IV- Les acteurs du système cardio circulatoire
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Marine Le Pommelet et Laure Daniel 15/02/2011 EC physio-pharmaco, physiopathologie de l’insuffisance cardiaque, Pr Carré Le poly est disponible sur le réseau pédagogique. PHYSIOPATHOLOGIE DE L’INSUFFISANCE CARDIAQUE (IC) I- Définition de l’insuffisance cardiaque A- Classification - selon la région anatomique altérée : Insuffisance cardiaque ou ventriculaire gauche Insuffisance cardiaque ou ventriculaire droite Insuffisance cardiaque globale - selon le temps majeur de l’insuffisance : insuffisance cardiaque diastolique : la fonction de relaxation du cœur est altérée insuffisance cardiaque systolique : altération de la contraction cardiaque - selon le stade : insuffisance cardiaque compensée : le patient a une IC mais par les mécanismes d’adaptation il arrive à compenser. Il est peu gêné dans son quotidien. insuffisance cardiaque décompensée : le patient a une poussée d’IC et sa maladie est déséquilibrée, c’est généralement un épisode aigu - selon la temporalité : insuffisance cardiaque aigue : poussée (généralement la 1ère) d’insuffisance cardiaque sur quelques jours, après un IDM par exemple. Après traitement, l’insuffisance cardiaque disparaît. Insuffisance cardiaque chronique : le cœur est altéré de manière définitive après une 1ère poussée. Le patient est traité à vie. Ex : IDM très important IC aigue par manque de contraction du cœur grâce aux médicaments le patient n’est plus IC Mauvais fonctionnement d’une valve poussée d’ICA changement de la valve disparition de l’IC Le cours se basera sur l’insuffisance ventriculaire systolique chronique. 1/13 B- Définitions On peut donner 3 définitions à l’insuffisance cardiaque : 1) 1ère définition L’insuffisance cardiaque est la limite des adaptations du cœur aux conditions de travail anormales auxquels il est soumis. Par exemple, lors d’une HTA chronique, le cœur fait des efforts supplémentaires pour surpasser l’excès de pression. Quand ses limites d’adaptation sont dépassées ou épuisées, on parle d’insuffisance cardiaque. Pour autant cette définition n’est pas satisfaisante dans la mesure où elle limite l’insuffisance cardiaque au cœur seul, alors que la maladie a des répercussions sur tout l’organisme. Par exemple, une insuffisance cardiaque peut être révélée par une insuffisance rénale provoquée par la mauvaise perfusion de l’organe. 2) 2ème définition L’insuffisance cardiaque est considérée comme une maladie générale (touchant tout l’organisme) résultant de l’incapacité du cœur à adapter le débit sanguin aux besoins métaboliques et fonctionnels des différents organes dans des conditions de pressions de remplissage ventriculaires normales. L’insuffisant cardiaque se plaint d’être essoufflé et fatigué. Le cœur ne peut plus envoyer assez de sang au niveau de ses muscles. Ce n’est pas une plainte de mal de cœur. 3) 3ème définition : définition moderne L’insuffisance cardiaque est un syndrome (ensemble de signes) qui associe des composantes et des mécanismes cliniques (dyspnée, fatigue), biologiques (modification de la natrémie, augmentation des BNP) et étiologiques (HTA, valve, IDM) variés en partie dus aux mécanismes compensateurs cardiaques et extracardiaques (systèmes hormonaux, vasodilatation/vasoconstriction) II- Epidémiologie L’insuffisance cardiaque est une maladie qui touche davantage les hommes que les femmes. Sa fréquence augmente avec l’âge. L’incidence annuelle est 3 % (c'est-à-dire 3% de patients en plus par an) La prévalence est en augmentation, du fait de l’âge de la population et des progrès thérapeutiques en cardio (on meurt moins de son IDM mais on développe par la suite une insuffisance cardiaque) Les résultats montrent que 8 hommes sur 10 et 7 femmes sur 10 sont IC de 80 à 89 ans alors qu’avant 30 ans il n’y en a pratiquement pas. Le pronostic n’est pas très bon. Les causes de décès consécutifs à une insuffisance cardiaque sont : - des troubles du rythme pouvant entraîner une mort subite la cachexie : stade ultime de l’insuffisance cardiaque. Amaigrissement profond avec fonte musculaire, qui rend incapable de faire le moindre exercice (grabataires) 2/13 Mortalité : 59% chez l’homme contre 47% chez la femme reste élevée malgré les progrès médicaux. L’insuffisance cardiaque est classée