La pompe cardiaque
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Physiologie Physiologie de la circulation Chapitre 1 : La pompe cardiaque Docteur Renaud TAMISIER MED@TICE PCEM1 - Année 2006/2007 Faculté de Médecine de Grenoble - Tous droits réservés. Introduction Le cœur est capable de remplir un large éventail de tâches et fonctions. De plus son activité se poursuit sans interruption tout au long de la vie. Il est capable de poursuivre son activité indépendamment des stimulations extra cardiaques. Ces mécanismes sont à relier aux particularités structurales et physiologiques du muscle et de la conformation cardiaque. Fonction Principale Pompe : maintenir le débit sanguin • Circulation systémique veines pulmonaires et aorte • Circulation pulmonaire veines caves et artère pulmonaire Les événements mécaniques du cycle cardiaque La révolution cardiaque La systole ou contraction atriale La systole ventriculaire Contraction isovolumique Ejection Relaxation isovolumique Diastole Ventriculaire remplissage rapide Diast remplissage lent Générale systole atriale La pompe cardiaque • Microstructure - aspect cellulaire et histologique - aspect ionique • Macrostructure - système valvulaire - les cavités • Investigation - échographie - hémodynamique Microstructure: la cellule cardiaque Différences importantes avec les fibres musculaires squelettiques Analogie du système contractile - Le sarcomère (ligne Z à Z) - Filaments épais (bande A) - Filaments mince (bande I) Microstructure: la cellule cardiaque • Aspect de syncytium Séparation inter fibre par le sarcolemme terminaison des fibres par des disques intercalés en continuité avec le sarcolemme • Fonction de syncytium Une onde de dépolarisation est suivie d’une contraction de l’ensemble du myocarde Microstructure: la cellule cardiaque Fonction de syncytium Formation de connexons intercellulaires à haute conductance permettant la transmission de cytosol interCel avec un canal de 1.6 à 2 ηm La transmission de l’onde de dépolarisation est favorisée par la présence de Gap junction (nexus) au niveau des Disques intercalaires Dépolarisation ++ longitudinale Microstructure: la cellule cardiaque Fonction de syncytium Présence de mitochondries en densité importante, assurant l’apport énergétique en phosphorylation oxydative Les apports de substrat et d’oxygène importants sont permis par la densité importante des capillaires sanguins (un capillaire par fibre) Présence d’invagination du sarcolemme = tubule T Microstructure: la fibre cardiaque Interaction entre ponts de myosine et filaments d’actine Contraction glissement des filaments minces et épaispermet l’interaction entre la myosine et l’actine Microstructure: la fibre cardiaque Formation du complexe troponine-Ca permet l’interaction entre la myosine et l’actine Microstructure: la fibre cardiaque La fixation du pont de myosine sur le filament d’actine provoque un raccourcissement de la fibre musculaire par déplacement de l’actine par rapport à la myosine La tension initiale de la fibre musculaire détermine sa réponse motrice La force maximale sera pour une longueur de la fibre musculaire de 2 à 2.4 mm Superposition optimale entre filaments mince et épais Force développée par le ventricule Microstructure: la fibre cardiaque Fonction Systole Diastole Longueur initiale des fibres myocardiques ou Volume télé-diastolique Microstructure: Transport Ionique La contraction musculaire requière concentration optimale de Na+, K+ et Ca ++. ⇓ [Ce] Na+ diminution de l'excitabilité cardiaque ⇓⇓ [Ce] K+ arrêt cardiaque ⇑⇑ [Ce] K+ arrêt cardiaque diastolique par perte de l’excitabilité ⇓⇓ [Ce] Ca ++ arrêt cardiaque diastolique ⇑ [Ce] Ca ++ augmentation de la contractilité ⇑⇑ arrêt cardiaque systolique (rugor) une Microstructure: la contraction La contraction musculaire est produite par un mouvement de Ca++ provenant de l’extérieur de la