Docteur Renaud TAMISIER

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1 Physiologie Physiologie de la circulation Chapitre 1 : La pompe cardiaque Docteur Renaud TAMISIER MED@TICE PCEM1 - Année 2006/2007 Faculté de Médecine de Grenoble - Tous droits réservés.

2 Introduction Le cœur est capable de remplir un large éventail de tâches et fonctions. De plus son activité se poursuit sans interruption tout au long de la vie. Il est capable de poursuivre son activité indépendamment des stimulations extra cardiaques. Ces mécanismes sont à relier aux particularités structurales et physiologiques du muscle et de la conformation cardiaque.

3 Fonction Principale Pompe : maintenir le débit sanguin Circulation systémique veines pulmonaires et aorte Circulation pulmonaire veines caves et artère pulmonaire

4 Les événements mécaniques du cycle cardiaque La révolution cardiaque La systole ou contraction atriale La systole ventriculaire Contraction isovolumique Ejection Relaxation isovolumique Diastole Ventriculaire remplissage rapide remplissage lent systole atriale Diast Générale

5 La pompe cardiaque Microstructure - aspect cellulaire et histologique - aspect ionique Macrostructure - système valvulaire - les cavités Investigation - échographie - hémodynamique

6 Microstructure: la cellule cardiaque Différences importantes avec les fibres musculaires squelettiques Analogie du système contractile - Le sarcomère (ligne Z à Z) - Filaments épais (bande A) - Filaments mince (bande I)

7 Microstructure: la cellule cardiaque Aspect de syncytium Séparation inter fibre par le sarcolemme terminaison des fibres par des disques intercalés en continuité avec le sarcolemme Fonction de syncytium Une onde de dépolarisation est suivie d une contraction de l ensemble du myocarde

8 Microstructure: la cellule cardiaque Fonction de syncytium Formation de connexons intercellulaires à haute conductance permettant la transmission de cytosol intercel avec un canal de 1.6 à 2 ηm La transmission de l onde de dépolarisation est favorisée par la présence de Gap junction (nexus) au niveau des Disques intercalaires Dépolarisation ++ longitudinale

9 Microstructure: la cellule cardiaque Fonction de syncytium Présence de mitochondries en densité importante, assurant l apport énergétique en phosphorylation oxydative Les apports de substrat et d oxygène importants sont permis par la densité importante des capillaires sanguins (un capillaire par fibre) Présence d invagination du sarcolemme = tubule T

10 Microstructure: la fibre cardiaque Interaction entre ponts de myosine et filaments d actine Contraction glissement des filaments minces et épaispermet l interaction entre la myosine et l actine

11 Microstructure: la fibre cardiaque Formation du complexe troponine-ca permet l interaction entre la myosine et l actine

12 Microstructure: la fibre cardiaque La fixation du pont de myosine sur le filament d actine provoque un raccourcissement de la fibre musculaire par déplacement de l actine par rapport à la myosine

13 Microstructure: la fibre cardiaque Fonction La tension initiale de la fibre musculaire détermine sa réponse motrice La force maximale sera pour une longueur de la fibre musculaire de 2 à 2.4 mm Superposition optimale entre filaments mince et épais Force développée par le ventricule Systole Diastole Longueur initiale des fibres myocardiques ou Volume télé-diastolique

14 Microstructure: Transport Ionique La contraction musculaire requière une concentration optimale de Na +, K + et Ca ++. [Ce] Na+ diminution de l'excitabilité cardiaque [Ce] K+ arrêt cardiaque [Ce] K+ arrêt cardiaque diastolique par perte de l excitabilité [Ce] Ca ++ arrêt cardiaque diastolique [Ce] Ca ++ augmentation de la contractilité arrêt cardiaque systolique (rugor)

15 Microstructure: la contraction La contraction musculaire est produite par un mouvement de Ca ++ provenant de l extérieur de la cellule permettant l ouverture des canaux calciques Ca-dépendant du RE. Les mécanismes augmentant la concentration de Ca ++ cytosolique augmentent la force de contraction et inversement Exemple : Catécholamine augmente la sensibilité au Ca ++

16 Microstructure: la contraction Catécholamines DHRR Ca ++ Ca ++ 3 Na + ATP ATP Ad C ATP AMPc AMPc PK Phosphorilate + Phospholamban RE Ca ++ RyR Ca ++ Ca ++ Pompe ATP Tube T Ca ++ DHRR Ca ++ 3 Na K + Activation Inhibition Troponine I - Troponine C Complexe troponine Ca ++ + Myofilaments

17 Macrostructure: le cœur La pompe cardiaque est constituée de muscle, d appareil valvulaire et de cavités. Le muscle le myocarde Les valves Mitrale et Tricuspide : Atrioventriculaire Aortique et Pulmonaire : valves sigmoïdes Les cavités oreillettes droite et gauche Ventricules droit et gauche

18 Le Muscle : Précharge et postcharge Repos Repos et étirement Repos et étirement Contraction Support Support Support Support Précharge Postcharge

19 Loi de Starling Elle découle des propriétés de contraction des fibres musculaires Le remplissage ventriculaire améliore le débit cardiaque. Lorsque la valeur seuil est atteinte il existe une stagnation puis une baisse du débit

20 Relation pression de remplissage : Débit

21 Insuffisance cardiaque La pathologie causée par une diminution du débit cardiaque va associer - oedème pulmonaire - rétention hydrosodée - pression veineuse élevée - augmentation taille hépatique et splénique β Bloquants réduction de la stimulation sympathique intrinseque Digitalique augmentation de la contraction par augmentation intracellulaire de calcium Diurétique réduction de la précharge

22 Contractilité La contractilité est déterminée par la capacité cardiaque à fournir une pression donnée Elle peut être représentée par le pic de pression isovolumique A contrôle B V hypokinetique Insuffisance Cardiaque C V Hyperdynamique stimulation sympathique Pression ventriculaire gauche mmhg De la contractilité dépend la fraction d éjection ventriculaire ΔP/ΔtMax C A B 0,2 0,4 0,6 Temps (s)

23 La fréquence cardiaque L'accélération provoque une augmentation du débit cardiaque jusqu à une valeur seuil de au delà une baisse du débit se produit du fait d une diminution du volume de remplissage

24 Les Valves Les valves cardiaques sont de deux types Sigmoïdiennes et atrioventriculaires Les valves sigmoïdiennes Pulmonaire et Aortique permettent un flux continue dans les AP et Aorte. Une particularité est la naissance des coronaires au niveau des sigmoïdes aortique droite et gauche

25 Les Valves Les valves atrioventriculaires système de cordages et piliers, grande surface de superposition La Valve mitrale deux feuillets entre OG et VG La Valve tricuspide trois feuillets entre OD et VD

26 Les Valves Elles permettent au sang de progresser dans un sens unique rendant les contractions atriales et ventriculaire efficace.

27 Débit cardiaque et notion de travail

28 Débit cardiaque mesure in Vivo Cathétérisme de swann Ganz - mesure des pressions droites - mesure de la pression occluse - mesure du débit par dilution Echographie cardiaque - la fraction d éjection - la diastole (remplissage)

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