Débit Cardiaque VO 2 DAVO 2

Transcription

1 Faculté de Médecine aris Diderot Année L2 UE13 hysiologie 2 Déterminants du débit cardiaque r Jean-Jacques Jacques MERCADIER

2 Activité Musculaire Transport O 2 et CO 2 Ventilation Muscle Squelettique Système Circulatoire oumons QCO 2 QO 2 FC VES FR VC Débit Cardiaque VO 2 DAVO 2

3 Ejection ression Contraction iso-volum. TS Relaxation iso-volum. Travail d'ejection TD VTS VTD Volume Remplissage

4 Déterminants du Débit cardiaque Q c = FC x VES

5 Ventriculographie Gauche Télé-diastole Télé-systole VTD VTS = VES

6 Volume d'ejection Systolique 70 ml Volume Volume Télésystolique Télédiastolique ~ 45 ml/m 2 ~ 50 ml ~ 120 ml ~ 35 ml/m 2 ~ 80 ml/m 2 Fraction d'ejection ~ 60%

7 Débit Cardiaque Volume d'ejection Systolique x Fréquence Cardiaque 70 ml x 70 batt/min ~ 5 ± 1 L/min Index Cardiaque aque Débit Cardiaque / Surface Corporelle 3,3 ± 0,3 L/min/m 2

8 Déterminants de la performance ventriculaire = déterminants du VES

9 Déterminants de la performance ventriculaire (du volume d éjection systolique=ves) ost-charge Ao A OG OD VD VG Contractilité ré-charge

10 3 niveaux à prendre en compte pour apprécier la performance contractile til du cœur : - Le myocyte - Le myocarde - Le cœur (= ventricule)

11 Déterminants de la performance contractile du myocyte isolé - Quantité de Ca 2+ libéré par le RS - Sensibilité des myofibrilles à ce calcium - Activité ATasique des myofibrilles/myosine y

12 SERCA Effet de la stimulation sympathique sur les principales protéines du myocyte y cardiaque L AMc KA CaMK Ca-calmoduline Kinase NAD Isoproterenol Gαs AC Cytosol Ca-ATase du sarcolemme = MCA «Fuite calcique» βar AT AMc Calséquestrine KA Tubule T Ca-ATase du RS (SERCA) + hospholamban (L) RS Longitudinal RS Jonctionnel Récepteur de la Ryanodine (RyR) RS Corbulaire TnI Echangeur Na-Ca = NCX Canal calcique de type L Sarcomère Z Sarcomère

13 Déterminants de la performance contractile du myocarde isolé Muscle papillaire isolé 1) Contraction isométrique et relation Force/Longueur 2) Contraction isotonique et relation Force/Vitesse

14 Effet de la récharge Etudié en Isométrie

15 Effet de la longueur initiale du muscle (précharge) : Relation Tension-Longueur (Contractions Isométriques) Tension Isométrique (% de Tmax active) a b c d Tension Totale Tmax Tension Isométrique (% de Tmax active) Tension Active Tension Totale Tension assive Tmax Tension Active b c d 0 a Lmax Longueur du Muscle (% de Lmax) Muscle Squelettique a b 100 Lmax c d Longueur du Muscle (% de Lmax) Myocarde Tension assive

16 Le sarcomère Bande A (anisotrope) Z Z

17 Relation tension-longueur 100 Muscle squelettique 80 Myocarde 60 Tens sion L max Longueur des sarcomères ( m) µ µ 1.65

18 Déterminants t de l augmentation ti de force consécutive à l augmentation de longueur du muscle Optimisation du degré de recouvrement des filaments fins et épais du sarcomère Rapprochement des filaments fin et épais Augmentation de l affinité de la troponine C pour le Ca 2+ Augmentation de la quantité de Ca 2+ libérée par g q p le réticulum sarcoplasmique

19 Modification de la ostcharge et de la Contractilité étudié en isotonie

20 Lo L o butée reglable V max

21 Effet inotrope+

22 SERCA Effet de la stimulation sympathique sur les principales protéines du myocyte y cardiaque L AMc KA CaMK Ca-calmoduline Kinase NAD Isoproterenol Gαs AC Cytosol Ca-ATase du sarcolemme = MCA «Fuite calcique» βar AT AMc Calséquestrine KA Tubule T Ca-ATase du RS (SERCA) + hospholamban (L) RS Longitudinal RS Jonctionnel Récepteur de la Ryanodine (RyR) RS Corbulaire TnI Echangeur Na-Ca = NCX Canal calcique de type L Sarcomère Z Sarcomère

