Diapos de Cardio
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05/03/2016 Caractéristiques : - Taille 12 cm de long sur 9 cm de large - Poids 250 – 350 g (0,4 à 0,5% MC) - Fréquence 60 – 80 batt / min (bpm) - Batt. / jour 100 000 - Batt. / vie 3 milliards - Vol. éjection 80 ml / battement - VE / jour I. Anatomie générale du cœur 8000 litres / jour Localisation du cœur chez l’homme Sternum Base Vaisseaux Poumons Cœur Cœur Apex Diaphragme Diaphragme A. Grechez 1 Anatomie interne du cœur 2 Valves cardiaques Valve pulmonaire Valve aortique Oreillette droite Septum inter-atrial Oreillette gauche Valve bicuspide (mitrale) Valve tricuspide Muscle papillaire Ventricule droit Septum interventriculaire Ventricule gauche 3 4 1 05/03/2016 Circulation pulmonaire et circulation systémique La circulation du sang dans le cœur Tête et bras Veine cave supérieure Aorte poumons Tronc pulmonaire Petite circulation (10 à 30 mm Hg) Aorte VCS Sang artériel Veines pulmonaires Veines pulmonaires VCI Artère pulmonaire Cœur Grande circulation (80 à 130 mm Hg) Sang veineux Foie Tube digestif Reins Veine cave inférieure Appareil génito-urinaire Aorte (suite) Coeur droit Jambes Coeur gauche 5 6 La circulation coronaire • Métabolisme aérobie 2/3 acides gras et corps cétoniques 1/3 glucose et lactate • Perfusion diastolique du VG Artériosclérose : dépôt lipidique sur la paroi entraînant une diminution de la circulation sanguine II. Activité électrique 7 8 2 05/03/2016 Potentiels d’action selon les différentes régions du cœur Phases du potentiel d’action myocardique 0 : Na 1 : KTO 2 : Ca + KDR 3 : KDR 4 : KIR + ATPase Na(3)/K(2) + ATPase Ca + Echangeur Na(3)/Ca(1) 9 10 Activité électrique du cœur (de type myogénique) Potentiel d’action du pacemaker Système pacemaker et système de conduction - tissu nodal (nœuds SA et AV) - tissu conducteur (His et Purkinje) Faisceau de Bachmann Branche gauche du faisceau de His Nœud sino-atrial (S-A) Nœud atrio-ventriculaire (A -V) Faisceau de His Réseau de Purkinje Réseau de Purkinje - Nœud SA ou Keith-Flack 11 - Nœud AV ou Aschoff-Tawara stop 12 3 05/03/2016 Blocs Electrocardiogramme (ECG) 1 4 2 3 4 R P T P Q S P : dépol auriculaire PR : propag SA – AV - His (0,12-0,2 s) QRS : dépol ventriculaire (0,06-0,1 s) ST : V complètement dépolarisés QT : ↔ durée moy du PA ventriculaire (~ 0,4 s) T : repol ventricules U : repol Purkinje ? 13 14 Arrangement en spirale des fibres musculaires cardiaques III. Activité musculaire Fibres musculaires 15 16 4 05/03/2016 La paroi du cœur Tissu conjonctif Noyau Espace péricardique Feuillet viscéral (épicarde) cardiomyocytes Morphologie de la fibre musculaire cardiaque Feuillet pariétal Péricarde fibreux Disque intercalaire Cardiomyocytes adjacents Desmosome sarcolemme Endocarde Jonction Gap Intérieur Myocarde Extérieur Péricarde Transmission influx Endocarde : endothélium constitué de tissu conjonctif contenant fibres élastiques, collagène, vaisseaux sanguins et fibres spécialisées Myocarde : muscle, tissu conjonctif, vaisseaux sanguins et fibres nerveuses Sarcomère Péricarde : couche