Il existe un tissu spécialisé dans la création et la conduction de l'impulsion, c'est le tissu nodal.

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1 13/03/2015 GUIGUES Sarah CR : MACIOW Benjamin Cardiologie Pr DEHARO 18 pages Physiologie des voies de conduction normales et de l'excitation normal du cœur Electrocardiogramme Plan : A. L'activité électrique du cœur I. Création et conduction de l'onde de dépolarisation II. Vitesse de conduction III. L'activité électrique du cœur IV. Relation entre potentiel d'action cellulaire et contraction V. Principaux courants ioniques impliqués dans le potentiel d'action B. L'électrocardiogramme I. Principe II. Le cœur entier peut être associé à un dipôle unique III. Les différentes ondes IV. Principe de l'ecg : photographier le cœur «sous tous les angles» V. Caractéristiques du tracé d'ecg A. L'activité électrique du cœur I. Création et conduction de l'onde de dépolarisation C'est un système entièrement déconnecté du système nerveux, lorsque qu'un cœur est totalement enlevé d'une personne, il continue de battre (expérience de la transplantation cardiaque) Il y a donc une activité automatique propre du cœur. Ce phénomène électrique apparaît en un point précis puis se propage à tout le myocarde. Les cellules myocardiques ont donc deux propriétés sur le plan électrique : elles peuvent automatiquement créer l'impulsion et aussi la conduire Il existe un tissu spécialisé dans la création et la conduction de l'impulsion, c'est le tissu nodal /18

2 3 4 4 Le signal nait du noeud sinusal, emprunte des voies internodales parcourant les oreillettes, atteint le noeud atrio-ventriculaire, puis se propage au niveau du tronc du faisceau de His qui donne rapidement 2 branches droite et gauche (qui donnera elle même 2 hémi-branches : antérieure s'occupant de la paroi antéro-latérale du VG et postérieure qui s'occupe de la paroi septale et inférieure du VG) qui vont gagner l'apex des ventricules, puis il y aura une retroconduction de l'influx le long des ventricules Le tronc du faisceau de His passe au travers d'un squelette fibreux qui est disposé entre les oreillettes et ventricules, et sur leuel s'inserent les orifices valvulaires. Le nœud atrio-ventriculaire est au dessus et les branches du faisceaux sont en dessous de ce squelette. Ce squelette est impénétrable par les fluides et seul l'influx nerveux passe à travers ce squelette. IL est traversé par le faisceau de His qui est la seule structure permettant à l'influx de passer ce squelette fibreux. Sa structure est différente du tissu myocardique adjacent qui est lui conducteur. Cela explique qu'avec le temps certaines pathologies dégénératives peuvent altérer le passage de l'influx nerveux à cause d'une dégénérescence de ce squelette. Entre le nœud sinusal et nœud atrio-ventriculaire, il n'y a pas de véritable voie de conduction. Il existe un faisceau qui se nomme faisceau de BACHMANN mais son existence est discutée, ce qui explique qu'il ne soit pas représenté sur le schéma. L'hypothèse est que l'influx nerveux entre ces deux nœuds passe simplement à travers le myocarde commun et 2/18

3 non par un tissu spécialisé. Ca ne pose pas de problèmes particuliers parce que l'influx n'a pas besoin d'aller très vite au niveau de l'oreillette. Par contre, à partir du nœud atrioventriculaire, il faut que la conduction aille très vite pour activer les deux ventricules. Cela permet d'activer plus rapidement le ventricule gauche permettant l éjection du sang dans l'aorte et la perfusion de l'organisme, fonction principale du cœur. II. Vitesse de conduction Les vitesses de conduction sont également importantes, notamment pour mieux comprendre le fonctionnement éléctrique du cœur. Après impulsion du nœud sinusal, vitesse de conduction de 1m /s. Les oreillettes reçoivent rapidement les informations, elles cheminent via faisceau de BACHMANN (retenir que les ordres de grandeurs) Donc entre l'activation du nœud sinusal et la contraction des oreillettes induite par l'activité électrique il y a un temps de latence de l'ordre de 1m/s. Au niveau du nœud atrio-ventriculaire (NAV), vitesse de conduction de 0,05 m/s (soit de l'ordre du cm/s) Entre le nœud atrio-ventriculaire et le tronc du faisceau Hiss, le temps de latence est plus long de l'ordre de cm/s Le NAV conduit et ralenti les informations, afin de laisser le temps aux ventricules de se remplir( environ 0,2s) (correspond à l'intervalle PR sur l'ecg). Si ce n'était pas le cas, oreillettes et ventricules se contracteraient simultanément. 3/18