23 Déterminants de la performance contractile du ventricule (G) récharge ostcharge Contractilité

24 récharge du ventricule

25 Transposition de la relation force longueur initiale (effet d une variation de précharge) au niveau du cœur entier Frank 1895

26 Transposition de la relation force longueur au niveau du cœur éjectant Cardiac Output Starling 1912 Right atrial ressure

27 Courbes de fonction ventriculaire Débit cardiaque ou VES (fréquence constante) OD VTD VG TD VG = augmentation de précharge

28 0 Retour veineux : Les différents secteurs veineux veines cutanées (volume variable avec la veinomotricité) veines intracraniennes indéformables (volume invariable) circulation pulmonaire (volume peu variable) 500ml Volume sanguin ulmonaire veines hépatosplanchniques (volume variable avec la veinomotricité +/-digestion) OD VD OG VG Ao 1500 ml veines musculaires (volume variable able en fonction des contractions ons musculaires)

29 Déterminants du retour veineux 1. La pression générée par le VG 2. La dépression intra-thoracique thoracique lors de la respiration (diaphragme) 3. La relaxation de l OD et du VD 4. La contraction musculaire + valvules veineuses

30 Déterminants du retour veineux Dépression Intrathoracique Baroréflexes, Chémoréflexes, Réflexes cardio-pulmonaires, Réflexes musculaires Diaphragme Ventilation Veines Splanchniques Retour Veineux Muscle Strié Contraction musculaire Veines Cutanées Débit Cardiaque Température locale, Thermorégulation, Réflexes respiratoires, Émotion

31 Respiration et retour veineux Dauzat et al.

32 Dauzat et al.

33 ostcharge du ventricule

34 Éjection Ventriculaire i RV Diastole

35 ostcharge Contrainte pariétale Loi de Laplace h S F = F / S = x h x ( 1/r 1 + 1/r 2 ) r 2 = r / 2h r 1 a b = r / h x f( a / b )

36 ostcharge Contrainte pariétale ( F / S ) aramètre «régulé» Rôle de la géométrie ventriculaire contrainte Laplace : = x r / h x f ( a,b ) Rôle des propriétés du système artériel Notion d impédance artérielle Z = f(r R, L, C, fréquence)

37 Aortic Stiffening and Early Wave Reflection Young compliant arteries : Normal W velocity (8 m/sec) Systole Diastole (1) Ventricular-Vascular coupling (2) coronary blood flow Elderly stiff arteries with ISH : Increased W velocity (12 m/sec) Systole (1) Ventricular-vascular mismatch (2) The reflected wave increases or augments central SB during late systole: Increases vascular afterload with a propensity to develop LVH Decreases coronary perfusion pressure Increases myocardial oxygen demand and subendocardial ischemia Increases flow turbulence, endothelial dysfunction and atherogenesis Increases in pulsatile strain and chance of plaque rupture All recognized by a wide brachial artery pulse pressure in the elderly

38 GÉOMÉTRIE VENTRICULAIRE ET CONTRAINTE ARIÉTALE = x r x f( a,b ) h h Surcharge barométrique h / r Surcharge volumétrique r h / r h

39 Contractilité du ventricule Un état de la performance du ventricule qui ne dépend ni de la précharge ni ide la postcharge

40 Volume d'ejection Systolique 70 ml Volume Volume Télésystolique Télédiastolique ~ 45 ml/m 2 ~ 50 ml ~ 120 ml ~ 35 ml/m 2 ~ 80 ml/m 2 Fraction d'ejection ~ 60%

41 hysiologie Contraction Relaxation Distension ressions Artère Ventricule Volume Ventriculaire Bruits du Coeur B4 B1 Clinique Systole Diastole B2 B3

42 ression d/dt Temps

43 Ejection ression Contraction iso-volum. TS Relaxation iso-volum. Travail d'ejection TD VTS VTD Volume Remplissage

44 ression Relation TS - VTS Contractilité I+ max Iso TS 2 ostcharge TS 1 Courbe de remplissage = précharge Vd Vo VTS 1 VTS 2 VTD VTD 2 Volume

45 erformances cardiaques erformances de la pompe cardiaque:» Le débit : Q = VES x FC erformances du VG :» VES et tfe, d/dt, pente de la droite TS/VTS erformances du myocarde = contractilité intrinsèque du muscle» f ([Ca 2+ ] i activateur x caractéristiques des ponts actine-myosine)» à pré- et postcharge constante, toute augmentation de la contractilité augmente le VES et inversement

46 Courbes de fonction ventriculaire Débit cardiaque ou VES (fréquence constante) * Effet inotrope + * postcharge * Effet inotrope - * postcharge OD VTD VG TD VG = augmentation de précharge