Leçon 12 Automatisme cardiaque

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Leçon 12 : Automatisme cardiaque
Introduction
Le cœur est un organe musculaire creux, situé entre les poumons à l’intérieur de la cage thoracique, de structure
très comparable à celle des muscles squelettiques. Il est le moteur du système cardio-vasculaire et fonctionne sous
le contrôle du système nerveux neurovégétatif.
I. Anatomie du cœur
1. Cœur de grenouille (Fig )
Le cœur de grenouille possède un ventricule et deux oreillettes, un bulbe artériel rattaché à un tronc artériel et un
sinus veineux relié à l’oreillette droite.
Remarque
Le cœur de grenouille présente 3 paires de ganglions nerveux intracardiaques :
 les ganglions de Remack dans le sinus veineux ;
 les ganglions de Ludwig dans les oreillettes ;
 les ganglions de Bidder dans le ventricule.
2. Cœur de mammifère (Fig )
Le cœur de mammifère est formé de deux moitiés indépendantes séparées par un septum. Chaque moitié comprend
deux cavités dont une oreillette et un ventricule. Les oreillettes ont des parois minces alors que les ventricules des
parois épaisses.
Ces cavités sont en relation avec des vaisseaux sanguins. L’oreillette droite reçoit les deux veines caves alors que
l’oreillette gauche reçoit les quatre veines pulmonaires. Le ventricule droit est relié à l’artère pulmonaire alors que
le ventricule gauche est relié à l’artère aorte.
3. Structure du myocarde (Fig )
Le cœur est un muscle, appelé myocarde. Il est constitué de plusieurs fibres musculaires striées présentant des
stries particulières, les stries scalariformes. Entre les fibres se trouve un tissu conjonctif renfermant des vaisseaux
sanguins et des fibres nerveuses.
Le cœur est entouré d’une enveloppe externe, le péricarde et présente une enveloppe tapissant la paroi interne,
l’endocarde.
Au microscope électronique la fibre musculaire apparait avec ses myofibrilles constituées d’actine et de myosine,
un cytoplasme contenant les éléments caractéristiques d’une cellule animale et du glycogène.
L’étude microscopique de certaines régions du myocarde adulte de mammifères et d’oiseaux, montre des cellules
musculaires à sarcoplasme abondant et pauvres en myofibrilles, les myocytes. Ces cellules de types embryonnaires
constituent le tissu nodal regroupé en nœuds et en faisceau :
 le nœud sinusal de Keith et Flack ou nœud sino-auriculaire situé dans la paroi de l’oreillette droite au
point d’arrivée des veines caves ;
 le nœud septal d’Aschoff-Tawara ou nœud auriculo-ventriculaire situé au niveau de la cloison inter-
auriculaire ;
 le faisceau de His qui est un prolongement du nœud septal, longeant la cloison inter-ventriculaire et dont
les ramifications constituent le réseau de Purkinje.