4 Puis au niveau des branches du faisceau de His et du réseau de Purkinje, vitesse de conduction s accélère : 1,4-4 m/s, entraînant une contraction rapide des ventricules. III. L'activité électrique du cœur Les cellules cardiaques ont une activité électrique cyclique qui est à l'origine de la contraction. Cette activité est du à un échange d'ions de part et d'autre de la paroi des myocytes. Ces mouvements ioniques trans-membranaires vont être à l'origine d'un potentiel d'action au niveau de la cellule qui peut être mesuré. Ce potentiel s'appelle le potentiel d'action cellulaire. On parle de couplage électro-mécanique. IV. Relation entre potentiel d'action cellulaire et contraction Au niveau du myocyte, il existe des «portes» d'entrées et de sorties au niveau de la membrane cellulaire et à l'intérieur de la cellule. Ce sont des canaux ioniques spécifiques aux différents ions (Na, Ca, K ) Ces portes sont activées par SNA qui va permettre l'échange d'ions et plus particulièrement la libération de calcium par le réticulum sarcoplasmique. C'est cette charge de calcium qui est responsable de l'activité mécanique. Entre la dépolarisation de la cellule (création du courant) et la contraction de la cellule il existe un délai électro-mécanique. Il existe 2 types de potentiels d'action cellulaires : Celui des cellules automatiques : nœud sinusal et atrio-ventriculaire Ils ont une forme plus pointue et plus étalée dans le temps. 4/18

5 Leur caractéristique principale est la pente de dépolarisation systolique spontanée. (= automatique) Celui des cellules du myocarde commun atrial et ventriculaire, et du réseau de Purkinje Leur potentiel a besoin d'être déclenché, pas de pente de dépolarisation spontanée, plus courte dans le temps et moins pointue. Les deux types de PA sont engendré par de smouvements d'ions différents : Ca et Na pour les cellules automatiques Ca, Na et K pour les cellules myocardiques communes Les cellules du nœud sinusal ont la pente de phase 4 la plus rapide elles commandent l'activité cardiaque Les potentiels ne sont pas les mêmes en fonction de la localisation de la cellule. V. Principaux courants ioniques impliqués dans le potentiel d'action a) Les cellules automatiques Existence d'un courant sodique «if» qui est à l'origine d'une dépolarisation spontanée de la cellule. La cellule va progressivement avoir une dérive de son potentiel de membrane jusqu'à atteindre le seuil de 5/18

6 dépolarisation, déclenchant ainsi un PA. Les cellule du nœud sinusale sont les cellules «pacemaker» du cœur grâce à cette pente de dépolarisation spontanée. Le reste du PA est quasi uniquement sous dépendance du Ca++, qui sera la cible de traitement à visée cardiaque. (inhibiteurs calciques) b) Les cellules myocardiques communes Les cellules myocarde communes vont se dépolariser en réponse au PA des cellules automatiques. Elle n'ont pas de pente de dépolarisation spontanée Elles ont un potentiel de repos de -80mV environ. Elles se dépolarise de façon brutale grâce aux PA des cellules automatiques loi du tout ou rien Cet influx est sous la dépendance de deux ions : le Na+ (dépolarisation) et K+(repolarisation) Les médicaments anti-arythmique vont cibler les canaux Na et K. Les patients ayant un défaut d'activité des cellules automatiques auront un pacemaker qui permet de remplacer cette fonction de dépolarisation spontanée. En résumé : L'activité mécanique est induite par activité électrique elle même consécutive aux échanges d'ions à travers la membrane qui vont ^tre à l'origine d'un PA. Ces passages d'ions se font automatiquement dans les cellules automatiques et ils sont provoqués dans les cellules communes. Le nœud sinusal est automatique, le noeud atrioventriculaire est partiellement automatique. Le reste des fibres est non automatique. 6/18

