Déterminants physiologiques du débit cardiaque
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DETERMINANTS PHYSIOLOGIQUES DU DEBIT CARDIAQUE J. Bordes, DESC Réa Med, Juin 2010 INTRODUCTION ASSURER UN DEBIT POUR TRANSPORTER DU SANG OXYGENE VERS LES ORGANES 2 POMPES EN SERIE – Débit cardiaque droit = gauche – Débit cardiaque ajusté au ventricule le plus défaillant Physiologie humaine appliquée, Arnette INTRODUCTION Myocyte Excitabilité (bathmotropie) Conductivité (dromotropie) Rythmicité (chronotropie) Contractilité (inotropie) Relaxation (lusitropie) Novartis Found Symp. 2006 DEFINITION Débit cardiaque = Q°c = Fc x VES Fc = fréquence cardiaque 4,5-7 L/min VES = volume d’éjection systolique Index cardiaque = Q°c /surface corporelle > 3L/min INTRODUCTION COURBE PRESSION/VOLUME Pression VG Ejection VTS SYSTOLE Contraction isovolumique Relaxation isovolumique VTD DIASTOLE Remplissage Volume VG Katz, J Am Coll Cardiol 1988 VES INTRODUCTION DEBIT CARDIAQUE VARIABLE DEBIT CARDIAQUE REGULE Physiologie humaine appliquée, Arnette DC=FC x VES DETERMINANTS DE LA FREQUENCE CARDIAQUE SYSTÈME NERVEUX AUTONOME CATECHOLAMINES CIRCULANTES LE SYSTÈME NERVEUX AUTONOME SYSTÈME SYMPATHIQUE Physiologie humaine appliquée, Arnette SYSTÈME PARASYMPATHIQUE SYSTÈME NERVEUX AUTONOME SYSTÈME SYMPATHIQUE SYSTÈME PARASYMPATHIQUE REPONSE AU STRESS MAINTIEN DES FONCTIONS ORGANIQUES NORADRENALINE ADRENALINE DOPAMINE ACETYLCHOLINE RECEPTEURS MUSCARINIQUES M1 A M5 RECEPTEURS α-ADRENERGIQUES α1-ADRENERGIQUES: EFFET INOTROPE POSITIF EFFET VASOCONSTRICTEUR M2: EFFET CHRONOTROPE – INOTROPE – DROMOTROPE - α2-ADRENERGIQUES: RETROCONTROLE - RECEPTEURS β-ADRENERGIQUES β1-ADRENERGIQUES: EFFET CHRONOTROPE ET INOTROPE + β2-ADRENERGIQUES: RELAXATION FIBRE MUSCULAIRE LISSE β3-ADRENERGIQUES: EFFET INOTROPE – EFFET VASODILATATEUR NICOTINIQUES CATECHOLAMINES • CATECHOLAMINES CIRCULANTES – S ynthétisées par la glande médullosurrénale α-1 α-2 Β-1 Β-2 Inotrope + +Vasoconstricteur Rétrocontrôle - Chronotrope + Inotrope + Relaxation muscle lisse NORADRENALINE ++++ ++++ ++ + ADRENALINE ++ +++ ++++ +++ DOPAMINE + ? + + RELATION FC/DEBIT CARDIAQUE EFFET BOWDITCH Physiologie humaine appliquée, Arnette DC=FC x VES VOLUME D’EJECTION SYSTOLIQUE • DETERMINANTS DU VES CONTRACTILITE VENTRICULAIRE PRECHARGE POSTCHARGE COURBE PRESSION/VOLUME Pression VG Ejection VTS SYSTOLE Contraction isovolumique Relaxation isovolumique VTD DIASTOLE Remplissage Volume VG Katz, J Am Coll Cardiol 1988 VES CONTRACTILITE MYOCARDIQUE Inotropisme Capacité du myocyte à générer une tension en fonction d’une charge Entrée dans le cardiomyocyte de Calcium => Activation des protéines contractiles Performance systolique du myocarde Nature 2008 CONTRACTILITE MYOCARDIQUE Ees = élastance télésystolique ventricule gauche Ees = Pt/(Vt –V0) Indépendante des conditions de charge Longrois et al, Conférence d’actualisation SFAR 2004 CONTRACTILITE MYOCARDIQUE Physiologie humaine appliquée, Arnette REGULATION SNA – Régulation α adrénergique • Récepteur α1 – Régulation β adrénergique • • Β1 Β3 – SNA parasympathique INTRINSEQUE Relation Etirement-contractilité Relation Fc-contractilité HUMORALE – Catecholamines endogenes – Le NO Balligand et al, Médecine sciences, 1999 • • • Faible dose: inotrope + Forte dose: inotrope – Protection contre la stimulation excessive des catécholamines? METABOLIQUES – – – – Calcium Hyperkaliémie Sodium Acidose PRECHARGE PRECHARGE = LONGUEUR DE LA FIBRE MYOCARDIQUE AVANT SA CONTRACTION Vieillard-Baron et al, Réanimation 2004 EN PRATIQUE CLINIQUE = pas de consensus sur la définition. 1. dimension du ventricule en télédiastole (diamètre, surface, volume), 2. conditions de charge du ventricule en télédiastole (pression et contrainte transmurales). • Teboul et al, AFAR 2005 COURBE PRESSION/VOLUME PRECHARGE VENTRICULAIRE Pression VG SYSTOLE DIASTOLE Volume VG PRECHARGE DETERMINANTS • RETOUR VEINEUX Volume sanguin circulant Pression intrathoracique et intraabdominale Résistance/élastance du réseaux veineux • FONCTION DIASTOLIQUE COMPLIANCE VENTRICULAIRE RELAXATION VENTRICULAIRE Etat lusitrope du myocarde ↘Ca2+ intracellulaire • CONTRACTION AURICULAIRE Remplissage VG 15 à 25% PRECHARGE RELATION PRECHARGE ET DEBIT CARDIAQUE LOI DE FRANCK STARLING = PLUS LA FIBRE EST ETIREE, PLUS SA CONTRACTILITE AUGMENTE Starling and Visscher, J Physiol 1926 D’après Howell WH, Philos Trans Roy Soc Lond Part I. 1884. Blasius W, Verhandl phys-med Ges Würzburg. 1872. PRECHARGE RELATION PRECHARGE ET DEBIT CARDIAQUE Physiologie humaine appliquée, Arnette POSTCHARGE Ensemble des forces qui s’opposent à l’éjection RESISTANCE VASCULAIRE RVS = PAM-PVC/DC dynes/s/cm2 Reflet imparfait de la postcharge Pourquoi? caractère pulsatile des ondes de pression et de débit phénomènes de réflexions d’ondes ELASTANCE ARTERIELLE EFFECTIVE VARIATION PRESSION/VARIATION VOLUME COMPOSANTES PULSATILES ET NON PULSATILES ELASTANCE ARTERIELLE Ea=Pression fin systole/Volume éjecté COUPLAGE VENTRICULO-ARTERIEL Interaction entre ventricule et réseau vasculaire Déterminant majeur de la performance cardiaque globale Elastance ventriculaire Elastance artérielle COUPLAGE VENTRICULO-ARTERIEL Point de fonctionnement = Couplage du système = Intersection des deux droites = Fixe le volume éjecté correspondant à Pes Rapport Ees/Ea = index de couplage artériel Morimont et al, Réanimation =2 efficience maximum CHOC CARDIOGENIQUE UN EXEMPLE DE DECOUPLAGE CHOC MAINTIEN DE LA PRESSION ARTERIELLE = ELEVATION DE LA POST-CHARGE CHUTE DU DEBIT CARDIAQUE ↘ Ees / Ea REGULATION DE LA POSTCHARGE NERVEUSE – SYMPATHIQUE HUMORALE – – – – Catécholamines circulantes Système rénine angiotensine aldostérone Vasopressine Kinines et prostaglandines PROPRIETES MECANIQUES − Elastance et compliance aortique intrinséques CONCLUSION FC PRECHARGE CONTRACTILITE POMPE CARDIAQUE CIBLES THERAPEUTIQUES – Optimisation des volumes de remplissage – Stimulation des propriétés contractiles – Soulagement à l’éjection VG POSTCHARGE
