COUR DE PHYSIOLOGIE NO2 : LA FONCTION CARDIAQUE : Le cœur est une pope donc il propulse le sang dans tout l’organisme par l’intermédiaire des vaisseaux ( artères, veines, veinules, artérioles ). I)ANATOMIE DU CŒUR : cœur Poumons péricarde DIAPHRAGME péricarde fibreux apex L’apex, qui est la pointe inférieur du cœur, repose sur le diaphragme. Le cœur est légèrement orienté vers la gauche. Le diaphragme est le principal muscle de la respiration. Le cœur est situé en avant de la colonne vertébrale et derrière le sternum, il est également partiellement recouvert par les poumons. Son poids varie de 250 à 350g. Ce cœur est enveloppé par une membrane appelé péricarde fibreux, c’est elle qui fixe le cœur au diaphragme. Le péricarde fibreux recouvre le péricarde séreux. Péricarde fibreux épicarde péricarde séreux cavité péricardique myocarde paroi du cœur endocarde Le péricarde séreux est divisé en 2 feuillets : le feuillet pariétal et le feuillet viscéral ( ou épicarde ).Le feuillet pariétal se situe au dessus du feuillet viscéral. La paroi du cœur inclut l’épicarde, le myocarde ( muscle cardiaque )et l’endocarde. L’endocarde tapisse les différentes cavités cardiaques. A)Les cavités cardiaques : Le cœur comporte 4 cavités cardiaques : l’oreillette droite(OD), le ventricule droit(VD),l’oreillette gauche(OG) et le ventricule gauche(VG).L’oreillette est aussi appelée atrium. OD OG Septum auriculaire VD VG Septum ventriculaire L’OD est séparée du VD par des valves dites tricuspides. Les valves laissent passer le sang de l’oreillette vers le ventricule puis se ferment pour éviter tout reflux du sang. Entre le VD et l’artère pulmonaire des valves dites du tronc pulmonaire. Le cœur droit est composé de l’OD et du VD. Le cœur droit ne véhicule que du sang pauvre en oxygène. Entre l’OG et le VG, il y a des valves dites mitrales ou bicuspides. Entre le VG et l’artère aorte, il y a des valves dites de l’aorte. La paroi du VG est plus épaisse que la paroi du VD. L’ensemble de l’OG et du VG forment le cœur gauche. Les deux oreillettes sont séparées par un septum dit auriculaire. Les deux ventricules sont séparées par un septum dit ventriculaire. B)Circulation : Artère pulmonaire poumons veine pulmonaire Veines caves supérieure et inférieure artère aorte oo 1)Circulation systémique : elle est appelée aussi grande circulation. Le VG propulse le sang en provenance de l’OG dans l’artère aorte, elle se divise en différentes artères parmi lesquelles les artères carotides et abdominales, ces artères irrigueront les différents tissus de l’organisme. Ce réseau artériel est riche dioxygène, son but est d’apporter du dioxygène aux tissus. L’artère est un vaisseau qui part du cœur pour aller en périphérie. Le dioxygène est échangé avec des tissus grâce au réseau capillaire. Une fois le dioxygène passé dans les tissus, le sang est ramené vers l’OD par l’intermédiaire des veines caves inférieures et supérieures. Ce sang veineux est faible en dioxygène. 2)Circulation pulmonaire : Elle est appelée aussi petite circulation. Le sang veineux en provenance de l’OD passe dans le VD puis sera éjecté dans l’artère pulmonaire, elle contient un sang pauvre en dioxygène. L’artère pulmonaire irrigue les poumons au l’hémoglobine (Hb) se charge en dioxygène. L’Hb est une molécule présente dans les globules rouges et assurant le transport du dioxygène. A la sortie des poumons, le sang est riche en dioxygène et il est ramené à l’OG par l’intermédiaire de la veine pulmonaire. 3)Circulation coronaire : Elle représente la circulation propre du myocarde, 2 artères coronaires droite et gauche irriguent l’ensemble du cœur. Ces artères sont riches en dioxygène, une fois le dioxygène laissé au myocarde, le sang veineux est ramené à l’OD via le sinus coronaire. C)Les cellules cardiaques : Il y a 3 types de cellules : les cellules contractiles, les cellules non contractiles et les cellules endocrine. 1)Les cellules contractiles : Le myocarde est un muscle strié. Les cellules contractiles du myocarde sont proche de celles présentes dans le muscle strié squelettique. Les cellule musculaires du myocarde sont toutes reliées les unes aux autres grâce à des disques intercalaires : les desmosomes et des jonctions ouvertes ( ou encore communicantes ). Les desmosomes fixent les cellules les unes aux autres et ont un rôle important dans la contraction en un seul bloc du myocarde. Les jonctions ouvertes ou communicantes laissent passer les PA. Le message circule ainsi rapidement d’une cellule à l’autre. Toutes ces cellules contractiles sont en contact les unes avec les autres permettant la contraction en un seul bloc du myocarde. La contraction des cellules contractiles est identique à celle des cellules musculaires. 