7 B. L'électrocardiogramme C'est un examen qui fait partie de l'examen clinique. Il va permettre de recueillir l'activité électrique à la surface du corps (de l'orde du mv) Les électrodes vont mesurer les différences de PA. On va recueillir la somme électrique totale du cœur et non pas celui de cellules spécifiques. I. Principe Il s'agit d'un enregistrement à distance (sur la peau), par des électrodes dite exploratrices, de la succession d événement de dépolarisation/repolarisation de l'ensemble des cellules du cœur. Correspond à la sommation des potentiels d'actions cellulaires (du NS, NAV, F. de His, reseau de Purkinje, myocarde auriculaire et ventriculaire). Noeud sinusal activité automatique Myocarde atrial commun : pas d'activité spontanée Noeud atrio-ventriculaire pente de dépolarisation spontanée mais moins marquée que le nœud sinusal Le reste des tissu est myocardique commun. 7/18

8 II. Le cœur entier peut être assimilé à un dipôle unique Les cellules myocardiques ou le cœur dans son ensemble peuvent être représentés par un dipôle avec à l'intérieur de la cellule des ions et a l'extérieur des ions + prédominant. Le dipôle est en parfait équilibre il est dit neutre au repos. Sous l'effet de la dépolarisation des cellules automatiques, il va y avoir une modification du dipôle liée au fait que des charges vont se mouvoir de part et d'autre de la membrane. Lors de sa dépolarisation le dipôle acquiert des ions + a l'intérieur, on va mesurer une dépolarisation positive. Dépolarisation entrée de charge + positivité acquise en terme de potentiel. Ensuite on revient en position de repos, la dépolarisation est totale, elle a acquis toutes les charges + possible. Ensuite, les charges positives vont sortir de la cellule, c'est la repolarisation. On a donc enregistré un potentiel qui va vers le + (dépolarisation) et vers le (repolarisation) dans le temps qui va donner le tracé de ECG. 8/18

9 Les électrodes qu'on utilise ne vont pas voir l'activité électrique du cœur de la même manière selon leur position par rapport au dipôle = cœur. Quand elles voient arriver vers elles l'activité électrique, elles enregistrent un événement positif. Quand elles voient fuir l'activité électrique, elles enregistrent un événement négatif. L'activité électrique va de droite à gauche et de haut en bas. La taille de ce qu'on enregistre est proportionnel à la quantité de myocytes activés. Ex : Sur l'ecg, l'onde P représente la dépolarisation atriale. Elle est de petite amplitude car les oreillettes ont peu de myocytes. (épaisseur d'une feuille de papier) Le complexe QRS représente la dépolarisation ventriculaire. Grande amplitude car il y a beaucoup plus de myocytes,donc l'onde va être plus grande que l'onde P. Une électrode peut ne voir que des courants arriver, ou fuir, ou alors un mix des 2 selon son positionnement par rapport au dipôle. On appelle les ondes différemment selon si elles sont positives ou négatives. 9/18

10 III. Les différentes ondes Onde P dépolarisation des cellules atriales droites et gauches. Ce potentiel est plus «mou», moins «tranché» que le potentiel ventriculaire, et plus lente Cette onde P va être un peu moins tranché, elle est un peu plus arrondie et moins ample. Elle est qualifiée de mousse. La repolarisation des oreillette ne se voit jamais en ECG car ce phénomène est encore plus lent et plus ample que la dépolarisation atriale, et est masquée par la dépolarisation des ventricules. Complexe QRS dépolarisation des ventricules. Elle traduit une énorme activité électrique (rapport de 1/10 avec l'onde P) Onde T repolarisation ventriculaire. Elle est visible car il y a beaucoup de cellule par rapport aux oreillettes. Segment PR passage dans le nœud atrioventriculaire. Correspond à un ralentissement de l'activité Onde U onde de repolarisation le plus souvent invisible La ligne isoélectrique après l'onde T montre le «repos électrique» et entre autre la pente de dépolarisation spontanée du nœud sinusal (entre T et le prochain P). Mais on ne peut pas la voir car ce noeud comprend très peu de cellules. 10/18

