2: La fonction cardio-vasculaire

Chapitre 2


La fonction cardio-vasculaire4



Objectifs pédagogiques






SAVOIRS



Anatomie du cœur


Le cœur est un organe musculaire creux situé dans la cavité thoracique. Son but est de propulser le sang à partir du ventricule gauche dans la circulation systémique (ou grande circulation), et à partir du ventricule droit dans la circulation pulmonaire (ou petite circulation). Il possède deux oreillettes et deux ventricules. Il a la taille d’un poing et pèse environ 200 à 250 g chez la femme et 250 à 300 g chez l’homme. Il a la forme d’une pyramide renversée dont la pointe est dirigée en avant, en bas et à gauche.





image Structure




image Les cavités cardiaques

Le cœur possède quatre cavités, deux oreillettes et deux ventricules.


L’oreillette droite est située en avant et à droite de l’oreillette gauche, elle reçoit le sang de la veine cave supérieure et inférieure. L’oreillette gauche forme la partie supérieure du bord gauche du cœur, elle reçoit le sang des veines pulmonaires. Les deux oreillettes sont séparées par le septum interauriculaire et ne communiquent pas entre elles.


Les ventricules forment les deux cavités inférieures du cœur, ils sont séparés par le septum interventriculaire. La paroi du ventricule gauche est plus épaisse que celle du ventricule droit.


Le ventricule droit envoie le sang vers les poumons à travers les artères pulmonaires. Le ventricule gauche envoie le sang au reste du corps à travers l’aorte.


Chaque oreillette communique avec le ventricule correspondant par un orifice auriculo-ventriculaire, déterminant ainsi un cœur droit et un cœur gauche.



image Les valves cardiaques

Quatre valves permettent le passage du sang dans un seul sens des oreillettes vers les ventricules et des ventricules vers l’aorte et les artères pulmonaires.


Deux valves auriculo-ventriculaires sont placées entre l’oreillette et le ventricule homolatéral.


Entre oreillette droite et ventricule droit se trouve la valve tricuspide, formée de trois valvules ou cuspides. La valve mitrale, située entre l’oreillette et le ventricule gauche, a deux valvules.


Des cordages tendineux attachent les valves aux muscles papillaires ou piliers situés dans les ventricules. Ils maintiennent les valves en position fermée pendant l’éjection ventriculaire pour éviter toute régurgitation.


Deux valves sigmoïdes ventriculo-artérielles permettent le passage du sang des ventricules vers les vaisseaux artériels. La valve pulmonaire se situe entre le ventricule droit et l’artère pulmonaire, la valve aortique, entre le ventricule gauche et l’aorte.




image Vascularisation du cœur


Le fonctionnement du muscle cardiaque nécessite de l’oxygène qui est apporté par les artères coronaires.



image Anatomie

Les artères coronaires droite et gauche sont les premières branches naissant de l’aorte juste au-dessus des valves sigmoïdes aortiques, au niveau des sinus de Valsalva droit et gauche.


Elles assurent la vascularisation du cœur.


La coronaire droite descend à la face antérieure du ventricule droit. Elle assure la vascularisation de l’oreillette droite, du ventricule droit, de la partie inférieure du ventricule gauche, du nœud sinusal et du nœud auriculo-ventriculaire.


La coronaire gauche débute par un tronc commun et se divise en deux branches. L’artère interventriculaire antérieure gagne le sillon interventriculaire antérieur et assure la vascularisation d’une partie du ventricule gauche, du septum interventriculaire et de la branche droite du faisceau de His. L’artère circonflexe contourne le cœur dans le sillon auriculo-ventriculaire et vascularise l’oreillette gauche et une partie de la face inférieure du ventricule gauche et du nœud sinusal.


Des artères collatérales unissent la coronaire droite et la coronaire gauche, pouvant assurer une vascularisation de suppléance en cas d’obstruction d’une branche.


Les veines coronaires suivent le trajet des artères, elles sont superficielles par rapport à celles-ci. Elles se collectent dans le sinus coronaire qui s’ouvre dans l’oreillette droite.



image Particularités de la vascularisation coronaire

Le débit coronaire est de l’ordre de 200 à 250 ml/mn au repos. Il représente 5 % du débit sanguin cardiaque et environ 10 % de la consommation totale en oxygène de l’organisme.