fibreuse Sarcomère = unité de contraction de la fibre musculaire cardiaque Disque Z 18 17 sarcomère Couplage excitation-contraction Disque Z Une myofibrille entourée de mitochondries Sarcomère Bande A Loi de Frank-Starling Bande I V(P)ES Bande I VTD ou retour veineux Z Filament myosine M Zone H Z Filament actine 19 20 5 05/03/2016 Evolution des pressions et des volumes au cours du cycle cardiaque Cycle cardiaque I Contraction isovolumique II a. Ejection rapide b. Ejection réduite III Relaxation isovolumique IV a. Remplissage rapide b. Diastase c. Systole auriculaire a b a b c 21 Volume ventriculaire au cours du cycle cardiaque 22 Le débit cardiaque Dc = Fc x VES ∆V = VES = VTD – VTS Fraction d’éjection = VES / VTD - Nerveuse - Chimique Volume ventriculaire (ml) Volume télédiastolique (VTD) - Retour veineux (précharge) VES ou Dc Loi de Frank-Starling 1) Régulations - Postcharge (Paorte) - Contractilité VTD ou retour veineux 2) Mesure : principe de Fick VO2 = Dc (CaO2 – CvO2) Volume d’éjection systolique (VES) Volume télésystolique (VTS) 0 0,2 0,4 0,6 t (s) CaO2 – CvO2 = différence artério-veineuse en O2 VO2 = VO2 inspiré – VO2 expiré 23 24 6 05/03/2016 Diagramme de travail W (J) = N x m = P (N m-2) x V (m3) V = 100 ml = 10-4 m3 P = 100 mm Hg = 13330 N m-2 W = 13330 x 10-4 = 1,3 J IV. Régulations E(S)DPVR : relations P/V télé(systoliques) diastoliques stop 25 26 Système parasympathique Régulation par le SNA Stimulation du nerf vague Bradycardie Em (mV) Potentiel d’action Stimulation secondes Final : effets chronotrope, dromotrope et inotrope négatifs Potentiel pacemaker Modulation cholinergique de l’excitabilité cardiaque. Potentiel d’action ACh Na+ Na+ R M2 AC ATP K+ ADP 27 K+ + Gk Gi +++ ++++ Na+ AMPc ATP PKA Ca2+ Ca2+ 28 7 05/03/2016 Système (ortho)sympathique Régulation de la fréquence Stimulation des fibres nerveuses sympathiques PA Tachycardie Em (mV) 1. Réflexe barorécepteur secondes Potentiel pacemaker Final : effets chronotrope, dromotrope et inotrope positifs Stimulation Modulation adrénergique de l’excitabilité cardiaque. Ca2+ Na+ NA +++ P AR β1 AC P Ca2+ AMPc ATP Na+ PKAa PKAi ↑ contraction Au niveau des tissus nodal et myocardique 29 30 Régulation de la fréquence Régulation intrinsèque de la contractilité 2. Réflexe chimiorécepteur 1. Frank - Starling Intrinsèque VES ou FE ou PS Extrinsèque 31 NA Témoin Propranolol VTD 32 8 05/03/2016 Régulation intrinsèque de la contractilité Régulation extrinsèque de la contractilité 2. Fréquence 1. Inotropie Positive ; ex. Syst Ortho Négative ; ex. β-bloquants Bocchiardo M et al. Europace 2010;12:702-707 Published on behalf of the European Society of Cardiology. All rights reserved. © The Author 2010. For permissions please email: [email protected]. 