2)Les cellules non contractiles : Elles sont appelées également cardionectrices. Elles sont spécifiques dans l’initiation de l’excitation et dans la conduction de l’excitation. Ces cellules sont capables de produire des PA. Ces cellules sont présentes dans les différentes parties du myocarde : dans l’OD au niveau du nœud sinusal, du nœud auriculo-ventriculaire, également au niveau des faisceau de HIS et au niveau des fibres de Purkinje . On appelle tout cela un réseau de conduction. nœud sinusal nœud auriculo-ventriculaire faisceau de HIS fibres de Purkinje Ces cellules cardionectrices sont aussi appelées cellules nodales si elles se situent au niveau du nœud sinusal, des nœuds auriculo-ventriculaires et du faisceau de HIS . Ces cellules cardionectrices sont aussi appelées cellules de Purkinje si elles se situent au niveau des fibres de Purkinje. Le nœud sinusal est rythmé par le cœur, le nombre de PA i,itiés par les cellules nodales du nœud sinusal correspond à la fréquence cardiaque. Le cœur n’a besoin d’aucunes actions extérieures pour fonctionner. Le système nerveux autonome régule le nombre de PA créé par les cellules nodales. 3)Les cellules endocrines : Elles sont situées dans l’oreillette et sécrètent une hormone : le facteur natriurétique. Cette hormone intervient dans la régulation de la pression artérielle. II)ACTIVITES ELECTRIQUES DU MYOCARDE : A)Le contrôle intrinsèque : Le cœur possède des cellules initiant elles mêmes des PA et cela s’appelle l’automatisme cardiaque. Le message initié par les cellules nodales est transmis par les jonctions ouvertes aux cellules contractiles induisant ainsi la contraction du myocarde. Les oreillettes se contractent en un seul bloc puis les ventricules se contractent en un seul bloc également. a)Le PA des cellules nodales variations du potentiel membranaire en fonction du temps 0 Ouverture des canaux du calcium et du sodium potentiel membranaire ( mV) -10 PA -20 -30 Augmentation de la perméabilité au calcium Augmentation de la perméabilité au potassium Potentiel liminaire (seuil d’excitation) -40 -50 -60 Diminution de la perméabilité au potassium accompagné d’une entrée lente de sodium -70 Dépolarisation lente, potentiel de pacemaker temps ( ms ) Les cellules cardionectrices initient le PA mais n’ont pas la propriété de se contracter. Les cellules situées dans le nœud sinusal se dépolarisent 90 à 100 fois par minute, celles du nœud auriculo-ventriculaire environ 60 fois par minute et celles du faisceau de HIS environ 30 fois par minute. Dans des conditions normales, le nœud sinusal mène la fréquence de dépolarisation du cœur. Le potentiel de membrane au repos est de –60mV. Ce potentiel de repos est instable. Il dépend des flux ioniques passifs, suivant le mouvement de ces ions on se rapproche où on s’éloigne du seuil d’excitation appelé également potentiel liminaire est de 40mV. Le passage du potentiel de repos au seuil d’excitation est dû à une dépolarisation lente appelée potentiel de pacemaker. La dépolarisation lente est due à une diminution de la perméabilité au potassium accompagnée d’une entrée lente de sodium. Au seuil –40mV, les canaux calciques voltages dépendants s’ouvrent en laissant entrer le calcium dans le cellule. Au cour de la phase ascendante le sodium continu à entrer dans la cellule. La phase de repolarisation est due à une augmentation de la perméabilité au potassium. Retour à la valeur de repos. b)Le PA des cellules contractiles : 40 20 Courbes 1 0 -20 -40 Evolution de la tension -60 -80 -100 Le potentiel de repos en membrane est de –90mV. Lorsque le PA en provenance des cellules nodales arrive aux cellules contractiles, les canaux sodiques de ces cellules s’ouvrent laissant entrer des ions sodium dans la cellule. Cela correspond à la phase ascendante du PA appelée dépolarisation. Lorsque la valeur est proche de 0mV, les canaux calciques s’ouvrent, le calcium s’accumule alors dans la cellule. Le calcium provient d ‘une part du milieu extra-cellulaire et d’autre part du réticulum. Une accumulation de calcium dans la cellule correspond à la phase du plateau du PA. La contraction du myocarde est