III. PHYSIOLOGIE. Chez l homme (adulte), le cœur bat environ 70 fois/mn battements/24h.

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1 III. PHYSIOLOGIE III.1. L automatisme cardiaque. III.1.1. Introduction. La fréquence (rythme) cardiaque dans le règne animal. Relation fréquence cardiaque/taille de l animal. Évolution. Chez l homme (adulte), le cœur bat environ 70 fois/mn battements/24h.

2 VALEUR DE LA FRÉQUENCE CARDIAQUE DANS LE RÈGNE ANIMAL Chez le mammifères : relation inverse entre la fréquence cardiaque et la taille de l espèce Chez les vertébrés à sang froid, la fréquence est basse - 40 à 50 bts/mn chez la grenouille - 20 bts/mn chez la tortue La fréquence cardiaque diminue avec l àge chez l homme : 130 à 140 bts/mn chez le fœtus 120 à 130 bts/mn à un an 70 à 80 bts/mn à 20 ans Chez les mammifères, il y a une relation entre la fréquence cardiaque et la longévité de l espèce. Le cœur serait «programmé» pour battre un nombre de fois constant (1 à bts dans la vie)

3 VALEUR DE LA FRÉQUENCE CARDIAQUE DANS LE RÈGNE ANIMAL

4 III. PHYSIOLOGIE III.1. L automatisme cardiaque. III.1.1. Introduction. La fréquence (rythme) cardiaque dans le règne animal. Relation fréquence cardiaque/taille de l animal. Évolution. III.1.2. Origine de l automatisme cardiaque. Origine myogène. Hiérarchie des centres automatiques.

5 ORIGINE DE L AUTOMATISME CARDIAQUE 1. l origine de l automatisme n est pas nerveuse Ringer : cœur isolé de grenouille mis dans un milieu salin contenant des ions Ca 2+ continue de battre pendant plusieurs heures Au cours du développement embryonnaire : le cœur commence de battre avant la mise en place de son innervation Propriétés permettent la transplantation cardiaque 2. L origine de l automatisme est myogénique Si on détruit sélectivement (cautérisation) les cellules cardionectrices le cœur cesse de battre Si on isole le noeud sinusal et on met les cellules en culture Les cellules battent spontanément

6 ORIGINE DE L AUTOMATISME CARDIAQUE origine sinusale Il existe une hiérarchie des tissus conducteur Destruction sélective des cellules cardionectrices Ordre décroissant de fréquence Nœud SA Nœud AV Faisceau de Hiss Résau de Purkinje 75 bts/mn 50 bts/mn 30 bts/mn

7 III. PHYSIOLOGIE III.1. L automatisme cardiaque. III.1.1. Introduction. La fréquence (rythme) cardiaque dans le règne animal. Relation fréquence cardiaque/taille de l animal. Évolution. III.1.2. Origine de l automatisme cardiaque. Origine myogène. Hiérarchie des centres automatiques. III.1.3. Mécanisme. Apport de l électrophysiologie Activité électrique automatique du noeud sinusal. Les courants ioniques. Le courant If et la pente de dépolarisation diastolique.

8 MÉCANISME DE L AUTOMATISME CARDIAQUE A) Dépolarisation rythmique du nœud sinusal 0 mv + TTX Nœud sinusal - 30 mv - 60 mv Dépolarisation diastolique B) Expérience de potentiel imposé : courant I f - 30 mv V I Nœud sinusal -75 V If (f = funny) I Di Francesco, mv Fibre de Purkinje

9 PROPRIÉTÉS DU CANAL If A. Relation courant-potentiel PNa + /PK + = 4 E inv B. Structure (semblable à celle des Kv) If codé par le gène HAC1-6 domaines transmembranaires - Pore situé entre S5 et S6 - Voltage sensor en S4 AMPc

10 MÉCANISME DE L AUTOMATISME CARDIAQUE V (mv) 0 C) Modèle de l automatisme I Ca, L I K -3O I f I Ca, L g out gk I Ca,T g in gca,l gf gca,t gf

11 III. PHYSIOLOGIE III.1. L automatisme cardiaque. III.1.1. Introduction. La fréquence (rythme) cardiaque dans le règne animal. Relation fréquence cardiaque/taille de l animal. Évolution. III.1.2. Origine de l automatisme cardiaque. Origine myogène. Hiérarchie des centres automatiques. III.1.3. Mécanisme. Apport de l électrophysiologie Activité électrique automatique du noeud sinusal. Les courants ioniques. Le courant If et la pente de dépolarisation diastolique. III.1.4. La propagation de l excitation cardiaque. - Mécanisme : les jonctions communicantes («gap junction», jonction à trous). Sens de la propagation. Vitesse de propagation. - Variation du potentiel de repos et du potentiel d action dans les différentes régions du cœur. - Diversité des conductances potassiques auriculaires et ventriculaires.