cellule permettant l’ouverture des canaux calciques Ca-dépendant du RE. Les mécanismes augmentant la concentration de Ca++ cytosolique augmentent la force de contraction et inversement Exemple : Catécholamine augmente la sensibilité au Ca++ Microstructure: la contraction Ca++ Catécholamines 3 Na+ Ca++ DHRR ATP ATP AMPc + Pompe ATP RE RyR Phosphorilate Complexe troponine Ca++ - Troponine C 2 K+ DHRR Ca++ Troponine I 3 Na+ Ca++ Ca++ Phospholamban AMPc PK Ca++ Ca++ Tube T ATP Ad C + Myofilaments + Activation - Inhibition Macrostructure: le cœur La pompe cardiaque est constituée de muscle, d’appareil valvulaire et de cavités. y Le muscle le myocarde y Les valves Mitrale et Tricuspide : Atrioventriculaire Aortique et Pulmonaire : valves sigmoïdes y Les cavités oreillettes droite et gauche Ventricules droit et gauche Le Muscle : Précharge et postcharge Repos Support Repos et étirement Repos et étirement Contraction Support Support Support Précharge Postcharge Loi de Starling Elle découle des propriétés de contraction des fibres musculaires Le remplissage ventriculaire améliore le débit cardiaque. Lorsque la valeur seuil est atteinte il existe une stagnation puis une baisse du débit Relation pression de remplissage : Débit Insuffisance cardiaque La pathologie causée par une diminution du débit cardiaque va associer - oedème pulmonaire - rétention hydrosodée - pression veineuse élevée - augmentation taille hépatique et splénique β Bloquants réduction de la stimulation sympathique intrinseque Digitalique augmentation de la contraction par augmentation intracellulaire de calcium Diurétique réduction de la précharge Contractilité Elle peut être représentée par le pic de pression isovolumique A contrôle B V hypokinetique Insuffisance Cardiaque C V Hyperdynamique stimulation sympathique Pression ventriculaire gauche mmHg La contractilité est déterminée par la capacité cardiaque à fournir une pression donnée ΔP/Δt Max 160 C 120 De la contractilité dépend la fraction d’éjection ventriculaire A B 80 40 0 0,2 0,4 0,6 Temps (s) La fréquence cardiaque L'accélération provoque une augmentation du débit cardiaque jusqu’à une valeur seuil de 100 - 110 au delà une baisse du débit se produit du fait d’une diminution du volume de remplissage Les Valves • Les valves cardiaques sont de Sigmoïdiennes et atrioventriculaires deux types • Les valves sigmoïdiennes Pulmonaire et Aortique permettent un flux continue dans les AP et Aorte. • Une particularité est la naissance des coronaires au niveau des sigmoïdes aortique droite et gauche Les Valves • Les valves atrioventriculaires système de cordages et piliers, grande surface de superposition • La Valve mitrale deux feuillets entre OG et VG • La Valve tricuspide trois feuillets entre OD et VD Les Valves Elles permettent au sang de progresser dans un sens unique rendant les contractions atriales et ventriculaire efficace. Débit cardiaque et notion de travail Débit cardiaque mesure in Vivo • Cathétérisme de swann Ganz - mesure des pressions droites - mesure de la pression occluse - mesure du débit par dilution •Echographie cardiaque - la fraction d’éjection - la diastole (remplissage) L'ensemble de ce document relève des législations française et internationale sur le droit d'auteur et la propriété intellectuelle. Tous les droits de reproduction de tout ou partie sont réservés pour les textes mais aussi pour l'ensemble des documents iconographiques, photographiques, vidéos et sonores. Ce document est interdit à la vente ou à la location. La diffusion de ce document, sa duplication, sa mise à disposition du public à sa demande ou non, sa mise en réseau, sa communication publique, partielle ou totale, sous quelque forme ou support que ce soit, est formellement interdite et strictement réservée à la Faculté de Médecine de Grenoble et à ses auteurs. 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