34 33 Régulation extrinsèque de la contractilité 2. Hormones - Adrénaline (Médullosurrénales) - Corticostéroïdes (cf. Addison) - T3 (cf. Graves) - Insuline - Glucagon - GH (↑ T4) V. Système vasculaire 35 36 9 05/03/2016 Système artériel et veineux (Campbell, modifié) Artères et pression pulsatile Contraction / éjection Sang venant des veines Carotide Veine jugulaire Aorte VCS Artère sousclavière Poumon Veine humérale Artère humérale Tronc pulmonaire Veines pulmonaires Aorte VCI Rate Foie Rein Veine rénale Artère rénale Vers les capillaires Cœur au repos / remplissage des ventricules Estomac Veine porte hépatique Artérioles Artères PAM = PD + 1/3 (PS – PD) Côlon Artère iliaque Veine iliaque 37 stop 38 Les 3 tuniques d’un vaisseau sanguin Quelques caractéristiques du système vasculaire Adventice Système veineux Système artériel Vaisseau Aorte Nombre Diamètre de la lumière Section (cm2) Longueur (cm) 1 2 cm 3 40 100 1 cm – 1 mm 3–5 5 – 20 40 – 10 Artérioles 4 x 107 20 – 30 µm 125 0,2 10 – 0,1 Capillaires 3-5 x 109 5 – 10 µm 1500 0,1 ≈ 0,1 8 x 107 30 – 50 µm 570 0,2 < 0,3 40 - 2400 1 – 0,6 cm 11 – 30 5 – 20 0,3 – 5 2 1,2 cm 1,2 40 5 - 20 Veinules Veines Veines caves Tunique moyenne (média) Vitesse (cm/s) 40 - 2400 Artères Fibres élastiques Collagène Term. nerveuses Fibres élastiques CML Tunique interne (intima) Tissu conjonctif Cellules endothéliales Vasa vasorum Lame élastique interne Vitesse d’écoulement du sang = Dc / S (avec V (m/s), Dc (m3/s) et S (m2) Lame élastique externe stop 39 40 10 05/03/2016 Résistance vasculaire Structure de la paroi vasculaire (obstacles à l’écoulement dus à la friction entre le sang en mouvement et les parois fixes) Poiseuille : Rh = 8 L η / π r4 (mm Hg / ml / min) L = Longueur du vaisseau η = Viscosité (= 4 pour le sang ; 1,8 pour le plasma) r = Rayon régulation via la compliance (C = V / P) (avec V en ml ; P en mm Hg) régulation active via les CML MAIS : RPT ∝ 1 / A2 x n... 41 42 Régulation intrinsèque de la circulation périphérique Lois fondamentales Myogénique Q = VE x FC (70 ml x 70 bpm = 5 l / min) Vaisseau Endothéliale Pression (mm Hg) Aorte 100 Artères 100 – 40 Artérioles 40 – 30 Capillaires 30 – 12 PA = Q x RPT Veinules 12 – 10 Veines 10 – 5 (R en mm Hg / l / min) Veine cave 2 Métabolique 43 44 11 05/03/2016 Régulation extrinsèque de la circulation périphérique Réflexe barorécepteur (pressogène) Zone dépressogène Vasoconstriction 45 46 Agents contrôlant l’activité des CML Réflexe chimiorécepteur VASODILATATEURS : - NO CONTRACTION - Adrénaline, NA - Acétylcholine (via NO) - Endothélines BASAL : Ca2+ 0,1 µM - Prostacyclines (PGI2) - Thromboxane A2 ↓ Ca2+ - Purines Baisse [O2] - Hypothermie - Facteurs locaux : - Hyperthermie - Facteurs locaux : - NPY - ATP - ANF (facteur atrial natriurétique) - VIP - Angiostensine II - Sérotonine - Sérotonine ~3O s ~16 s ~54 s - Adrénaline, NA - Vasopressine (ADH) ↑ Ca2+ - Kinines plasmatiques (bradykinine) - Histamine VASOCONSTRICTEURS : Augmentation [O2] RELAXATION Baisse [CO2] Baisse [K+] Augmentation [CO2] Leuenberger et al, J Appl Physiol 90: 1516-1522, 2001 47 Augmentation [K+] 48 12 05/03/2016 4 voies de signalisation calcique dans la CML Les CML des vaisseaux sanguins Ca++ stretch 49 50 Mécanisme de la vasoconstriction sympathique Biochimie de la contraction des CML Ca2+ P NA PiP2 PKC PLC AR α1 DAG + IP3 ↑Ca2+ ↑Ca2+ Ca2+ RS ADP contraction Ca2+ ATP 51 stop 52 13 05/03/2016 Mécanismes