12 PROPAGATION DE L EXCITATION CARDIAQUE A. Mécanisme 1. Fibre myocardique 2. Disque intercalaire connexon 3. Jonction communicante

13 PROPAGATION DE L EXCITATION CARDIAQUE B. Sens de la propagation Nœud sinusal N.S. N.AV O P V oreillette Nœud O.V plateau La propagation de l excitation s accompagne d un changement de valeur du P.R. et du P.A. (amplitude et cinétique) dû à des changements de conductances ioniques Fx de Hiss Fx de Purkinje ventricule Δt

14 PROPAGATION DE L EXCITATION CARDIAQUE

15 LE POTENTIEL D ACTION CARDIAQUE ET LES DIFFÉRENTES CONDUCTANCES MEMBRANAIRES OREILLETTE VENTRICULE PRA PRR PRA : Période Réfractaire Absolue PRR : Période Réfractaire Relative

16 PROPAGATION DE L EXCITATION CARDIAQUE C. Vitesse de propagation Nœud sinusal (Keith et Flack) Faisceaux internodaux 1 m/s 0,05 m/s 0,3 m/s Nœud auriculo-ventriculaire (nœud de Tawara) Faisceau de Hiss) Réseau de Purkinje Branches du faisceau de Hiss 1,4 à 4m/s Apex

17 III. PHYSIOLOGIE III.1. L automatisme cardiaque. III.1.5. Contrôle du rythme cardiaque par le système nerveux autonome (SNA). III1.5.1 Rappel sur le SNA : le sympathique et le parasympathique. Innervation du cœur par le SNA. III Effet du SNA sur la pente de dépolarisation diastolique. Modulation du courant If par les neuromédiateurs. Effet chronotrope positif et négatif. Le tonus parasympathique. Effet sur la vitesse de conduction : effet dromotrope.

18 INNERVATION DU CŒUR PAR LE SNA A. Rappel de la disposition du SNA Système sympathique Système parasympathique Fibre pré ganglionnaire ganglion Fibre post ganglionnaire Axone myélinisé Fibre pré ganglionnaire acétylcholine B. Innervation cardiaque Nor adrénaline vagues Nerfs sympathiques Nerfs sympathiques

19 CONTRÔLE NERVEUX DU RYTHME CARDIAQUE A. Effets de la stimulation du SNA Stimulation du parasympathique Stimulation du sympathique Effet chronotrope B. Effet des neuromédiateurs sur le rythme cardiaque C. Effet sur If + adré + ACh + ACh + Adré Dépolarisation diastolique

20 CONTRÔLE NERVEUX DU RYTHME CARDIAQUE D. Effets cellulaires des médiateurs A.C. AMP C I CaT PKA I f I CaL I K

21 NOTION DE TONUS VAGAL Rappel :X ème paire de nerfs craniens = nerfs pneumogastriques = nerfs vagues Si on coupe l innervation parasympathique accélération du rythme cardiaque. La fréquence s accélère sous atropine (à faible dose) mais ne se ralentit pas sous inhibition des récepteurs β adrénergiques. La fréquence du nœud sinusal est maintenue en permanence à 70 bts/min par le tous vagal qui agit donc comme un frein.

22 CONTRÔLE NERVEUX DE LA CONDUCTION Effet domotrope A. Mesure de la vitesse de propagation du PA B. Effet des neuromédiateurs Valvule tricuspide stimulus O.D. N. AV V.D. µ élec Temps de conduction ms O N. AV Hiss Acétylcholine (10-7 g/ml) mm Contrôle Noradrénaline ( g/ml) distance

23 III. PHYSIOLOGIE III.1. L automatisme cardiaque. III.1.6. L activité électrique globale du cœur : l électrocardiogramme (ECG) III Théorie du dipôle. Enregistrement. Einthoven. Les dérivations standards D1, D2, D3. III Les ondes de l ECG (P, Q, R, S, T). Relation ECG-potentiel transmembranaire.

24 L ACTIVITÉ ÉLECTRIQUE GLOBALE DU COEUR La théorie du dipôle Milieu conducteur Lignes isoélectriques (équipotentielles)

25 L ÉLÉCTROCARDIOGRAMME (E.C.G.) A. Principe de l enregistrement : les déviations standards (Einthoven, 1902 Prix Nobel 1924) galvanomètre E2 E1 mv D1 = Bras D Bras G D2 = Bras D Jambe G D3 =Bras G Jambe G Dérivations standards II

26 L ÉLÉCTROCARDIOGRAMME (E.C.G.) B. Les différentes ondes (enregistrées en D1) R R P T P T Q S Q S C. Signification des ondes de l ECG (mesure simultanée du potentiel de membrane cellulaire et de l ECG)

27 RELATION ENTRE LA PROPAGATION DE L EXCITATION ET LES DIFFÉRENTES ONDES DE L ECG Rouge = dépolarisé Bleu = polarisé ou repolarisé

28 L ECG :LES TROUBLES DU RYTHME A. Rythme normal (sinusal) 1 seconde T-P B. Tachycardie C. Bradycardie T-P