Métabolisme cardiaque et circulation coronaire

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1 Faculté de Médecine Paris Diderot Année L2 UE13 Physiologie 3 Métabolisme cardiaque et circulation coronaire 22 février 2018 Pr Jean-Jacques MERCADIER

2 Ou ça se passe?

3 Myocyte Oxygène Acides Gras ( 130ATP) Glucose (38ATP) Lactates (18ATP) Corps Cétoniques Capillaire Acyl CoA Pyruvate ß-oxydation Mitochondrie Acétyl CoA Cycle Citrique Phosphorylation Oxydative ATP

4 Energétique cardiaque Le muscle cardiaque utilise 1 mmatp par seconde Son stock d ATP (1 g) ne lui permet que 3 battements Il doit produire plus de 30 kg d ATP par jour Plus de 90% de l énergie produite provient de la respiration mitochondriale Le volume mitochondrial représente 30% du volume cellulaire Plus de 90% de l énergie est produite sous forme de PCr Le cœur a besoin d un système efficace de transfert d énergie = navette phosphocréatine Au cours d un exercice intense, le coeurutilise plus de 90% de ses capacités oxydatives

5 Utilisation des substrats Le cœur est un omnivore En moyenne sur 24 heures le cœur produit son énergie : 60% à partir des acides gras 30% à partir du glucose 10% à partir d autres substrats Lactates Corps cétoniques (jeune) Acides aminés Pyruvate

6 Hydrates de Carbone Acides Gras Métabolisme Normal au Repos Glucose-6- Phosphate Glycogène Lactate LDH Pyruvate Acyl- CoA Production d'atp PDH ß-Oxydation Acétyl- CoA Cycle de Krebs Cytochrome ATP O 2 ADP

7 Hydrates de Carbone Exercice Glycogène Glucose-6- Phosphate Lactate LDH Acides Gras Pyruvate PDH Acétyl- CoA Acyl- CoA ß-Oxydation Production d'atp Cycle de Krebs Cytochrome ATP O 2 ADP

8 Les sources d énergie: les processus de synthèse de l'atp La glycolyse aérobie = en présence d O 2 1 ATP 1 ATP Glycogène ~100 µmol/g Glucose Glucose- 6-Phosphate 1 ATP Fructose 1-6 Diphosphate 4 ATP 2ATP 2 Pyruvate PDH 36 ATP 6H Acétyl-CoA Chaîne Respiratoire Cycle Citrique 34 ATP 6 O 2 6 CO 2

9 Hydrates de Carbone Acides Gras Ischémie Glucose-6- Phosphate Glycogène Lactate LDH Pyruvate PDH Acétyl- CoA Acyl- CoA ß-Oxydation Production d'atp Cycle de Krebs Cytochrome ATP O 2 ADP

10 Les Sources d'energie: les Processus de Synthèse de l'atp 2. La glycolyse anaérobie 1 ATP Glycogène 4 ATP ~100 µmol/g Glucose- 6-Phosphate 1 ATP 1 ATP Glucose Fructose 1-6 Diphosphate 2 Pyruvate 2 Lactate

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12 Artère perforante Épicarde Artère épicardique Endocarde Petite artère Artériole Capillaires

13 Endocarde Épicarde Endocarde Épicarde Diastole Systole Doppler Intracoronaire

14 Occlusion Coronaire Hyperémie Post-occlusive Flux Systolique Flux Diastolique

15 Pression Fréquence MVO 2 Contractilité

16 % MVO 2 de Repos Repos Exercice Volume d'éjection Systolique Pression Systolique Fréquence Cardiaque Contractilité

17 Repos Diastole Systole Exercice Diastole Systole

18 Oxygène ml/100ml 20 Repos Exercice Artère Coronaire Sinus Coronaire DAVO 2 Richalet et coll. Eur J Appl Physiol 1981; 47:

19 QCoro ml/min/100g DAVO 2 ml/100ml x6 12 MVO 2 ml/min/100g Repos Exercice

20 Autorégulation grâce au contrôle myogénique Débit Coronaire Vasodilatation Maximum Vasodilatation Maximum Pzf Pzf Limites de l'autorégulation Limites de l'autorégulation Pression de Perfusion Coronaire Moyenne mmhg

21 Débit Coronaire Vasodilatation Maximale 4 Vasodilatation Pharmacologique RESERVE DE DEBIT CORONAIRE 3 Augmentation de le Fréquence Cardiaque ou du Travail, Anémie Vasodilatation Physiologique Augmentation de la Pression 1 2 Vasodilatation Physiologique

22 Réserve de Débit Coronaire Débit Coronaire (ml/min) 700 Débit Coronaire Maximal x 4,4 Dipyridamole Papavérine Adénosine Hoffman Circulation 1984; 70: x 3,5 50 x Pression Coronaire Moyenne (mmhg) Débit Coronaire Basal

23 Sièges de la Vasomotricité Sphincter Pré-capillaire Capillaires Artériole Artère Système Nerveux Autonome Métabolites Locaux: PO 2, PCO 2, ph, Lactate, K +

24 Vasomotricité coronaire Contrôle métabolique +++ Lors d une hypoxie ou d un exercice intense ATP ADP AMP nucléotidase adénosine A2-R Adénosine --- adénosine déaminase(inhibée par dipyridamole) inosine Vasodilatation endothélium-dépendante Forces de cisaillement (shearstress) NO GMPc Relax! Repos et exercice Système nerveux autonome Acétylcholine sur endothélium intact VD (non physiologique) Nadet Ad VD (sttartérioles) par stimulation beta-2 prédominante (exercice) Pathologie coronaire VC (sttartères épicardiques) par stimulation alpha prédominante

25 Artérioles Coronaires Fibrose Périvasculaire Raréfaction Vasculaire Coeur Normal Compression Extrinsèque Sténose d'un Tronc Coronaire Hypertrophie de la Paroi

26 Densité Capillaire (Nombre/mm 2 )[moyenne±sem] # p<0.01 vs Sujets Témoins # Sujets Témoins Sténose Aortique Congénitale Coarctation de l'adulte Sténose Aortique Acquise Rakusan et al. Circulation 1992; 86:

27 Distance Intercapillaire et PO 2 Myocardique PO 2 Myocardique Moyenne (mmhg) µm PO 2 Capillaire Moyenne µm 43µm 34µm 38µm Augmentation de la MVO 2 (% de Base) PO 2 Tissulaire Critique Myers et Honig. Am J Physiol 1964; 207: