IS Physiologie Cardiovasculaire 2015 A compressé

Physiologie
Cardio-Vasculaire
http://pathologie-cardiovasculaire.etud.univ-montp1.fr
DFGSM2
Iris Schuster
Antonia Pérez-Martin – Michel Dauzat
Cardiologue
MCU-PH – Département de Physiologie
Service d’Exploration et Médecine Vasculaire
CHU de Nîmes
PHYSIOLOGIE
! diaporama
U.F.R. de Médecine de Montpellier – Nîmes
Octobre 2015
Physiologie Cardio-Vasculaire
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venir en cours
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1. 
2. 
3. 
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Organisation générale de l’appareil cardio-vasculaire
Le cycle cardiaque
Grandeurs physiques
Le cardiomyocyte
Le tissu nodal
Les déterminants de la force de contraction ventriculaire
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
L’accord cardio-vasculaire, l’onde artérielle
La microcirculation
La cellule musculaire lisse vasculaire
La fonction endothéliale vasomotrice
Le contrôle vasomoteur
La circulation veineuse
La circulation lymphatique
Fonction cardiaque versus fonction vasculaire
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Pourquoi un système
cardio-vasculaire?
Organismes uni/pauci-cellulaires:
échanges directs par diffusion
avec milieu environnant
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Schéma simplifié
Organismes complexes:
distance de diffusion trop importante
nécessité:
- d’un vecteur (sang)
- d’une pompe (cœur)
- d’un réseau de distribution (vaisseaux)
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Poumons: Respiration
échanges gazeux
Interfaces de l’appareil CV
Interfaces de l’appareil CV
appareil digestif + rein (non représentés):
nutriments, eau, déchets métaboliques …
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Respiration
Respiration
Diffusion ∼0,5 µm
Cœur
Diffusion ∼0,5 µm
Cœur
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Respiration
Respiration
Diffusion ∼0,5 µm
Diffusion ∼0,5 µm
Artères
Cœur = pompe
Cœur = pompe
Conduction
Distribution
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Respiration
Respiration
Diffusion ∼0,5 µm
Diffusion ∼0,5 µm
Artères
Artères
Cœur
Cœur
Résistance
ajustable
Artérioles
Conduction
Distribution
Capillaires
Diffusion ∼10 µm
Cellules
Résistance
ajustable
Artérioles
Conduction
Distribution
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Respiration
Respiration
Diffusion ∼0,5 µm
Diffusion ∼0,5 µm
Artères
Artères
Cœur
O2
nutriments
Cœur
Résistance
ajustable
Conduction
Distribution
CO2
déchets métab.
Artérioles
Cellules
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Respiration
Diffusion ∼0,5 µm
Veines
Artères
Cœur
Capillaires
Cellules
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Respiration
veines comparés aux artères:
calibre + large
parois + fine et + déformable
Diffusion ∼10 µm
Conduction
Distribution
Artérioles
Cellules
Retour
Résistance
ajustable
Diffusion ∼0,5 µm
Veines
Artères
Cœur
Retour
Résistance
ajustable
Artérioles
Conduction
Distribution
Capacité
Réservoir
Capillaires
Diffusion ∼10 µm
Cellules
Résistance
ajustable
Artérioles
Conduction
Distribution
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Echange
Diffusion
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Respiration
Veines
Artères
Cœur = pompe
Retour
Capacité
Réservoir
Résistance
ajustable
Capillaires
Conduction
Distribution
Artérioles
Echange
Diffusion
Cellules
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Réseau Veineux
Réseau Artériel
Tête, Cou
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
cœur
Membres supérieurs
Bronches
Poumons
cœur droit:
circulation
pulmonaire
Coronaires
cœur gauche:
circulation
systémique
Rate
Foie
Mésentère
Tubules
Glomérules
Tronc, Pelvis
Membres inférieurs
basse pression
haute pression
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
cœur
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Circulation pulmonaire
artère pulmonaire
(sang pauvre en O2)
valves ! flux unidirectionnels
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Circulation pulmonaire
Poumons
artères pulmonaires
veines caves supérieure et inférieure
atrium droit (sang pauvre en O2)
ventricule droit
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Circulation pulmonaire
veines pulmonaires
Poumons
veines pulmonaires
artères pulmonaires
artère: vaisseau transportant du sang en provenance du cœur
vers les organes et tissus
veine: vaisseau transportant du sang en provenance des organes
et tissus vers le cœur
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Circulation systémique
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Circulation systémique
Poumons
aorte
veinespulmonaires
atrium gauche
ventricule gauche
aorte
artères systémiques: riches en O2
veines systémiques: pauvre en O2
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
artères
carotides
cerveau
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
tête, cou,
membres supérieurs
Tête, Cou
Membres supérieurs
Poumons
veine cave
supérieure
Poumons
aorte
veine cave
supérieure
artères
subclavières
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Tête, Cou
Tête, Cou
Membres supérieurs
Membres supérieurs
Poumons
Poumons
foie
veine cave
inférieure
rate
veine cave
inférieure
artère hépatique
Foie
Rate
Foie
artère splénique
(liénale)
1 - Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
Tête, Cou
Membres supérieurs
Tête, Cou
Foie
Membres supérieurs
Poumons
Poumons
Foie
Rate
Mésentère
Foie
Rate
veine porte
double apport sanguin:
- artère hépatique
- veine porte
tube digestif
estomac, duodénum, jéjunum,
iléon, colon, rectum
partie d’un système
circulatoire qui relie
2 réseaux capillaires
Tête, Cou
Tête, Cou
Membres supérieurs
Membres supérieurs
Poumons
Rate
Foie
système porte à basse pression:
-  réseau capillaire rate/TD
-  veine porte
-  réseau capillaire hépatique
Poumons
Rate
Foie
Mésentère
Mésentère
veine porte
objectif: « détoxication » de produits issus de la digestion
Tête, Cou
Tête, Cou
Membres supérieurs
Membres supérieurs
Foie
Poumons
Poumons
Rein
Foie
Rate
Foie
Mésentère
Tubules
intérêt thérapeutique: éviter l’effet premier passage hépatique
par autre voie administration (patch cutané, sublingual …)
Rate
Mésentère
Glomérules
artère
rénale
Tête, Cou
Tête, Cou
Membres supérieurs
Membres supérieurs
Rein
1. Filtration:
urine primitive
Poumons
Poumons
Rein
Rate
Foie
système porte à haute pression:
- 
- 
- 
- 
Rate
Foie
Mésentère
artériole afférente
réseau cap. glomérulaire
artériole efférente
réseau cap. péritubulaire
Mésentère
Glomérules
Tubules
artériole
efférente
artériole
afférente
Glomérules
Tubules
artère
rénale
artère
rénale
2. Ajustements
(réabsorption/sécrétion)
Résumé: systèmes portes
Tête, Cou
système porte
basse pression
réseau capillaire
rate/mésentère
réseau capillaire
hépatique
Membres supérieurs
tronc, pelvis,
membres inférieurs
Poumons
veine porte
également: système porte hypothalamo-hypophysaire
système porte
haute pression
réseau capillaire
glomérulaire
réseau capillaire
péritubulaire
Rate
Foie
Mésentère
Tubules
artériole
afférente
artériole
efférente
Glomérules
Tronc, Pelvis
Membres inférieurs
artères
iliaques
Tête, Cou
Tête, Cou
Membres supérieurs
Membres supérieurs
circulation
bronchique
Bronches
Poumons
Poumons:
double apport sanguin:
Bronches
Poumons
-  circulation pulmonaire
•  artères pulmonaires
•  veines pulmonaires
Rate
Foie
Mésentère
Glomérules
Tubules
Tronc, Pelvis
-  circulation systémique
•  artères bronchique
•  veines bronchiques
! rejoignent v. pulmonaire
! désaturation
Rate
Foie
Mésentère
Glomérules
Tubules
Tronc, Pelvis
Membres inférieurs
Membres inférieurs
Tête, Cou
Tête, Cou
Membres supérieurs
Membres supérieurs
Bronches
Poumons
Circulation coronaire:
Bronches
Poumons
- artères coronaires naissent
à la racine de l’aorte
- perfusion diastolique
Coronaires
circulation
coronaire
Coronaires
Rate
Foie
Mésentère
Tubules
Glomérules
Tronc, Pelvis
Membres inférieurs
-  double drainage veineux:
•  cœur droit (sinus veineux)
•  cœur gauche
(veines accessoires)
! désaturation sang artériel
cœur gauche
Rate
Foie
Mésentère
Tubules
Glomérules
Tronc, Pelvis
Membres inférieurs
2 - Le Cycle Cardiaque
pompe à fonctionnement intermittent
Tête, Cou
Schéma général:
Membres supérieurs
circulation pulmonaire
circulation systémique
Bronches
Poumons
Particularités:
réseau porte hépatique
Coronaires
réseau glomérulaire+péritubulaire rein
Rate
Foie
poumon: circulation pulmonaire
et bronchique
Mésentère
Glomérules
Tubules
coronaire: double drainage veineux
Tronc, Pelvis
Membres inférieurs
2 - Le Cycle Cardiaque
2 - Le Cycle Cardiaque
2 étapes principales
Objectif:
éjection
Objectif:
remplissage
Relaxation
diastole ventriculaire
2/3 du cycle cardiaque au repos
Contraction
systole ventriculaire
1/3 du cycle cardiaque au repos
2 - Le Cycle Cardiaque
2 - Le Cycle Cardiaque
diastole ventriculaire
14
21
4
1
A
A
Relaxation Iso-volumétrique
0,080 s
32
A
V
V
Remplissage Ventriculaire
0,500 s
V
43
A
A
V
V
Contraction iso-volumétrique
0,035 s
Ejection Systolique
0,300 s
Relaxation Iso-volumétrique
0,080 s
systole ventriculaire
2 - Le Cycle Cardiaque
12
2 - Le Cycle Cardiaque
1. Remplissage rapide
(gradient de pression)
2
1
A
2. Contraction atriale
A
V
Remplissage Ventriculaire
0,500 s
V
Remplissage Ventriculaire
0,500 s
2 - Le Cycle Cardiaque
2 - Le Cycle Cardiaque
"  pression limitée par:
1. Relaxation ventriculaire
12
A
2. Compliance ventriculaire
(distensibilité passive paroi)
12
A
proto - début
méso - milieu
télé - fin
V
V
Remplissage Ventriculaire
0,500 s
Remplissage Ventriculaire
0,500 s
en fin de diastole (télédiastole):
volume télédiastolique (VTD) ≈ 120 ml
2 - Le Cycle Cardiaque
2 - Le Cycle Cardiaque
4
3
23
A
A
V
Contraction iso-volumétrique
0,035 s
V
Ejection Systolique
0,300 s
2 - Le Cycle Cardiaque
2 - Le Cycle Cardiaque
43
43
A
A
V
V
Ejection Systolique
0,300 s
Ejection Systolique
0,300 s
en fin de systole (télésystole):
volume télésystolique (VTS) ≈ 40 ml
2 - Le Cycle Cardiaque
A
V
V
Relaxation Iso-volumétrique
0,080 s
Remplissage Ventriculaire
0,500 s
32
34
A
A
V
V
Contraction iso-volumétrique
0,035 s
Ejection Systolique
0,300 s
systole ventriculaire
≈ 2/3 du VTD
3 a - L’activité cardiaque dans le temps
12
A
VES = VTD – VTS ≈ 80 ml
3 - Grandeurs Physiques
diastole ventriculaire
14
volume d’éjection systolique (VES):
Pression
(mm Hg)
Pression
(mm Hg)
100
Aorte
100
Ventricule
Gauche
Ventricule
Gauche
0
0
R
T
P
Electrocardiogramme
Q
B1
Phonocardiogramme
S
"Poum"
B2
"Ta"
Pression
(mm Hg)
Pression
(mm Hg)
100
Aorte
100
Ventricule
Gauche
0
1
Aorte
Ventricule
Gauche
0
Pression
(mm Hg)
Pression
(mm Hg)
2
100
Aorte
3
100
Ventricule
Gauche
Aorte
Ventricule
Gauche
0
0
Pression
(mm Hg)
120 mm Hg
4
100
Aorte
Pression
(mm Hg)
Aorte
100
70 mm Hg
Ventricule
Gauche
0
Ventricule
Gauche
0
PA systolique (maximale): 120 mm Hg
PA diastolique (minimale): 70 mm Hg
ventricule droit/artère pulmonaire:
évolution identique avec pression 4 x moindres
Pression
(mm Hg)
Pression
(mm Hg)
100
Aorte
100
Aorte
Ventricule
Gauche
Ventricule
Gauche
0
0
P
Electrocardiogramme
Electrocardiogramme
P : dépolarisation atriale
Pression
(mm Hg)
Pression
(mm Hg)
100
Aorte
100
Aorte
Ventricule
Gauche
0
Ventricule
Gauche
0
R
R
P
Electrocardiogramme Q
T
P
S
QRS : dépolarisation ventriculaire
Electrocardiogramme Q
S
R : repolarisation ventriculaire
Pression
(mm Hg)
Pression
(mm Hg)
100
100
Aorte
Aorte
Ventricule
Gauche
Ventricule
Gauche
0
0
R
R
T
B1
phonocardiogramme
100
Pression Sanguine
50
0
30
Vitesse Circulatoire
15
"Poum"
C o eu r
A rtè re s
C apillaires
0
30
15
0
10%
10%
5%
100
10
0
V e in u le s
Poum ons
V e in e s
V O L E M IE
10%
A ire (cm 2 )
10
A rtério les
A ire (cm 2 )
Aire Vasculaire
0
Volume Sanguin
50
1000
100
Poum ons
"Ta"
100
0
1000
Aire Vasculaire
B2
65%
Volume Sanguin
C o eu r
A rtè re s
C apillaires
Vitesse Circulatoire
B2
S
A rtério les
Pression Sanguine
P ression (m m H g )
3b – Grandeurs
Physiques : L’activité
cardiaque dans l’espace
V itesse m oyenn e (cm /s)
B1
Phonocardiogramme
"Ta"
P ression (m m H g )
S
"Poum"
T
P
électrocardiogramme Q
V itesse m oyenn e (cm /s)
P
Electrocardiogramme Q
V e in u le s
V e in e s
V O L E M IE
10%
10%
10%
5%
65%
0
30
15
Vitesse Circulatoire
0
P ression (m m H g )
10%
5%
Poum ons
0
15
Vitesse Circulatoire
0
10%
10%
5%
V e in u le s
V e in e s
65%
100
50
0
30
15
0
10%
5%
10
0
V e in u le s
V e in e s
Poum ons
V O L E M IE
10%
100
65%
Volume Sanguin
C o eu r
A rtè re s
C apillaires
A rtè re s
C apillaires
C o eu r
A ire (cm 2 )
Aire Vasculaire
10
A rtério les
A ire (cm 2 )
10%
1000
100
0
Volume Sanguin
A rtè re s
V O L E M IE
Volume Sanguin
Pression Sanguine
C o eu r
C apillaires
V e in e s
65%
30
10%
10
A rtério les
V e in u le s
50
Poum ons
100
P ression (m m H g )
C apillaires
A rtè re s
1000
Aire Vasculaire
0
V itesse m oyenn e (cm /s)
P ression (m m H g )
10%
100
V itesse m oyenn e (cm /s)
Vitesse Circulatoire
15
0
V O L E M IE
Volume Sanguin
Pression Sanguine
C o eu r
A rtério les
0
A ire (cm 2 )
Aire Vasculaire
10
10%
0
30
1000
100
Poum ons
50
A rtério les
P ression (m m H g )
A ire (cm 2 )
1000
Aire Vasculaire
100
V itesse m oyenn e (cm /s)
Vitesse Circulatoire
Pression Sanguine
50
V itesse m oyenn e (cm /s)
Pression Sanguine
100
V e in u le s
V e in e s
V O L E M IE
10%
10%
10%
5%
65%
0
30
15
Vitesse Circulatoire
0
P ression (m m H g )
0
10%
10%
5%
100
V e in u le s
V e in e s
Poum ons
65%
C o eu r
A rtè re s
10%
10%
10%
5%
30
15
Vitesse Circulatoire
0
Volume Sanguin
P ression (m m H g )
#  PA moyenne
aorte: 100 mm Hg
artérioles: 30-35 mm Hg
capillaires: 10-15 mmHg
atrium droit: 0
PAd
50
0
30
15
0
10%
A rtè re s
10%
5%
100
10
0
V e in u le s
V e in e s
Poum ons
V O L E M IE
10%
# pulsatilité
Pression
« pulsée »
65%
Volume Sanguin
C o eu r
A rtè re s
A rtério les
C o eu r
C apillaires
0
A ire (cm 2 )
Aire Vasculaire
10
Poum ons
V e in e s
65%
1000
100
A rtério les
A ire (cm 2 )
1000
Aire Vasculaire
100
V itesse m oyenn e (cm /s)
Vitesse Circulatoire
Pression Sanguine
0
V itesse m oyenn e (cm /s)
Pression Sanguine
P ression (m m H g )
PAs
50
V e in u le s
V O L E M IE
Volume Sanguin
100
C apillaires
10
0
V O L E M IE
Volume Sanguin
15
A rtério les
A rtè re s
C apillaires
C o eu r
A rtério les
0
A ire (cm 2 )
Aire Vasculaire
10
10%
0
30
1000
100
Poum ons
50
C apillaires
P ression (m m H g )
A ire (cm 2 )
1000
Aire Vasculaire
100
V itesse m oyenn e (cm /s)
Vitesse Circulatoire
Pression Sanguine
50
V itesse m oyenn e (cm /s)
Pression Sanguine
100
V e in u le s
V e in e s
V O L E M IE
10%
10%
10%
5%
65%
15
0
C apillaires
A rtè re s
10%
V e in u le s
5%
V e in e s
A ire (cm 2 )
Poum ons
65%
100
Pression Sanguine
50
0
30
Vitesse Circulatoire
15
0
Volume Sanguin
10%
10%
10%
5%
V e in u le s
V e in e s
65%
100
50
0
30
15
0
A rtè re s
10%
5%
A ire (cm 2 )
10
0
V e in u le s
V e in e s
Poum ons
V O L E M IE
10%
100
65%
Volume Sanguin
C o eu r
A rtè re s
C apillaires
C o eu r
C apillaires
0
A rtério les
A ire (cm 2 )
Aire Vasculaire
10
10%
A rtè re s
1000
100
Poum ons
C o eu r
V O L E M IE
Volume Sanguin
1000
Aire Vasculaire
10
P ression (m m H g )
P ression (m m H g )
10%
100
A rtério les
Vitesse Circulatoire
équation de continuité
0
V O L E M IE
V itesse m oyenn e (cm /s)
Pression Sanguine
C o eu r
A rtério les
0
Volume Sanguin
0
V itesse m oyenn e (cm /s)
A ire (cm 2 )
Aire Vasculaire
10
10%
15
1000
100
Poum ons
0
30
C apillaires
30
1000
Aire Vasculaire
50
A rtério les
0
100
V itesse m oyenn e (cm /s)
Vitesse Circulatoire
Pression Sanguine
50
V itesse m oyenn e (cm /s)
Pression Sanguine
P ression (m m H g )
P ression (m m H g )
100
V e in u le s
V e in e s
V O L E M IE
10%
10%
10%
5%
65%
0
30
Vitesse Circulatoire
15
0
P ression (m m H g )
10%
5%
Poum ons
65%
0
15
0
10%
A ire (cm 2 )
100
C o eu r
A rtè re s
C apillaires
10
A rtério les
A ire (cm 2 )
V e in e s
10%
10%
5%
65%
100
50
0
30
15
0
1000
0
Volume Sanguin
V e in u le s
oles ulatoire
i
r
é
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ar
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Vitesse Circulatoire
ons: stance c
i
s
s
i
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Vasculaire
=site
30
10%
10%
5%
100
10
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V e in u le s
V e in e s
Poum ons
V O L E M IE
10%
A rtè re s
V O L E M IE
Volume Sanguin
Pression Sanguine
50
C o eu r
C apillaires
V e in e s
A rtério les
V e in u le s
100
Poum ons
10
65%
Volume Sanguin
C o eu r
A rtè re s
C apillaires
P ression (m m H g )
10%
100
P ression (m m H g )
C apillaires
A rtè re s
1000
Aire Vasculaire
0
V itesse m oyenn e (cm /s)
Vitesse Circulatoire
10%
15
0
V O L E M IE
V itesse m oyenn e (cm /s)
Pression Sanguine
C o eu r
A rtério les
10
A ire (cm 2 )
Aire Vasculaire
0
Volume Sanguin
0
30
1000
100
Poum ons
50
A rtério les
P ression (m m H g )
A ire (cm 2 )
1000
Aire Vasculaire
100
V itesse m oyenn e (cm /s)
Vitesse Circulatoire
Pression Sanguine
50
V itesse m oyenn e (cm /s)
Pression Sanguine
100
V e in u le s
V e in e s
V O L E M IE
10%
10%
10%
5%
65%
30
Vitesse Circulatoire
15
0
aires anges
l
l
i
p
h
ca
Aire Vasculaire
d’éc
e
t
i
=s
Volume Sanguin
A rtè re s
C apillaires
10
C o eu r
V e in u le s
V e in e s
10%
10%
0
5%
4 - Le Cardiomyocyte
65%
ac
es : ir à cap
n
i
e
v
ervo
s
é
r
=
aria
ité v
100
Volume Sanguin
ble
10
0
Poum ons
V O L E M IE
10%
15
C o eu r
A rtè re s
C apillaires
Aire Vasculaire
A ire (cm 2 )
100
Poum ons
0
30
1000
A rtério les
A ire (cm 2 )
1000
0
50
A rtério les
P ression (m m H g )
P ression (m m H g )
0
100
V itesse m oyenn e (cm /s)
Vitesse Circulatoire
Pression Sanguine
50
V itesse m oyenn e (cm /s)
Pression Sanguine
100
V e in u le s
V e in e s
V O L E M IE
10%
10%
10%
5%
65%
4 - Le Cardiomyocyte
2 types de cardiomyocytes
cardiomyocytes
contractiles
cardiomyocytes
automatiques
(≈ 1%)
les cardiomyocytes :
contractiles ou automatiques
myocarde contractile
tissu nodal
travail mécanique
cardiaque
génération et conduction
de l’excitation électrique
4 - Le Cardiomyocyte
4 - Le Cardiomyocyte
Potentiels d’Action
Automatisme cardiaque
Potentiel de
membrane
(mV)
activité électrique
spontanée périodique
Myocyte Automatique
Potentiel de
membrane
(mV)
Myocyte Contractile
Ca++
Ca++
0
0
Na+
≠
-50
-50
if
-100
-100
stimulation électrique
provenant du SN
0
0
500 ms
500 ms
K+
4 - Le Cardiomyocyte
4 - Le Cardiomyocyte
Potentiel de repos stable
Potentiel de
membrane
(mV)
Myocyte Contractile
Potentiel de
membrane
(mV)
0
0
-50
-50
-100
-100
0
500 ms
Myocyte Contractile
stimulation
0
500 ms
4 - Le Cardiomyocyte
4 - Le Cardiomyocyte
plateau
caractéristique
Potentiel de
membrane
(mV)
Potentiel de
membrane
(mV)
Myocyte Contractile
Myocyte Contractile
Ca++
0
0
Na+
Na+
-50
-50
-100
-100
0
500 ms
K+
0
4 - Le Cardiomyocyte
4 - Le Cardiomyocyte
Potentiel de repos instable
dépolarisation diastolique spontanée
Potentiel de
membrane
(mV)
Myocyte Automatique
Potentiel de
membrane
(mV)
0
0
-50
-50
-100
-100
0
500 ms
Myocyte Automatique
« funny »
if
Na+
0
500 ms
500 ms
4 - Le Cardiomyocyte
4 - Le Cardiomyocyte
fréquence de déclenchement des PA
dépend de la pente de dépolarisation spontanée
Potentiel de
membrane
(mV)
Potentiel de
membrane
(mV)
Myocyte Automatique
Ca++
0
Myocyte Automatique
Ca ++
0
K+
-50
-40
if
-100
-50
seuil
if
-100
Na+
0
500 ms
Na+
0
500 ms
5 – Le Tissu Nodal
4 - Le Cardiomyocyte
nœud atrio-ventriculaire
nœud sinusal
Potentiel de
membrane
(mV)
Potentiel de
membrane
(mV)
faisceau de His
branche gauche
Myocyte Contractile
Myocyte Automatique
hémibranche
postérieure
Ca++
Ca++
0
0
K+
-50
K+
-50
-100
Na+
0
branche droite
Na+
if
-100
hémibranche
antérieure
500 ms
fibres de Purkinje
0
500 ms
5 – Le Tissu Nodal
5 – Le Tissu Nodal
Hiérarchie fonctionnelle
Hiérarchie fonctionnelle
nœud sinusal
nœud sinusal
= pacemaker
physiologique
= pacemaker
physiologique
70 bpm
5 – Le Tissu Nodal
5 – Le Tissu Nodal
pacemaker latents
= sécurité
nœud sinusal
= pacemaker
physiologique
70 bpm
hiérarchie
sin : 70
nœud AV
tronc du f. de His
= zone jonctionnelle
S
AV
jonct : 40-60
H
P
40-60 bpm
branches du f. His
fibres de Purkinje
20-40 bpm
ventr : 20-40
P
5 – Le Tissu Nodal
5 – Le Tissu Nodal
Popagation unidirectionnelle de l’influx
= sécurité
en cas de défaillance des centre hiérarchiquement supérieurs:
les centres plus distaux peuvent prendre le relais
et éviter ainsi l’arrêt cardiaque…
5 – Le Tissu Nodal
en raison des périodes réfractaires
5 – Le Tissu Nodal
vitesses de conduction
nœud AV
ralentissement
noeud sinusal
myocarde atrial
≈ 1 m/s
≈ 0.05 m/s
! onde P
T
P
Q
S
contraction atriale
anneaux fibreux
péri-valvulaires
5 – Le Tissu Nodal
5 – Le Tissu Nodal
nœud AV
nœud AV
ralentissement
ralentissement
= sécurité
≈ 0.05 m/s
≈ 0.05 m/s
R
T
P
Q
S
! intervalle PR
5 – Le Tissu Nodal
5 – Le Tissu Nodal
His
et branches
accélération
conditions physiologiques:
rythme sinusal
70 bpm
! complexe QRS
≈ 3-5 m/s
R
T
P
Q
S
contraction ventriculaire
5 – Le Tissu Nodal
5 – Le Tissu Nodal
Relation propagation électrique – efficacité mécanique
rôle de la séquence atrio-ventriculaire
nœud AV: retarde la dépolarisation et donc la contraction V
par rapport à la dépolarisation / contraction A
! permet d’assurer un remplissage ventriculaire satisfaisant
5 – Le Tissu Nodal
séquence de dépolarisation ventriculaire
dépolarisation rapide et simultanée des ventricules à partir His/Purkinje
! contraction synchrone VG/V
dépolarisation commence par l’apex et remontant vers base et gros
vaisseaux ! direction flux éjectionnel vers aorte / artère pulmonaire
5 – Le Tissu Nodal
6 – Déterminants de la fonction systolique
6 – Déterminants de la fonction systolique
Force de contraction ventriculaire
Force de contraction ventriculaire
contractilité
facteurs inotropes
6a - La Loi de Starling
La Relation Tension - Longueur
La Relation Tension - Longueur
mA
ms
T
S
Muscle Papillaire
(dispositif expérimental)
•  A : précharge
•  B : post-charge
•  C : C. isométrique
•  L : mesure des variations
de longueur
•  S : stimulateur électrique
•  T : mesure de tension
L
C
B
A
La Relation Tension - Longueur
La Relation Tension - Longueur
Muscle Papillaire
Muscle Papillaire
(dispositif expérimental)
(dispositif expérimental)
•  A : précharge
A
La Relation Tension - Longueur
La Relation Tension - Longueur
Muscle Papillaire
Muscle Papillaire
(dispositif expérimental)
•  A : précharge
•  B : post-charge
•  C : C. isométrique
(dispositif expérimental)
•  A : précharge
•  B : post-charge
B
A
C
B
A
La Relation Tension - Longueur
La Relation Tension - Longueur
T
S
Muscle Papillaire
(dispositif expérimental)
•  A : précharge
•  B : post-charge
•  C : C. isométrique
•  L : mesure des
variations de longueur
Muscle Papillaire
(dispositif expérimental)
•  A : précharge
•  B : post-charge
•  C : C. isométrique
•  L : mesure des variations
de longueur
•  S : stimulateur
électrique
L
C
B
A
La Relation Tension - Longueur
S
L
C
B
A
mA
ms
Tension
T
S
Muscle Papillaire
(dispositif expérimental)
•  A : précharge
•  B : post-charge
•  C : C. isométrique
•  L : mesure des variations
de longueur
•  S : stimulateur électrique
•  T : mesure de tension
L
C
B
courbe de tension
passive (compliance)
Longueur
A
augmentation progressive de la précharge - sans stimulation électrique
Tension
courbe de tension
active
Tension
Courbe de Tension
Active
courbe de tension
passive (compliance)
Courbe de Tension
Passive (compliance)
Longueur
muscle soumis à la stimulation électrique
Vitesse de
raccourcissement
Longueur
" précharge !" force de contraction
Vitesse de
raccourcissement
Précharge A < B
Précharge A < B
B
B
A
Postcharge
A
Postcharge
" postcharge !# vitesse de raccourcissement
à postcharge égale:
!" précharge ! " vitesse de
raccourcissement
Otto Frank 1885
Ernest Henry Starling 1918
Tension
Tension active
PA
Contraction
R
Tension passive
Longueur
PV
ensemble cœur-poumon isolé :
" pression de remplissage (=précharge)
! " force de contraction
cœur de grenouille
ou de mammifère
PV
pression de remplissage
(précharge)
du cœur droit modifiable
ensemble cœur-poumon isolé de la circulation systémique
en relation avec circulation pulmonaire pour assurer l’oxygénation
R
R
résistance réglable
sur conduit artériel
(postcharge)
manomètre
PA
reflet contraction V
PV
PV
6a – La loi de (Frank) Starling ou loi du cœur
Tension
R
Tension active
PA
PA
Contraction
R
Tension passive
Longueur
PV
PV
courbe en fonction
variation volume du cœur
" pression de remplissage ventriculaire
(=précharge; ici remplissage du VD)
! " force de contraction
! ("VES du VG et donc de la PA mesurable ici)
6a – La loi de (Frank) Starling ou loi du cœur
6a – La loi de (Frank) Starling ou loi du cœur
Tension
Tension
Tension active
PA
Contraction
PA
Tension active
R
Contraction
R
Tension passive
Tension passive
Longueur
PV
le ventricules se contractent d’autant plus intensément en
systole que leur remplissage diastolique est important
(que leurs fibres ont été préalablement étirés)
Longueur
PV
assure égalité débits ventricule droit – ventricule gauche:
" remplissage VD ! " débit circulation pulmonaire
! " remplissage VG ! " débit circulation systémique
6b – Force Ventriculaire
Déterminants de la fonction systolique
(force de contraction systolique)
Pression
(mm Hg)
$ pré-charge:
pression de remplissage ventriculaire télédiastolique
détermine le degré d’étirement des fibres musculaires
! " force de contraction et du VES
= loi de Frank et Starling
(mécanisme de régulation intrinséque)
$ post-charge:
= ensemble des forces s’opposant à l’éjection ventriculaire
100
Boucle
pression
volume
Force d’Ejection
Systolique
50
" « résistance » ! # contraction et du VES
généralement estimée par la pression artérielle
$ contractilité:
= état du myocarde contractile (cardiomyocytes contractiles)
- influencée par facteurs inotropes (mécanisme de régulation
extrinsèque)
0
40
Volume (ml)
120
Pression
(mm Hg)
Pression
(mm Hg)
100
100
Force d’Ejection
Systolique
Force d’Ejection
Systolique
50
50
Tension
Passive
Remplissage
Ventriculaire
0
0
40
Volume (ml)
120
40
Pression
(mm Hg)
Pression
(mm Hg)
100
100
Force d’Ejection
Systolique
Volume (ml)
120
Force d’Ejection
Systolique
50
50
Précharge
Loi de STARLING
Tension
Passive
Précharge
Loi de STARLING
Tension
Passive
Remplissage
Ventriculaire
0
0
40
Volume (ml)
120
40
Volume (ml)
120
Pression
(mm Hg)
Pression
(mm Hg)
100
Ejection
Systolique
100
Force d’Ejection
Systolique
Tension
Active
Force d’Ejection
Systolique
50
50
Précharge
Loi de STARLING
Tension
Passive
relaxation
iso
volumétrique
contraction
iso
volumétrique
Précharge
Loi de STARLING
Tension
Passive
Remplissage
Ventriculaire
0
0
40
Volume (ml)
120
Pression
(mm Hg)
Tension
Active
Ejection
Systolique
100
Force d’Ejection
Systolique
exemples:
-  ingestion liquide
-  orthostatisme
Tension
Passive
Volémie
Posture
Précharge
Loi de STARLING
Tension
Passive
Remplissage
Ventriculaire
0
40
Volume (ml)
Tension
Active
Ventricule
Gauche
Remplissage
Ventriculaire
Pression Veineuse
Centrale
120
Ejection
Systolique
100
50
Précharge
Loi de STARLING
Volume (ml)
Pression
(mm Hg)
Force d’Ejection
Systolique
Ventricule
Gauche
50
40
120
Pression Veineuse
Centrale
Volémie
Posture
0
40
Volume (ml)
120
Pression
(mm Hg)
Pression
(mm Hg)
Ejection
Systolique
100
Force d’Ejection
Systolique
Précharge
Loi de STARLING
Remplissage
Ventriculaire
Volémie
Posture
Postcharge
Ejection
Systolique
100
Tension
Active
Force d’Ejection
Systolique
Ventricule
Gauche
50
Pression Veineuse
Centrale
Tension
Active
50
Tension
volume
Passive
télé
diastolique
Précharge
Loi de STARLING
Tension
Passive
Remplissage
Ventriculaire
0
0
40
Volume (ml) 120
40
Pression
(mm Hg)
Volume (ml)
120
Pression
(mm Hg)
Postcharge ≈ PA
Ejection
Systolique
Tension
Active
Postcharge
100
Ejection
Systolique
Tension
Active
100
Force d’Ejection
Systolique
Force d’Ejection
Systolique
Ventricule
Gauche
Ventricule
Gauche
50
50
Précharge
Loi de STARLING
Tension
Passive
Précharge
Loi de STARLING
Tension
Passive
Remplissage
Ventriculaire
Remplissage
Ventriculaire
0
0
40
Volume (ml)
120
40
Volume (ml)
120
contractilité
facteurs inotropes
Pression
(mm Hg)
Contractilité
et facteurs inotropes
Ejection
Systolique
100
Tension
Active
inotrope +
Force d’Ejection
Systolique
Remplissage
Ventriculaire
40
noradrénaline
récepteurs β1
inotrope -
Ventricule
Gauche
Tension
Passive
Système Sympathique
= facteurs extrinsèques influençant force de contraction
(SNA, hormones, médicaments)
Volume (ml)
● (SN para Σ)
● acétylcholine
● hyperkaliémie
● acidose
● β-bloqueurs
● SN Σ
● catécholamines circulantes
(adrénaline)
● angiotensine 2
● Ca++
120
Système Sympathique
noradrénaline
Potentiel de
membrane
(mV)
récepteurs β1
Ca++
0
Effets :
cardiomyocytes contractiles:
inotrope +
par rehaussement du plateau
Na+
-50
-100
cardiomyocytes automatiques:
chronotrope +
"  fréquence par " courant If
(pente de dépolarisation plus raide)
0
500 ms
Système Para-Sympathique
Acétylcholine
Récepteurs muscariniques
Système Para-Sympathique
Acétylcholine
Récepteurs muscariniques
Innervation limitée à l’atrium et au tissu nodal
Innervation limitée à l’atrium et au tissu nodal
Effets :
Effets :
cardiomyocytes automatiques: chronotrope –
par ralentissement de la pente de dépolarisation
cardiomyocytes contractiles: effet inotrope – négligeable
car absence d’innervation des cardiomyocytes ventriculaires
cardiomyocytes automatiques: chronotrope –
par ralentissement de la pente de dépolarisation
cardiomyocytes contractiles: effet inotrope – négligeable
car absence d’innervation des cardiomyocytes ventriculaires
= sécurité
risque de malaise si effet inotrope – important
associé à effet chronotrope lors stimulation parasympathique
Système Para-Sympathique
équilibre
Sympathique:
6c -Boucle
Pression Volume
Para-Sympathique:
Pression
(mm Hg)
120
Fermeture
V.Aortique
Ejection
100
cœur dénervé
≈ 100 bpm
60
adulte au repos
≈ 70 bpm
40
Les 4 phases
du cycle
cardiaque
20
Ouverture
V. Mitrale
Contraction
Isovolumétrique
frein paraΣ permanent
sur la fréquence cardiaque
Ouverture
V.Aortique
Relaxation
Isovolumétrique
80
Fermeture
V. Mitrale
Remplissage
0
40
Volume (ml)
120
Fermeture
V.Aortique
6c -Boucle
Pression Volume
Ejection
Les 4 phases
20
du cycle
Ouverture
volume
V. Mitrale
cardiaque
télésystolique
(VTS)
Contraction
Isovolumétrique
40
Fermeture
V. Mitrale
Remplissage
0
40
Volume (ml)
60
40
Les 4 phases
du cycle
cardiaque
6c -Boucle
Pression Volume
Ejection
40
Les 4 phases
du cycle
cardiaque
20
Ouverture
V. Mitrale
Contraction
Isovolumétrique
60
Ouverture
V.Aortique
Pression
(mm Hg)
120
Fermeture
V. Mitrale
Remplissage
0
40
Volume (ml)
80
60
40
Les 4 phases
du cycle
cardiaque
Ouverture
V.Aortique
Fermeture
volume télédiastolique
(VTD)
Remplissage
Mitrale
! pression TD =V.
précharge
0
20
Volume (ml)
120
contractilité
Fermeture
V.Aortique
100
Relaxation
Isovolumétrique
80
Ouverture
V. Mitrale
40
100
postcharge
20
120
Pression
(mm Hg)
Fermeture
V.Aortique
80
Contraction
Isovolumétrique
Ouverture
V.Aortique
Relaxation
Isovolumétrique
60
120
Ejection
100
80
6c -Boucle
Pression Volume
Fermeture
V.Aortique
Ouverture
V. Mitrale
Ejection
volume
d’éjection
systolique
VES = 80 ml
Ouverture
V.Aortique
Contraction
Isovolumétrique
100
120
Relaxation
Isovolumétrique
120
Pression
(mm Hg)
Relaxation
Isovolumétrique
6c -Boucle
Pression Volume
Pression
(mm Hg)
Fermeture
V. Mitrale
Remplissage
0
120
40
Volume (ml)
120
Pression
(mm Hg)
6c -Boucle
Pression Volume
120
effet d’une augmentation de la précharge
Fermeture
V.Aortique
Ejection
Pression
(mm Hg)
100
60
40
Les 4 phases
du cycle
cardiaque
" VTD
! " VES et travail cardiaque
Ouverture
V.Aortique
SURFACE
DE LA BOUCLE
= TRAVAIL
CARDIAQUE
Contraction
Isovolumétrique
Relaxation
Isovolumétrique
80
VES3
VES2
1
2
3
VTD3
VES1
20
Ouverture
V. Mitrale
Fermeture
V. Mitrale
Remplissage
VTD1
0
40
Volume (ml)
VTD2
Volume (ml)
120
effet d’une augmentation de la postcharge
Pression
(mm Hg)
effet d’une augmentation de la contractilité
effet inotrope +
Pression
(mm Hg)
VTS3
VTS2
VTS1
3
V doit + " P°
pour vaincre postcharge
(ouvrir valve aortique)
2
1
! # VES et " VTS
VES1
VES2
VTS2
VTS1
2
décalage pente contractilité
vers le haut et la gauche:
"  VES et # VTS
"  travail cardiaque
VE1
1
VE2
VES3
VTD
volume (ml)
Volume (ml)
Résumé
Force de contraction ventriculaire
contractilité
facteurs inotropes
système nerveux
ions
médicaments
autonome
mécanisme de régulation extrinsèque