de I à IV (classification NYHA en fonction de la dyspnée et de la fatigue du patient) → Mortalité en fonction des stades : (à titre purement informatif bien sûr) - I : 5-7% (peu d’essoufflement au quotidien) - II : 10-12% - III : 18-25% - IV : 35-50% (essoufflement au moindre geste) III- Etiologies Au départ , surcroit de travail au niveau du cœur dont les causes peuvent être très variées : A- Maladies intrinsèques du myocarde Hypertrophie cardiaque Cœur dilaté Infarctus Infiltration du myocarde (ex : sarcoïdose : maladie pulmonaire avec une infiltration myocardique possible) B- Surcharge barométrique (de pression) ou volumétrique HTA (barométrique) Valvulopathies Barométrique : rétrécissements aortique ou mitral Volumétrique : insuffisances aortique (fuite aortique) ou mitral Anomalies congénitales C- Affections extracardiaques (ne concernent ni le cœur ni les vaisseaux) Pulmonaire : par exemple emphysème, bronchite chronique, qui donnent d’abord une insuffisance cardiaque droite Infections (ex : grippe) : du muscle : myocardite des valves : endocardite Intoxications par différentes drogues, produits, en particulier l’éthylisme. Les causes principales sont : - l’infarctus (ischémie) : 50% - non ischémique : 36,4% - idiopathique (surtout les IC dilatées) : 4% 3/13 NB : Il existe 0,4% de risque de développer une insuffisance cardiaque post-partum (cause non ischémique) IV- Les acteurs du système cardio circulatoire Le cœur est en relation avec les poumons par la circulation pulmonaire et avec les muscles et les autres organes tels que le foie et les reins par la circulation périphérique, d’où la plainte d’essoufflement et de douleurs musculaires. Un dysfonctionnement du cœur entraine un dysfonctionnement de tout l’organisme. IV- Physiopathologie A- Adaptation du cœur : remodelage Le remodelage ventriculaire est la réponse adaptative du cœur face aux contraintes qui lui sont imposées. Il se produit des modifications morphologiques et constitutionnelles (le cœur est un organe dynamique d’un point de vue histologique). Le remodelage est un facteur important de l’insuffisance cardiaque. Il s’agit d’un processus évolutif et adaptatif, qui touche toutes les cellules. « Remodelage : expression génomique aboutissant à des modifications moléculaires, cellulaires et interstitielles qui se manifestent cliniquement par des modifications de taille, de forme et de fonction du cœur au décours d’une atteinte cardiaque » Cohn et al J.Am Coll Cardiol 2000 = modification de l’expression de certains gènes Exemple : La cardiomégalie observée chez les insuffisants cardiaques est une réponse du 4/13 remodelage myocardique. Les gènes ont modifié leur expression. L’effet bénéfique de ce remodelage est l’hypertrophie qui permet d’adapter le cœur à un surcroit de travail. Mais lorsque cette adaptation atteint ses limites, on se retrouve dans une inadaptation et on a donc un effet négatif du remodelage. D’après le schéma général de Swynghedauw : biologie et pathologie du cœur et des vaisseaux, 2002 Surcharge mécanique modification de qualité des fibres cardiaques et nouvelle économie musculaire adaptée à la nouvelle charge processus adaptatifs : récapitulation du programme fœtal (des gènes qui étaient quiescents sont réexprimés afin de répondre aux besoins). On retrouve chez l’IC des fibres cardiaques présentes chez le fœtus, ainsi qu’une modification des l’expression de certains gènes restauration d’une économie normale altérations surajoutées : réarrangement du programme fœtal par l’ischémie, la sénescence et les réactions neurohormonales cœur trop gros : différents types d’IC La performance du ventricule gauche peut être évaluée à deux niveaux : - au niveau des fibres et environnement - au niveau du cœur entier 1) fibres cardiaques et environnement Lors d’une altération cellulaire, le remodelage touche toutes les cellules et permet la mise en place de tous les moyens d’adaptation possible : - hypertrophie myocytaire - transformation de fibroblastes en myoblastes - modification de la matrice extracellulaire vers la fibrose. (Due à la sécrétion de certaines hormones dans un but adaptatif) - il n’y a pas de multiplication des vaisseaux (pas de surexpression de gènes permettant d’augmenter le nombre de vaisseaux ce qui entraîne des problèmes de perfusion = limite de l’adaptation) Exemple : IC = cœur fatigué donc diminution du débit cardiaque l’organisme se met en vasoconstriction pour augmenter les résistances afin de maintenir un PA constante augmentation du travail du cœur adaptation délétère à la longue. Des mécanismes moléculaires se mettent en place : facteurs déclenchant : HTA, infection…. sécrétions de facteurs 5/13 action sur des récepteurs cibles : cardiomyocytes, fibroblastes, cellules endothéliales… activation des voies de signalisation mutations de gènes cardiaques + hypertrophie Le traitement consiste en un blocage des voies de signalisation afin d’empêcher l’hypertrophie, en association avec un traitement pour combler la non adaptation causée par le premier traitement. Mise en place du remodelage : Le remodelage du myocyte est un phénomène rapide (quelques minutes à quelques heures), qui survient dès l’apparition d’une contrainte. Il se fait en réponse à une stimulation neuro-hormonale ou à un étirement. Il est caractérisé par l’augmentation du nombre de sarcomères : soit en parallèle : épaississement de la paroi cardiaque, fréquent en pathologie (dont IC) ; soit en série : allongement de la fibre. L’insuffisance cardiaque est toujours compensée dans un premier temps, c'est-à-dire que dans les premiers jours voire premiers mois, il y a une augmentation du nombre de sarcomères afin de réduire la quantité de travail par sarcomère. Elle est ensuite décompensée à la longue car les fibres perdent leur capacité de contraction et de relaxation. Electrophysiologie membranaire : au niveau d’un cardiomyocyte normal : - la dépolarisation est due l’entrée d’ion sodium - la contraction est due à l’entrée d’ion calcium - le repolarisation est due au mouvement d’ion calcium, sodium et potassium - le repos est caractérisé par la présence de la pompe Na/K ATPase lors d’une IC, le potentiel d’action est mois haut et élargi - les canaux sodium sont en nombre plus important et persistent - les canaux calciques perdent leur rôle - il y a une inversion de l’échangeur Na/Ca lors de la repolarisation entrainant une entrée de calcium dans la cellule Conséquence : il y a une surcharge calcique dans la cellule entrainant un effet délétère. Les troubles de la transitoire calcique : Modification des mouvements calciques dans la cellule (entrée sortie expulsion etc.) : transitoire calcique augmentée et en 2 parties. Dans une insuffisance cardiaque, la durée du potentiel d’action augmente, entrainant une contraction plus douce pour économiser de l’énergie, mais du coup moins puissante. Le cœur, en modifiant sa qualité de contraction, s’adapte, mais mal, à la surcharge de travail. Ce mécanisme augmente le risque de troubles du rythme pouvant être létal. En effet, dans une cellule normale la quantité de calcium permet de rester en dessous du seuil d’arythmie (pas d’extrasystole) alors que dans une cellule pathologique, le calcium reste toujours en quantité élevée. De ce fait, lors d’un potentiel d’action, l’accumulation de calcium peut générer un nouveau potentiel d’action entrainant un trouble du rythme. 6/13 Autres effets du remodelage : ▪ Apoptose accélérée : la diminution du nombre de cellules entraine une perte d’efficacité ▪ Remodelage de la matrice extracellulaire ▪ Fibrose ++. Surcharge de pression étirement mécanique libération d’angiotensine 2 permettant l’hypertrophie des cardiomyocytes (bénéfique) et la fibrose à partir des fibroblastes (délétère). 2) au niveau du cœur Rappel : les déterminants du débit cardiaque Débit cardiaque Fréquence cardiaque Volume d’éjection systolique Volume télédiastolique Compliance Précharge Volume télésystolique Contractilité Post charge Débit cardiaque (DC) = fréquence cardiaque (FC) x le volume d’éjection systolique (VES) Lors de l’insuffisance cardiaque, le DC est insuffisant pour le fonctionnement des organes. Adaptation : - augmentation de la FC - variation du VES - modification des deux paramètres Le VES dépend des volumes télédiastolique et télésystolique : VES = VTD – VTS Avec : VTD dépend : - de la précharge soit la quantité de sang qui revient au cœur - de la compliance c'est-à-dire la souplesse du cœur (or l’hypertrophie et la fibrose tendent à diminuer la compliance) VTS dépend : - de la contractilité (or dans l’IC le potentiel d’action est plus large) - de la postcharge soit l’ensemble