Cours n°2

COUR DE PHYSIOLOGIE NO2 :
LA FONCTION CARDIAQUE :
Le cœur est une pope donc il propulse le sang dans tout l’organisme par l’intermédiaire des
vaisseaux ( artères, veines, veinules, artérioles ).
I)ANATOMIE DU CŒUR :
cœur
Poumons
péricarde
DIAPHRAGME
péricarde
fibreux
apex
L’apex, qui est la pointe inférieur du cœur, repose sur le diaphragme. Le cœur est légèrement
orienté vers la gauche. Le diaphragme est le principal muscle de la respiration. Le cœur est
situé en avant de la colonne vertébrale et derrière le sternum, il est également partiellement
recouvert par les poumons. Son poids varie de 250 à 350g. Ce cœur est enveloppé par une
membrane appelé péricarde fibreux, c’est elle qui fixe le cœur au diaphragme. Le péricarde
fibreux recouvre le péricarde séreux.
Péricarde fibreux
épicarde
péricarde séreux
cavité péricardique
myocarde
paroi du cœur
endocarde
Le péricarde séreux est divisé en 2 feuillets : le feuillet pariétal et le feuillet viscéral ( ou
épicarde ).Le feuillet pariétal se situe au dessus du feuillet viscéral. La paroi du cœur inclut
l’épicarde, le myocarde ( muscle cardiaque )et l’endocarde. L’endocarde tapisse les
différentes cavités cardiaques.
A)Les cavités cardiaques :
Le cœur comporte 4 cavités cardiaques : l’oreillette droite(OD), le ventricule
droit(VD),l’oreillette gauche(OG) et le ventricule gauche(VG).L’oreillette est aussi
appelée atrium.
OD
OG
Septum auriculaire
VD
VG
Septum ventriculaire
L’OD est séparée du VD par des valves dites tricuspides. Les valves laissent passer le sang de
l’oreillette vers le ventricule puis se ferment pour éviter tout reflux du sang. Entre le VD et
l’artère pulmonaire des valves dites du tronc pulmonaire. Le cœur droit est composé de l’OD
et du VD. Le cœur droit ne véhicule que du sang pauvre en oxygène. Entre l’OG et le VG, il y
a des valves dites mitrales ou bicuspides. Entre le VG et l’artère aorte, il y a des valves dites
de l’aorte. La paroi du VG est plus épaisse que la paroi du VD. L’ensemble de l’OG et du VG
forment le cœur gauche. Les deux oreillettes sont séparées par un septum dit auriculaire. Les
deux ventricules sont séparées par un septum dit ventriculaire.
B)Circulation :
Artère pulmonaire
poumons
veine pulmonaire
Veines caves
supérieure et
inférieure
artère aorte
oo
1)Circulation systémique :
elle est appelée aussi grande circulation. Le VG propulse le sang en provenance de
l’OG dans l’artère aorte, elle se divise en différentes artères parmi lesquelles les
artères carotides et abdominales, ces artères irrigueront les différents tissus de
l’organisme. Ce réseau artériel est riche dioxygène, son but est d’apporter du
dioxygène aux tissus. L’artère est un vaisseau qui part du cœur pour aller en
périphérie. Le dioxygène est échangé avec des tissus grâce au réseau capillaire. Une
fois le dioxygène passé dans les tissus, le sang est ramené vers l’OD par
l’intermédiaire des veines caves inférieures et supérieures. Ce sang veineux est faible
en dioxygène.
2)Circulation pulmonaire :
Elle est appelée aussi petite circulation. Le sang veineux en provenance de l’OD passe
dans le VD puis sera éjecté dans l’artère pulmonaire, elle contient un sang pauvre en
dioxygène. L’artère pulmonaire irrigue les poumons au l’hémoglobine (Hb) se charge
en dioxygène. L’Hb est une molécule présente dans les globules rouges et assurant le
transport du dioxygène. A la sortie des poumons, le sang est riche en dioxygène et il
est ramené à l’OG par l’intermédiaire de la veine pulmonaire.
3)Circulation coronaire :
Elle représente la circulation propre du myocarde, 2 artères coronaires droite et gauche
irriguent l’ensemble du cœur. Ces artères sont riches en dioxygène, une fois le
dioxygène laissé au myocarde, le sang veineux est ramené à l’OD via le sinus
coronaire.
C)Les cellules cardiaques :
Il y a 3 types de cellules : les cellules contractiles, les cellules non contractiles et les
cellules endocrine.
1)Les cellules contractiles :
Le myocarde est un muscle strié. Les cellules contractiles du myocarde sont proche de
celles présentes dans le muscle strié squelettique. Les cellule musculaires du myocarde
sont toutes reliées les unes aux autres grâce à des disques intercalaires : les
desmosomes et des jonctions ouvertes ( ou encore communicantes ). Les desmosomes
fixent les cellules les unes aux autres et ont un rôle important dans la contraction en un
seul bloc du myocarde. Les jonctions ouvertes ou communicantes laissent passer les
PA. Le message circule ainsi rapidement d’une cellule à l’autre. Toutes ces cellules
contractiles sont en contact les unes avec les autres permettant la contraction en un
seul bloc du myocarde. La contraction des cellules contractiles est identique à celle des
cellules musculaires.