favorisée par accumulation de calcium. Le calcium se fixe sur la troponine. Le calcium en se fixant sur cette troponine entraîne le déplacement du complexe troponine-tropomyosine libérant ainsi le site de fixation d’actine. La myosine se fixe alors sur l’actine induisant la contraction. actine troponine tropomyosine myosine myosine La phase de repolarisation qui correspond à la phase descendante du PA est due à la fermeture des canaux calciques et à l’ouverture des canaux potassique. Retour au potentiel de repos. La période réfractaire absolue correspond à un temps pendant lequel aucun autre PA ne peut-être créé. c)Propagation du PA dans le cœur : Le PA prend naissance dans l’OD au niveau du nœud sinusal. Le PA gagne toute cellule contractile des oreillettes par l’intermédiaire jonctions ouvertes. Enfin le PA rejoint le nœud auriculo-ventriculaire. Au niveau de ce nœud, la vitesse du PA est ralentie. Les oreillettes sont dépolarisées, elles se contractent. Du nœud auriculoventriculaire le PA va aux faisceau de HIS. Le PA gagne ensuite les fibres de Purkinje. Le PA est transmis à toutes les cellules contractiles des ventricules entraînant leur dépolarisation puis leur contraction. Le nœud sinusal se dépolarise de 90 à 100 fois par minutes. La fréquence cardiaque intrinsèque est comprise entre 90 et 100 battements par minutes. B)Le contrôle intrinsèque : Il dépend du SNA ( Système Nerveux Autonome ). Le SNA est divisé en 2 sous parties : le SNS ( Système Nerveux Sympathique ) et le SNPS ( Système Nerveux Para-Sympathique ). Ces 2 système régulent la fonction cardiaque. 1)Le SNS : La commande centrale de la fonction cardiaque est située dans le bulbe rachidien. Le SNS comporte 2 neurones : -un neurone court appelé neurone pré ganglionnaire. Le corps cellulaire de ce 1er neurone est situé dans le SNC. Il libère un neurotransmetteur l’Acétylcholine ( Ach ) qui se fixera sur les récepteurs nicotiniques. -un neurone appelé post ganglionnaire innerve l’organe cible ( le cœur ). A l’extrémité de ce 2nd neurone sont libérés des neurotransmetteurs appelés catécholamines. Il existe 2 types de catécholamines : la noradrénaline et l’adrénaline. La noradrénaline est plus libérée que l’adrénaline. La noradrénaline et l’adrénaline sont également des hormones ( protéines circulant dans le sang et agissant sur des cellules cibles ). En tant qu’hormones la noradrénaline et l’adrénaline sont libérées par la médullosurrénal. Elle est stimulée par le SNS. Pour agir, les catécholamines sa fixent sur des récepteurs spécifiques, les récepteurs alpha adrénergiques et les récepteurs béta. Lorsque la noradrénaline se fixe sur les récepteurs béta adrénergiques, la fréquence de dépolarisation des cellules nodales augmente. On augmente le nombre de PA et donc la fréquence cardiaque. Le SNS est dit chronotrope positif ( activé il augmente la fréquence cardiaque ). Le SNS accélère également la vitesse de conduction du PA. Cela s’appelle l’effet dromotrope positif. Le SNS a peu d’influence sur la fréquence cardiaque au repos. 2)Le SNPS : C’est le centre de fonction cardiaque et il est situé dans le bulbe rachidien. Ce système comprend également 2 neurones : -Un 1er neurone dit long qui libère à son extrémité de l’Ach qui se fixe sur des récepteurs nicotiniques. -Le 2nd neurone est situé dans l’organe cible et il est dit court. Il libère également de l’Ach qui se fixe sur de récepteurs spécifiques, les récepteurs muscariniques. La liaison de l’Ach sur ces récepteurs diminue la fréquence de dépolarisation des cellules nodales en ralentissant l’entrée de Na+ dans la cellule nodale. Le SNPS induit donc une multiplication de la fréquence cardiaque, il est dit chronotrope négatif. Le SNPS ralentit également le passage du PA du nœud auriculo-ventriculaire aux faisceaux de HIS. L’action du SNPS prédomine au repos induisant une diminution de la fréquence cardiaque intrinsèque. La fréquence cardiaque d’un homme sédentaire se situe entre 70 et 80. SNS + SNPS Action sur la fréquence de la dépolarisation - Nœud sinusal ( PA ) + Le PA rejoint les cellules contractiles des oreillettes Nœud auriculo-ventriculaire (PA ralentit, Contraction des oreillettes, passage de Sang des oreillettes aux ventricules ) PA + Faisceau de HIS ( PA rejoint les ventricules ) Puis fibres de Purkinje Le PA rejoint les cellules Contractiles des ventricules Contraction des ventricules puis passage De sang des ventricules aux artères.