des résistances qui s’opposent à la sortie du sang (elle augmente dans l’IC) Fonctionnement normal du myocarde → Courbe pression volume au cours du cycle 7/13 (En abscisse le volume ventriculaire gauche, en ordonnée la pression ventriculaire gauche) ▪ Phase 1 : Contraction iso volumique Augmentation de la pression ventriculaire jusqu’à ce qu’elle soit supérieure à la pression aortique. Durant cette phase, le volume ne varie pas (=iso volumique) Ouverture valve aortique (b) lorsque P > Paorte. ▪ Phase 2 : Éjection du sang à pression constante Diminution du volume dans le ventricule jusqu’en télésysotole puis fermeture de la valve aortique. (c) télésystole : volume de sang persistant dans le ventricule à la fin de la systole ▪ Phase 3 : Relaxation isovolumique Chute brutale de pression jusqu’à ce que P < P oreillette gauche, provoquant l’ouverture de la valve mitrale. Pas de changement de volume durant cette phase. ▪ Phase 4 : Remplissage ventriculaire Petite augmentation de pression dans le ventricule par contraction atriale (remplissage final du ventricule). Passage de la télésystole à la télédiastole. La pression télédiastolique est supérieure à la pression télésystolique. (a) télédiastole : volume sanguin dans le ventricule à la fin de la systole NB : plus le cœur est compliant et moins la pression augmente. Dysfonctionnement ventriculaire gauche Le dysfonctionnement présente toujours une caractéristique diastolique. 8/13 dysfonctionnement diastolique La diastole est toujours touchée la première, mais cette atteinte n’est pas forcément symptomatique. Elle est suivie ou non d’un dysfonctionnement systolique. Le dysfonctionnement diastolique est marqué par une hypertrophie ventriculaire gauche avec surcharge, sans trouble de contractilité. La pression télédiastolique du ventricule gauche devient anormalement élevée, par un mécanisme de fibrose le plus souvent (diminution de la compliance). L’évolution est silencieuse jusqu’à ce que la fibrose soit trop importante. dysfonctionnement systolique Il concerne la vidange du ventricule gauche. La contractilité est altérée. Au début, il y a augmentation du volume télédiastolique du ventricule gauche avec une pression télédiastolique peu modifiée. (bonne compliance) L’évolution se fait vers une diminution du volume d’éjection systolique (le volume télésystolique est conservé alors que le volume télédiastolique augmente) et une augmentation de la pression télédiastolique du ventricule gauche. V- Mécanismes de compensation dans l’IC But : maintenir une pression artérielle efficace. PAmoyenne = débit cardiaque (DC) x résistances périphériques totales (RPT) Pour s’adapter l’organisme joue sur : - le myocarde - la circulation périphérique - l’équilibre hydrosodé A- Le myocarde 1) But : augmenter le débit cardiaque grâce à : - une augmentation de la fréquence cardiaque (tachycardie) - la loi de Frank et Starling : la contraction des fibres myocardiques est plus forte s’il y a un étirement de celles-ci avant. - l’hypertrophie myocardique Quand le cœur se dilate, il y a une augmentation de pression Or d’après la loi de Laplace : tension = pression/épaisseur de la paroi Donc si la pression augmente, la tension augmente aussi et la seule façon de diminuer la tension est d’augmenter l’épaisseur de la paroi. (diminution de la charge de travail par myofibrille) Hypertrophie = tension stable 2) Il existe différents type de remodelage : 9/13 - remodelage symétrique : hypertrophie concentrique : le volume des cavités diminue alors que l’épaisseur des parois augmente hypertrophie excentrique, avec dilatation : le volume des cavités augmente et les parois s’affinent - remodelage ventriculaire asymétrique, avec IDM : infarctus extension rapide de l’IDM remodelage ventriculaire final, avec séquelles, excentrique. La paroi est fine au niveau des zones nécrosées et hypertrophiée dans les autres régions. L’hypertrophie n’est pas uniforme. 3) Limite contractiles de l’hypertrophie cardiaque : Dans l'IC, au niveau du complexe contractile (actine, myosine...), des modifications apparaissent, les composants sont moins efficaces et la sensibilité adrénergique diminue par la down régulation (les cellules myocardiques, à force d'être stimulées sont de moins en moins sensibles à la stimulation adrénergique). Rappel : down régulation La stimulation des récepteurs adrénergiques provoque une internalisation intracellulaire des récepteurs d’où une sensibilité adrénergique qui diminue. Explique les traitements par beta-bloquants : en bloquant les récepteurs béta cela permet une meilleure stimulation des récepteurs non bloqués. 