Il dépend de la pression de perfusion et des résistances à l’écoulement :





image Régulation du débit coronaire

La régulation du débit coronaire est fondamentale en cas d’augmentation des besoins myocardiques en oxygène pour maintenir l’adéquation entre les apports et les besoins en oxygène. Dans le cas contraire, une ischémie myocardique s’installe.


Les besoins en oxygène peuvent augmenter physiologiquement en cas d’accélération de la fréquence cardiaque et en cas d’augmentation du travail myocardique (effort physique, par exemple).


L’augmentation des apports en oxygène se fait essentiellement par l’augmentation du débit coronaire obtenue par vasodilatation des artères coronaires. De ce fait, le débit coronaire peut être multiplié par 4 ou 5.


Cette autorégulation est contrôlée par de nombreux facteurs : métaboliques (essentiellement l’abaissement de la pression en oxygène du sang artériel, adénosine, lactate, prostaglandines), endothéliaux (NO) et neurohormonaux (adrénaline et noradrénaline). Le contrôle par le système nerveux autonome ou système neurovégétatif (SNA) est ici très modeste (il contribue pour moins de 5 % aux résistances artérielles coronaires, essentiellement par les récepteurs alpha 2 situés dans les gros vaisseaux épicardiques).



image Innervation extrinsèque du cœur


Le cœur est sous la dépendance du système nerveux autonome sympathique et parasympathique. Il innerve de manière prépondérante le nœud sinusal mais aussi la musculature auriculaire et ventriculaire, de même que le nœud auriculo-ventriculaire.


Même si le cœur possède son automatisme propre (le tissu nodal), le but de ce contrôle « externe » par le système nerveux autonome est de moduler l’activité du tissu nodal de manière à permettre l’adaptation de la fonction cardiaque à la demande de l’organisme.


Le sympathique innerve le cœur mais aussi les fibres musculaires lisses dans les parois des artères et des veines.


Les fibres sympathiques à destinée cardiaque émergent de la moelle épinière thoracique entre C7 et T6, rejoignent les ganglions sympathiques (ganglions cervicaux supérieurs, moyens, stellaires) puis se distribuent à la paroi du cœur (un autre contingent sympathique, issu de la moelle entre T1 et L3, se destine aux artères et aux veines). L’innervation sympathique concerne donc l’ensemble des oreillettes et des ventricules ainsi que tous les tissus de conduction.


Le neurotransmetteur au niveau des relais du système sympathique est l’acétylcholine (ACh) qui se fixe sur des récepteurs nicotiniques au niveau préganglionnaire. Les neurones post-ganglionnaires de la chaîne sympathique innervent le cœur et les vaisseaux, aux niveaux desquels ils délivrent la noradrénaline (dont les récepteurs sont de types béta1 sur la membrane des myocytes cardiaques et alpha sur la membrane de la cellule musculaire lisse vasculaire).


Sa stimulation entraîne une augmentation de la fréquence cardiaque (effet chronotrope positif) et de la force contractile (effet inotrope positif).


Le parasympathique cardiaque, issu de la dixième paire crânienne, gagne le cœur par le nerf vague. Les neurones préganglionnaires se situent dans le bulbe, dans le noyau moteur du nerf vague. Les neurones post-ganglionnaires sont dans la paroi de l’oreillette droite (le nerf vague droit innerve le nœud sinusal et le gauche, le nœud auriculo-ventriculaire). Le neurotransmetteur est l’ACh. L’innervation parasympathique concerne donc principalement le muscle auriculaire ainsi que le nœud sinusal et le nœud auriculo-ventriculaire.


Sa stimulation provoque une diminution de la fréquence cardiaque (effet chronotrope négatif) et une baisse de la contractilité (effet inotrope négatif).


À l’état physiologique, il existe une prédominance de l’effet parasympathique cardiomodérateur. Sa levée se traduit essentiellement par une augmentation de la fréquence cardiaque.