11 IV. Principe de l'ecg : photographier le cœur «sous tous les angles» C'est un système d'électrodes très sophistiqués qui vont «prendre en photo» le cœur sous des angles identiques pour chaque personnes. L'apex du cœur est la partie la plus à gauche du cœur, la base est la partie la plus a droite, il existe aussi la paroi latérale et la paroi septale (on considère les parois du VG le plus souvent) a) Les dérivations frontales Le déplacement du potentiel d'action est un vecteur électrique donnant son orientation et son amplitude. On va projeter ce vecteur dans un repère universel. Les dérivations bipolaires Le premier repère imaginé est constitué par trois électrodes qui sont chacune placé a un endroit spécifique : une électrode sur l'épaule droite, une sur l'épaule gauche et la dernière sur la jambe gauche. Grossièrement on va considérer que ces électrodes délimitent un triangle équilatéral avec des angles de 60 Entre bras droit et le bras gauche, les potentiels enregistrés vont constituer une première dérivation appelé DI Entre le bras droit et la jambe gauche, c'est DII Entre le bras gauche et la jambe gauche c'est DIII On peut translater ce triangle sur une autre forme où les 3 vecteurs sont rassemblés en un même centre. DI va enregistrer le coté latéral du cœur alors que DII et DIII vont enregistrer plutôt la paroi inférieur du cœur. 11/18

12 Ces dérivations sont bipolaires (mesure entre deux électrodes) Les dérivations unipolaires On peut enregistrer les potentiels entre deux électrodes mais aussi entre une électrode et le centre du corps : système unipolaire Cela rajoute 3 vecteurs : avf, avl, avr. On a donc 6 dérivations avec 3 électrodes. En pratique on utilise 4 électrodes pour les membres mais l électrode sur la jambe droite sert juste a représenter une référence pour la machine (le sol) pour éliminer les «parasites». On considère que avr est un appareil photo toujours mal placé. Ces tracés sont toujours négatif Cette dérivation sert à vérifier si les électrodes sont bien placés, dans ce cas, sont tracé est totalement en négatif. = Onde P, QRS sont négatifs, onde T est positive 12/18

13 b) Les dérivations précordiales Elles vont mesurer les PA dans un plan horizontal, avec un relief antéropostérieur. Ce sont 6 électrodes le plus souvent, qui sont positionnées à des endroits très particuliers sur le thorax. Ont se sert beaucoup d'elles pour mesurer la morphologie du QRS et de l'activité électrique car elle sont plus proche du cœur que les dérivations frontales (qui elles décriront plutôt l'amplitude des ondes) On se sert surtout des dérivations frontales pour analyser l'axe du cœur. c) Les deux plans orthogonaux Les dérivations DI,DII, DIII, avf,avr, avl visualisent le cœur dans le plan frontal Les dérivations V1 à V6 visualisent le cœur dans le plan horizontal. Positionnement des électrodes : V1 et V2 : 4e espace intercostal (EIC) droit et gauche, en parasternal. V3 : entre V2 et V4. V4 : sous le mamelon, sur la projection de la ligne medio-claviculaire dans le 5e EIC. V5 : Dans la projection de la ligne axillaire moyenne soit bord ext du pectoral, dans le 5e EIC. V6 : au niveau de l'apex du creux axillaire, dans le5e EIC. V1 et V2 sont positionné en regard du ventricule droit. Ont les appelle les précordiales droites ou septales. Elles ont pour but de visualiser le septum V3 et V4 sont en regard de la pointe du cœur. Ce sont les précordiales apicales. V5 et V6 sont en regard de la paroi latérale du ventricule gauche. Cela permet de définir des territoires utiles notamment pour localiser des infarctus. 13/18