de relaxation des CML (ex. vasodilatation parasympathique) Mode d’action du NO NO endothélial Ca2+ Ca2+ CCVD (m3 -> Gq) NO ATP GC GMPc ADP 2 H+ MLCKCaM PKG MLCKCaM+P (inactive) R. IP3 Ca2+ CML SERCA ↓Ca2+ libre Vasodilatation Ca2+ GC : guanylate cyclase 53 54 Transfert capillaire - Diamètre : 5-10 µm (taille GR) Les capillaires sanguins - Pas de CML, ni fibre élastique Cellule endothéliale - Paroi : monocouche de cellules endothéliales, épaisseur 1 µm - Présence ± selon activité métabolique Liquide interstitiel (absents dans cartilage, cornée, cristallin, tendons…) Pore Membrane plasmique Pore contenant un milieu aqueux Lit capillaire (10 – 100 capillaires) Plasma Capillaire Sens du sang 1 Artériole O2 / CO2 Protéines plasmatiques Cytoplasme Veine Sphincters précapillaires 3 Glucose O2 CO2 Plasma Liquide interstitiel Veinule Artère Capillaires Sphincters précapillaires ouverts Na+, K+, glucose, acides aminés Eau 4 Glucose + O2 CO2 + H2O + ATP Métartériole Sphincters précapillaires fermés Protéines échangeables (pinocytose) 2 Cellules des divers tissus 55 56 14 05/03/2016 Causes de l’oedème 57 58 Le système lymphatique Le système veineux Faible pression : 15 mm Hg en moyenne Réserve de sang Cœur Intima Rôles : Valve - Récupération de l’excédent de liquide filtré Poumons 10-12 % 8-11% Capillaires 4-5% Média Système veineux 60-70% - Récupération des protéines filtrées Adventice - Transport des graisses absorbées par le tube digestif - Défense de l’organisme - Paroi similaire à celle des artères - Média moins épaisse et contenant moins de CML et plus de fibres élastiques Compliance importante 2-3 l / j - Important diamètre résistance faible 59 60 15 05/03/2016 Pompe auxilliaire Facteurs influençant le retour veineux Mouvements respiratoires Stimulation sympathique → veinoconstr ↑ Débit cardiaque Rétention d’eau et de sels (ADH, Aldo, ANP) ↑ Volume d’éjection Pression VCI : 2 mm Hg OD : 0 mm Hg Passage de liquide interstitiel vers le plasma (Syst Lymph) ↑ Volume télédiastolique Pompe cardiaque Pompe musculaire + valves Valves des grosses veines ↑ Retour veineux Volume sanguin Veinoconstriction sympathique Pompe musculaire Aspiration par le cœur Aspiration due à la ventilation Dépression auriculaire due à la contraction du ventricule 62 61 Exemple de régulation de la PA - 1 Hypovolémie Hémorragie volume sanguin Syst. ortho Dc et PA Réflexe Barorécepteur Fréquence + Contractilité Soif Constriction des veines Débit cardiaque ↓filtraSon ADH Rénine Constriction des artérioles Angiostensine II RPT Retour veineux FS ADH Pression rein A + NA (surrénale) Sympathique RPT P capillaire Absorption Soif Aldostérone Réabsorption Na+ volume sanguin PA (retour à la normale) 63 64 16 05/03/2016 Exemple de régulation de la PA - 2 Activité physique Travail (W) Débit systémique (l/min) Débit cérébral 0 100 200 300 5 9 17 25 0,8 0,8 0,8 0,8 Débit myocarde 0,25 0,35 0,75 1 Débit muscles 1 5 12 22 Débit rein Fréquence cardiaque Pressions artérielles Saturation veineuse en O2 (%) 1,1 0,9 0,6 0,4 70 100 140 190 120/70 140/80 170/90 200/90 75 65 50 40 65 17