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II. Mise en évidence de l’automatisme cardiaque
1. Expérience
Chez une grenouille décérébrée et démédulée, le cœur bat normalement pendant quelques heures. Il est également
possible de le faire battre hors de l’organisme (cœur isolé) en l’immergeant ou en le perfusant avec un liquide
physiologique, le liquide Ringer, dont la composition est très proche de celle du milieu intérieur.
2. Conclusion
Le cœur possède donc une véritable autonomie : c’est l’automatisme cardiaque.
III. Siège de l’automatisme cardiaque
1. Chez la grenouille (Fig )
1.1. Expérience de Stannius
Pour connaître l’origine des battements cardiaques chez la grenouille, Stannius procède à des ligatures sur deux
cœurs A et B.
Sur le cœur A en activité, il place une ligature (L1) entre le sinus veineux et l’oreillette droite. Il remarque que le
sinus continu de battre normalement alors que les oreillettes et le ventricule s’arrêtent.
Sur le même cœur A, il place une deuxième ligature (L2) entre les oreillettes et le ventricule. Il remarque que le
sinus bat et le ventricule après un bref arrêt reprend à battre lentement.
Sur le cœur B, il place une ligature (L2) entre les oreillettes et le ventricule. Le sinus et les oreillettes battent
normalement, alors que le ventricule s’arrête puis reprend à battre lentement.
1.2. Conclusion
Le sinus veineux possède un centre nerveux qui commande le rythme normal de contraction des oreillettes et du
ventricule : c’est le ganglion de Remak, qualifié de pacemaker (initiateur) de l’automatisme cardiaque.
Le ventricule contient un centre secondaire de l’automatisme cardiaque (c’est le ganglion de Bidder) inhibé par le
centre auriculaire (le ganglion de Ludwig).
2. Chez les Mammifères
2.1. Expérience 1
On détruit le tissu nodal d’un cœur isolé et perfusé de mammifère. On constate que le cœur cesse de battre.
Conclusion : Le tissu nodal est le siège de l’automatisme cardiaque.
2.2. Expérience 2
On détruit le nœud sinusal d’un cœur dénervé de mammifère. On constate un arrêt des battements cardiaque, puis
leur reprise mais à un rythme beaucoup plus faible.
On place un fragment d’oreillette droite contenant le nœud sinusal seul dans du Ringer (liquide dont la composition
est très proche de celle du milieu intérieur). On constate qu’il poursuit ses contractions à un rythme normal.
On place un fragment d’une cloison interauriculaire contenant le nœud septal seul dans du Ringer. On constate
qu’il se contracte mais à un rythme faible.
Lorsqu’on place ces deux fragments ensemble dans du Ringer, ils se contractent à un même rythme normal.
Conclusion : Le nœud sinusal et le nœud septal sont des structures d’automatisme, mais c’est le nœud sinusal qui
impose le rythme normal du cœur : il est le pacemaker
2.3. Expérience 3
On sectionne le faisceau de His d’un cœur dénervé. On constate que les oreillettes battent normalement, alors que
les ventricules ralentissent leur rythme (c’est la dissociation auriculo-ventriculaire).

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Conclusion : Le faisceau de His assure la synchronisation auriculo-ventriculaire
2.4. Expérience 4
L’implantation d’électrodes réceptrices d’un oscilloscope dans le nœud sinusal ou septal permet de recueillir des
potentiels d’action.
Conclusion : Ce sont ces potentiels d’action qui sont à l’origine de la contraction du myocarde.
2.5. Synthèse
Ces expériences montrent que le tissu nodal est le stimulateur naturel du cœur des Mammifères. Il est le siège de
l’automatisme cardiaque. C’est le nœud sinusal qui est le pacemaker ou entraino-moteur où naissent des potentiels
d’action de façon spontanée. Le nœud septal et le faisceau de His conduisent l’excitation dans tout le cœur assurant
ainsi la synchronisation.
Puisque le tissu nodal est un tissu musculaire cette théorie est qualifiée de théorie myogène (ou myogéniste)
IV. Théories explicative de l’automatisme cardiaque
1. Théorie neurogène
L’interprétation des expériences de ligatures de Stannius montre que ce sont des ganglions qui sont à l’origine des
battements automatiques du cœur.
Cette théorie est qualifiée de neurogène ou neurogéniste car elle implique le tissu nerveux intracardiaque.
2. Théorie myogène
2.1. Observation
 Chez l’embryon de poulet, le cœur commence à battre dès la 30e heure d’incubation, alors qu’il est encore
dépourvu de structures nerveuses.
 Mises en culture, les cellules myocardiques d’embryon de poulet se contractent spontanément.
2.2. Conclusion
Donc, la théorie neurogéniste disparait aujourd’hui au profit de la théorie myogéniste qui pense que l’origine de
l’automatisme cardiaque se trouve dans le muscle cardiaque ou myocarde, en particulier le myocarde sinusal.
Conclusion
L’origine des battements cardiaques est donc dans le cœur même. Le cœur fonctionne alors de manière
automatique : on parle d’automatisme cardiaque.
La théorie myogéniste semble aujourd’hui mieux adapter à l’explication de l’origine de ces battements cardiaques.