4) Limites électrophysiologiques : Si hypertrophie perturbations électro-physiologiques du cœur entier : - PA (potentiel d’action) prolongé transitoire calcique prolongée fibrose ischémie relative par vasoconstriction inadaptée Hétérogénéité de dépolarisation Risque d’arythmie B- Circulation périphérique But : maintien des résistances périphériques totales grâce à des mécanismes de compensation neurohormonaux 1) Système orthosympathique (adrénergique) (adrénaline, noradrénaline) Ce système va présenter des effets bénéfiques : Effet chronotrope + ( FC) 10/13 Effet ionotrope + Mais aussi des effets défavorables : effet vasoconstricteur qui va entrainer une augmentation de la post charge. 2) SRAA Dans l’insuffisance cardiaque : baisse du débit cardiaque hypoperfusion rénale augmentation de libération de rénine augmentation de synthèse de l’angiotensine 2 qui a pour effets : - effet trophique sur les cellules cardiaques et les cellules vasculaires hypertrophie du ventricule gauche et de la paroi des vaisseaux. - vasoconstricteur par stimulation des récepteurs AT1 HTA - augmentation de la stimulation et de la libération d’aldostérone favorise la fibrose et la rétention hydrosodée. 3) Endothéline Idem que l’angiotensine 2 mais au niveau des cellules endothéliales des vaisseaux vasoconstricteur. L’endothéline est d’autant plus élevée que le grade de l’IC est haut. C- L’équilibre hydrosodé Dans l’HTA, la volémie intervient par rétention hydrosodée. Le cœur en diminuant son débit cardiaque entraine la libération de peptides natriurétiques provoquant une diminution de la perfusion rénale (et donc de la filtration glomérulaire). Ceci entraine la libération des catécholamines et de la vasopressine qui, en association avec l’aldostérone et l’angiotensine 2, va permettre la rétention de sodium et d’eau entrainant des œdèmes (formation d’ascite à long terme). D- Bilan L’équilibre de l’organisme est une balance entre : - les facteurs vasoconstricteurs et antinatriurétiques : rénine, NA, A, ADH, endothéline - les facteurs vasodilatateurs et natriurétiques : prostaglandine, NO, EDRF, PNA Dans l’IC, déséquilibre en faveur des facteurs vasoconstricteurs et antinatriurétiques. D’où la prescription de vasodilatateur dans l’IC pour diminuer le travail du cœur. VI- Symptômes de l’insuffisance cardiaque 11/13 A- Symptômes : Tachycardie Œdème Dyspnée Fatigue B- Le cercle vicieux de l’insuffisance cardiaque : Dyspnée Réduction de l’activité physique ; on bouge moins, or moins on en fait, plus quand on en fait c’est fatigant (c’est bien connu) Déconditionnement musculaire (système délétère) Le but est de rompre ce cercle en continuant la marche quotidienne en plus du traitement. C- Causes de la fatigue : dyspnée - trouble de la diffusion alvéolo-capillaire - hypertension pulmonaire - hyperventilation - encombrement bronchique dysfonctionnement du ventricule gauche anomalie vasculaire - stimulation neuro-hormonale - action néfaste des cytokines sur le métabolisme cellulaire - stress oxydatif dystrophie musculaire - déconditionnement - fonte musculaire - hypoxie D- Cercle vicieux de l’IC chronique : Adaptation Dysfonctionnement VG Catabolisme Cytokines Hypoactivation réflexe Action neuro-hormonale Effets trophiques Apoptose ischémique 12/13 Altération organes Symptôme cachexie Effets réflexe Conclusion Le traitement vise à rompre le cercle : - béta-bloquant - sport - manger moins salé - diurétique - vasodilatateur Traitements ultimes : transplantation cardiaque Problème : - peu de donneurs et de greffons - cœur implanté déjà anormal car dénervé. Le greffon n’aura que 60% des capacités d’un cœur normal et sera associé à un traitement lourd (corticoides…) resynchronisation cardiaque Dans l’IC les deux ventricules ne se contractent pas en même temps d’où la possibilité de placer une sonde dans chaque ventricule et de coordonner leur contraction à l’aide d’un stimulateur pour la rendre plus efficace. Défibrillateur Permet l’arrêt du trouble du rythme en cas de risque important de mort subite. 13/13
