59

60 Conséquences cliniques de l immaturité Adaptation limitée dans les situations de stress: Syndrome transfuseur-transfusé Hypovolémie Canal artériel du prématuré HTAP néonatale (hernie diaphragmatique) Cardiopathie malformative obstructive Réponses thérapeutiques différentes

61 Conclusions Myocarde foetal et néonatal immature Dysfonction: Diminution de la contractilité Augmentation de la rigidité Sensibilité post-charge Contraintes de la circulation fœtale Limitation des réserves en cas de stress

62