2)Les cellules non contractiles :
Elles sont appelées également cardionectrices. Elles sont spécifiques dans l’initiation
de l’excitation et dans la conduction de l’excitation. Ces cellules sont capables de
produire des PA. Ces cellules sont présentes dans les différentes parties du myocarde :
dans l’OD au niveau du nœud sinusal, du nœud auriculo-ventriculaire, également au
niveau des faisceau de HIS et au niveau des fibres de Purkinje . On appelle tout cela
un réseau de conduction.
nœud
sinusal
nœud auriculo-ventriculaire
faisceau de HIS
fibres de
Purkinje
Ces cellules cardionectrices sont aussi appelées cellules nodales si elles se situent au
niveau du nœud sinusal, des nœuds auriculo-ventriculaires et du faisceau de HIS . Ces
cellules cardionectrices sont aussi appelées cellules de Purkinje si elles se situent au
niveau des fibres de Purkinje. Le nœud sinusal est rythmé par le cœur, le nombre de
PA i,itiés par les cellules nodales du nœud sinusal correspond à la fréquence
cardiaque. Le cœur n’a besoin d’aucunes actions extérieures pour fonctionner. Le
système nerveux autonome régule le nombre de PA créé par les cellules nodales.
3)Les cellules endocrines :
Elles sont situées dans l’oreillette et sécrètent une hormone : le facteur natriurétique.
Cette hormone intervient dans la régulation de la pression artérielle.
II)ACTIVITES ELECTRIQUES DU MYOCARDE :
A)Le contrôle intrinsèque :
Le cœur possède des cellules initiant elles mêmes des PA et cela s’appelle
l’automatisme cardiaque. Le message initié par les cellules nodales est transmis par les
jonctions ouvertes aux cellules contractiles induisant ainsi la contraction du myocarde.
Les oreillettes se contractent en un seul bloc puis les ventricules se contractent en un
seul bloc également.
a)Le PA des cellules nodales
variations du potentiel membranaire en fonction du temps
0
Ouverture des
canaux du calcium
et du sodium
potentiel membranaire ( mV)
-10
PA
-20
-30
Augmentation de
la perméabilité au
calcium
Augmentation de
la perméabilité
au potassium
Potentiel
liminaire (seuil
d’excitation)
-40
-50
-60
Diminution de la
perméabilité au potassium
accompagné d’une entrée
lente de sodium
-70
Dépolarisation
lente, potentiel
de pacemaker
temps ( ms )
Les cellules cardionectrices initient le PA mais n’ont pas la propriété de se contracter.
Les cellules situées dans le nœud sinusal se dépolarisent 90 à 100 fois par minute,
celles du nœud auriculo-ventriculaire environ 60 fois par minute et celles du faisceau
de HIS environ 30 fois par minute. Dans des conditions normales, le nœud sinusal
mène la fréquence de dépolarisation du cœur. Le potentiel de membrane au repos est
de –60mV. Ce potentiel de repos est instable. Il dépend des flux ioniques passifs,
suivant le mouvement de ces ions on se rapproche où on s’éloigne du seuil
d’excitation appelé également potentiel liminaire est de 40mV. Le passage du potentiel
de repos au seuil d’excitation est dû à une dépolarisation lente appelée potentiel de
pacemaker. La dépolarisation lente est due à une diminution de la perméabilité au
potassium accompagnée d’une entrée lente de sodium. Au seuil –40mV, les canaux
calciques voltages dépendants s’ouvrent en laissant entrer le calcium dans le cellule.
Au cour de la phase ascendante le sodium continu à entrer dans la cellule. La phase de
repolarisation est due à une augmentation de la perméabilité au potassium. Retour à la
valeur de repos.
b)Le PA des cellules contractiles :
40
20
Courbes 1
0
-20
-40
Evolution
de la
tension
-60
-80
-100
Le potentiel de repos en membrane est de –90mV. Lorsque le PA en provenance des
cellules nodales arrive aux cellules contractiles, les canaux sodiques de ces cellules
s’ouvrent laissant entrer des ions sodium dans la cellule. Cela correspond à la phase
ascendante du PA appelée dépolarisation. Lorsque la valeur est proche de 0mV, les
canaux calciques s’ouvrent, le calcium s’accumule alors dans la cellule. Le calcium
provient d ‘une part du milieu extra-cellulaire et d’autre part du réticulum. Une
accumulation de calcium dans la cellule correspond à la phase du plateau du PA. La
contraction du myocarde est favorisée par accumulation de calcium. Le calcium se fixe
sur la troponine. Le calcium en se fixant sur cette troponine entraîne le déplacement du
complexe troponine-tropomyosine libérant ainsi le site de fixation d’actine. La
myosine se fixe alors sur l’actine induisant la contraction.