14 Il est possible de rajouter des dérivations précordiales V7 V8 et V9 où V7 est situé àla partie postérieure du creux axillaire, V8 au niveau apex de omoplate et V9 qui est plutôt paravertebrale. On peut aussi mettre des dérivations précordiales droite appelé V3r et V4r pour mieux voir le ventricule droit. V. Caractéristique du tracé d'ecg Il a fallu choisir une norme pour que les ondes soit toujours interprétable de la même manière Il a donc été choisi que 25mm= 1s. On a choisi 1 seconde comme référence car c'est grossièrement le temps d'un battement. Donc les ondes P, QRS, T et la ligne isoélectrique qui suit vont grossièrement rentrer dans 25mm. 25mm (5 grandes graduations) = 1 seconde 5mm (1grand carreau)= 200ms 1mm (1 petit carreau) = 40ms Chaque petit carreau fait 40ms, donc chaque grand carreau fait 200ms Il faut régler l'appareil pour qu'il réagisse toujours de la même manière face au PA. L'amplitude normée est 1 mv=10mm 14/18

15 a) Calcul de la fréquence cardiaque La distance entre deux QRS peut permettre de mesurer la FC : 25 mm = 1s. Il faut faire la règle de 3: si 25mm=1s et 1mm= 40 ms, donc on va pouvoir calculer le rythme cardiaque en comptant les carreaux entre 2 QRS, mais c'est assez fastidieux... En pratique, on part d'un QRS qui tombe sur une grosse ligne, ensuite tous les 5mm on divise 300 par le nombre de gros carreau entre les deux QRS. Ex : 1 carreau : 300/1 = 300 battements par minute 2 carreaux : 30 /2 = 150 bpm 3 carreaux : 300/3 = 100 bpm... b) Nomenclature des ondes ECG - Onde négative première = onde Q, si elle est grande c'est Q si elle est petite c'est q (notion de grande et petite par rapport aux autres ondes sur le tracé) - Onde positive= R - Onde négative après onde positive = onde S - R= que du positif - QS= que du négatif - rr'= deux ondes positives - rsr'= deux ondes positives en passant par la ligne isoélectrique 15/18

16 c) Axe du QRS L'axe du QRS représente l'axe d'activation du cœur est l'axe qui est en pratique celui du ventricule gauche. On va regarder comment est situé notre QRS dans les dérivations DI, DII, DIII et avf. Si l'axe va vers le bras gauche, le QRS est positif en DI. Si l'axe va vers le bas, le QRS doit est positif en avf ou DIII (moins utilisé que avf). En combinant les infos de DI et avf, on peut déterminer un quadrant dans lequel doit se trouver l'axe du cœur. DI est positif vers la gauche et AVF positif vers le bas. 16/18

17 Pour calculer l'axe du cœur, on additionne toutes les positivités et négativités (nombre de petits carreau positif et négatif) sur l'onde Q,R,S en DI et en avf pour pouvoir placer un point entre l'axe avf et DI,ce qui va nous donner l'axe du cœur sur un repère trigonométrique. Ex : Illustration de l'exemple 1 : en D1 : Si sur l'ecg on mesure : Q negatif de 2 carreaux, R positif de 8 carreaux et S négatif de 1 carreau, cela donne : = +5 on reporte ce +5 sur le diagramme ci dessous sur l'axe horizontal correspondant à orientation de D1 (vers la gauche si on se représente le cœur vu de face) En avf, on fait la même chose et on trouve également +5 (mais ça aurait pu être +3, selon aspect du QRS), que l'on reporte sur l'axe vertical correspondant à l'orientation d'avf ( vers le bas) En traçant la droite passant par la convergence de DI et avf, on obtient l'axe du QRS et donc du cœur. 17/18

18 A la frate, et à bobby. 18/18

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