L’automatisme cardiaque


Le cœur peut battre de manière autonome (sans innervation extérieure) et de façon automatique. Il est en effet constitué de cellules qui n’ont pas toutes les mêmes propriétés : à côté de cellules capables de répondre à des impulsions par une contraction siègent des cellules hautement différenciées, capables de produire et de propager des impulsions électriques. Ces cellules sont toutes reliées entre elles et forment ainsi le tissu nodal, spécialisé dans l’automaticité et la conduction de l’influx électrique.



image Propriétés du tissu nodal (potentiel d’action)


Au repos, les cellules cardiaques sont polarisées, c’est-à-dire qu’il existe une différence de concentration ionique de part et d’autre de la membrane cellulaire à l’origine d’une différence de potentiel. Le potentiel membranaire de repos est de l’ordre de −90 mV. Cette polarisation est liée à la prédominance de l’ion potassium (K +) à l’intérieur de la cellule.


L’automatisme cardiaque est lié au potentiel d’action particulier que peuvent générer les cellules nodales. Leur potentiel de repos n’est pas stable, il existe une dépolarisation lente qui ramène la différence de potentiel jusqu’à une valeur seuil. Lorsque ce seuil est atteint, une dépolarisation brusque survient (par entrée massive de sodium et sortie de potassium), c’est le potentiel d’action qui va se propager le long du tissu nodal et provoquer la contraction des cellules myocardiques (par ouverture de canaux calciques voltage-dépendants). Ce potentiel d’action est suivi d’une période pendant laquelle les cellules cardiaques ne peuvent répondre à un autre stimulus, c’est la période réfractaire.



image Anatomie et fonction du tissu nodal


Le tissu nodal est organisé en nœuds et en faisceaux.






image Particularité

Toutes les cellules nodales sont capables d’engendrer un potentiel d’action dont la fréquence propre de stimulation est d’autant plus basse que l’on descend vers les ventricules. La fréquence de décharge du nœud sinusal se situe entre 60 et 80 battements par minute, celle du nœud auriculo-ventriculaire entre 50 et 60 battements par minute, et celle de la partie distale du faisceau de His est d’environ 30 battements par minute.


La commande cardiaque se situe normalement au niveau du nœud sinusal dont seul l’automatisme peut s’exprimer du fait de sa fréquence de décharge propre plus élevée. Les structures nodales sous-jacentes ont alors uniquement un rôle de conduction de l’influx électrique. Le rythme cardiaque est dit sinusal. Cependant, en cas de défaillance du nœud sinusal, les structures sous-jacentes peuvent prendre le relais. Le rythme est jonctionnel lorsque la commande est assurée par le nœud auriculo-ventriculaire, et idio-ventriculaire quand elle est assurée par la partie distale du faisceau de His.


Le tissu nodal, bien qu’automatique, est soumis (nous l’avons vu) au système parasympathique cardiomodérateur qui prédomine à l’état normal, et au système sympathique cardio-accélérateur.



image Fonction

La fonction du tissu nodal est de conduire l’influx électrique à l’ensemble du myocarde de manière à engendrer une contraction musculaire qui se fera dans un certain ordre, en respectant une synchronisation à la fois oreillettes-ventricules et droite-gauche.


Ainsi, la dépolarisation du nœud sinusal aboutit à une onde d’excitation qui se propage à travers le myocarde auriculaire à la vitesse de 1 m/seconde. Cette activation auriculaire dure environ 0,10 seconde et commence par l’oreillette droite, celle de l’oreillette gauche lui succédant après 3 à 4 centièmes de seconde. Il y a donc contraction des oreillettes.


Quand l’onde de dépolarisation arrive à la partie inférieure du septum interauriculaire, elle active le nœud auriculo-ventriculaire. Le ralentissement de l’onde à ce niveau dure en moyenne de 0,12 à 0,20 seconde et permet aux ventricules d’être stimulés avec un certain retard par rapport aux oreillettes, ce qui favorise le remplissage ventriculaire, passif, complété en fin de diastole par la contraction auriculaire.