actine
troponine
tropomyosine
myosine
myosine
La phase de repolarisation qui correspond à la phase descendante du PA est due à la
fermeture des canaux calciques et à l’ouverture des canaux potassique. Retour au
potentiel de repos. La période réfractaire absolue correspond à un temps pendant
lequel aucun autre PA ne peut-être créé.
c)Propagation du PA dans le cœur :
Le PA prend naissance dans l’OD au niveau du nœud sinusal. Le PA gagne toute
cellule contractile des oreillettes par l’intermédiaire jonctions ouvertes. Enfin le PA
rejoint le nœud auriculo-ventriculaire. Au niveau de ce nœud, la vitesse du PA est
ralentie. Les oreillettes sont dépolarisées, elles se contractent. Du nœud auriculoventriculaire le PA va aux faisceau de HIS. Le PA gagne ensuite les fibres de Purkinje.
Le PA est transmis à toutes les cellules contractiles des ventricules entraînant leur
dépolarisation puis leur contraction. Le nœud sinusal se dépolarise de 90 à 100 fois par
minutes. La fréquence cardiaque intrinsèque est comprise entre 90 et 100 battements
par minutes.
B)Le contrôle intrinsèque :
Il dépend du SNA ( Système Nerveux Autonome ). Le SNA est divisé en 2 sous
parties : le SNS ( Système Nerveux Sympathique ) et le SNPS ( Système Nerveux
Para-Sympathique ). Ces 2 système régulent la fonction cardiaque.
1)Le SNS :
La commande centrale de la fonction cardiaque est située dans le bulbe rachidien. Le
SNS comporte 2 neurones :
-un neurone court appelé neurone pré ganglionnaire. Le corps cellulaire de ce
1er neurone est situé dans le SNC. Il libère un neurotransmetteur
l’Acétylcholine ( Ach ) qui se fixera sur les récepteurs nicotiniques.
-un neurone appelé post ganglionnaire innerve l’organe cible ( le cœur ). A
l’extrémité de ce 2nd neurone sont libérés des neurotransmetteurs appelés
catécholamines. Il existe 2 types de catécholamines : la noradrénaline et
l’adrénaline. La noradrénaline est plus libérée que l’adrénaline. La
noradrénaline et l’adrénaline sont également des hormones ( protéines circulant
dans le sang et agissant sur des cellules cibles ). En tant qu’hormones la
noradrénaline et l’adrénaline sont libérées par la médullosurrénal. Elle est
stimulée par le SNS. Pour agir, les catécholamines sa fixent sur des récepteurs
spécifiques, les récepteurs alpha adrénergiques et les récepteurs béta. Lorsque
la noradrénaline se fixe sur les récepteurs béta adrénergiques, la fréquence de
dépolarisation des cellules nodales augmente. On augmente le nombre de PA et
donc la fréquence cardiaque.
Le SNS est dit chronotrope positif ( activé il augmente la fréquence cardiaque ). Le
SNS accélère également la vitesse de conduction du PA. Cela s’appelle l’effet
dromotrope positif. Le SNS a peu d’influence sur la fréquence cardiaque au repos.
2)Le SNPS :
C’est le centre de fonction cardiaque et il est situé dans le bulbe rachidien. Ce système
comprend également 2 neurones :
-Un 1er neurone dit long qui libère à son extrémité de l’Ach qui se fixe sur des
récepteurs nicotiniques.
-Le 2nd neurone est situé dans l’organe cible et il est dit court. Il libère
également de l’Ach qui se fixe sur de récepteurs spécifiques, les récepteurs
muscariniques. La liaison de l’Ach sur ces récepteurs diminue la fréquence de
dépolarisation des cellules nodales en ralentissant l’entrée de Na+ dans la
cellule nodale. Le SNPS induit donc une multiplication de la fréquence
cardiaque, il est dit chronotrope négatif. Le SNPS ralentit également le passage
du PA du nœud auriculo-ventriculaire aux faisceaux de HIS. L’action du SNPS
prédomine au repos induisant une diminution de la fréquence cardiaque
intrinsèque. La fréquence cardiaque d’un homme sédentaire se situe entre 70 et
80.
SNS
+
SNPS
Action sur la fréquence de la
dépolarisation
-
Nœud sinusal ( PA )
+
Le PA rejoint les cellules
contractiles des oreillettes
Nœud auriculo-ventriculaire (PA ralentit,
Contraction des oreillettes, passage de
Sang des oreillettes aux ventricules )
PA
+
Faisceau de HIS ( PA rejoint les ventricules )
Puis fibres de Purkinje
Le PA rejoint les cellules
Contractiles des ventricules
Contraction des ventricules puis passage
De sang des ventricules aux artères.