Puis se fait le passage de l’excitation à l’étage ventriculaire. L’activation ventriculaire dure habituellement de 0,06 à 0,08 seconde et commence au tiers moyen de la surface septale gauche puis dans la branche gauche du faisceau de His et légèrement plus tard vers la branche droite du faisceau de His. Le septum est ainsi activé sur ces deux faces puis l’excitation chemine le long du réseau de Purkinje à la vitesse de 0,37 m/seconde. Ainsi, pendant les deux premiers centièmes de seconde, c’est la région moyenne du septum qui est dépolarisée, de gauche à droite. Puis la partie restante du septum et des ventricules est à son tour activée, à l’exception de la région basale qui le sera durant les deux derniers centièmes de seconde.


Il y a ainsi contraction des ventricules.





image L’électrocardiogramme

L’électrocardiogramme est l’enregistrement de l’activité électrique du cœur provoquée par la dépolarisation des cellules cardiaques. L’activité électrique est recueillie à partir d’électrodes placées en superficie sur la peau. Les événements électriques précèdent l’action musculaire.


L’ECG est enregistré dans deux plans, frontal et horizontal, et comporte douze dérivations standard.





Les territoires ECG

Ainsi, chaque paroi du cœur va pouvoir être explorée par un groupe de dérivations :



En cas de souffrance myocardique d’origine ischémique par exemple (infarctus du myocarde), ces territoires ainsi définis permettent de préciser la localisation et l’étendue de l’ischémie, mais aussi l’artère coronaire directement en cause.




Séquence de base

Quel que soit le mode d’enregistrement, la séquence de base de l’électrocardiogramme est la même.


L’onde P est due à la dépolarisation auriculaire qui précède de peu la contraction auriculaire.


L’espace PR, isoélectrique, sépare le début de l’onde P du début du QRS. Il traduit le temps nécessaire à la transmission de l’influx électrique du nœud sinusal des oreillettes au tissu myocardique des ventricules et représente ainsi la conduction auriculo-ventriculaire.


Le complexe QRS est dû à la dépolarisation ventriculaire. L’onde Q est par définition la première onde négative du complexe QRS. Elle précède l’onde R (première onde positive du complexe). C’est une onde rapide, peu ample et négative par rapport à la ligne isoélectrique. L’onde R est positive et de grande amplitude. L’onde S suit l’onde R, elle est négative par rapport à la ligne isoélectrique.


Le segment ST représente le temps qui sépare la fin de la dépolarisation du début de la repolarisation ventriculaire. Il est isoélectrique.


L’onde T traduit la repolarisation ventriculaire.


La repolarisation auriculaire n’est pas visualisée car elle survient pendant le complexe QRS.



Interprétation de l’ECG

Une analyse simple de l’ECG permet de préciser les points suivants :



image le rythme normal est régulier et sinusal, chaque complexe QRS est donc précédé d’une onde P normale ;


image la fréquence cardiaque est comprise entre 50 et 100 battements par minute ;


image l’onde P dure environ 0,08 seconde, c’est-à-dire qu’elle est large de 2 mm sur le papier à ECG. En effet, l’électrocardiogramme est enregistré sur du papier millimétré qui se déroule à une vitesse constante de 25 mm par seconde ; 1 mm est égal à 0,04 seconde ; l’onde P ne dépasse pas 2 mm de hauteur. Son amplitude et sa durée augmentent en cas d’hypertrophie auriculaire ;


image l’espace PR est mesuré du début de l’onde P au début du QRS. Sa durée est comprise entre 0,12 et 0,20 seconde, soit l’équivalent de 5 mm maximum ou d’un grand carré sur l’ECG. Il peut s’allonger en cas de trouble de conduction auriculo-ventriculaire ;


image le complexe QRS dure 0,08 seconde. La durée et la profondeur de l’onde Q sont faibles, leur augmentation peut traduire une nécrose myocardique. L’allongement de la durée du QRS traduit une anomalie de conduction à l’étage ventriculaire (bloc de branche droit ou gauche) ;


image le segment ST est isoélectrique. Le point J (point de raccordement de la fin du QRS à la ligne isoélectrique) représente la fin de la dépolarisation ventriculaire. Une anomalie de ce segment traduit une ischémie myocardique ou des troubles métaboliques portant essentiellement sur le potassium et le calcium. Ce segment peut être surveillé de manière automatique sur les moniteurs ECG utilisés au bloc opératoire.

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May 12, 2017 | Posted by in MÉDECINE INTERNE | Comments Off on 2: La fonction cardio-vasculaire

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