File - L2 Bichat 2012-2013
publicité
Faculté de Médecine Paris Diderot Année 2011 – 2012 L2 – UE13 – Physiologie 2 Déterminants du q débit cardiaque Pr JeanJean-Jacques MERCADIER Activité Musculaire Transport O2 et CO2 V til ti Ventilation Muscle Squelettique Système Circulatoire Poumons QCO2 FC FR QO2 VES VC Débit C di Cardiaque VO2 DAVO2 Ejection Contraction iso--volum. iso Pression PTS Relaxation iso--volum. iso Travail d'Ejection PTD VTS VTD Volume Remplissage Déterminants du Débit cardiaque Qc = FC x VES Ventriculographie Gauche Télé-diastole Télé-systole VTD – VTS = VES Volume d'Ejection Systolique Volume Télédiastolique 70 mL ~ 45 mL/m2 ~ 120 mL ~ 80 mL/m2 Fraction d'Ejection ~ 60% Volume Télésystolique ~ 50 mL ~ 35 mL/m2 Débit Cardiaque Volume d'Ejection Systolique x Fréquence Cardiaque 70 mL x 70 batt/min ~ 5 ± 1 L/min Index de Cardiaque Ca d aque Débit Cardiaque q / Surface Corporelle p 3,3 ± 0,3 L/min/m2 Déterminants de la performance ventriculaire = déterminants du VES Déterminants de la p performance ventriculaire (du volume d’éjection systolique=VES) P t Ch Post-Charge Ao AP OG VG OD VD Contractilité Pré-Charge 3 niveaux à prendre en compte pour apprécier la performance contractile t til du d cœur : - Le myocyte - Le myocarde - Le cœur (= ventricule) Déterminants de la performance contractile du myocyte isolé - Quantité de Ca2+ libéré par le RS - Sensibilité des myofibrilles à ce calcium - Activité ATPasique des myofibrilles/myosine y y Effet de la stimulation sympathique sur les principales protéines du myocyte p y y cardiaque q P P NAD PL SERCA P PKA CaMK AMPc P Ca--calmoduline Kinase Ca P P AC Gαs P Ca-ATPase du sarcolemme = PMCA Cytosol Isoproterenol βAR ATP « Fuite calcique » PKA Calséquestrine Ca-ATPase du RS (SERCA) + Phospholamban (PL) Tubule T P P P P P P P P P P RS Longitudinal P RS Corbulaire RS Jonctionnel Récepteur de la Ryanodine (RyR) Echangeur Na-Ca Na Ca = NCX Canal calcique de type L P TnI P P P P P P P P P P Sarcomère Z P Sarcomère AMPc Déterminants de la performance contractile du myocarde isolé Muscle papillaire isolé 1) Contraction isométrique et relation F Force/Longueur /L 2)) Contraction isotonique q et relation Force/Vitesse Effet de la Précharge Etudié en Isométrie Effet de la longueur initiale du muscle (précharge) : Relation Tension-Longueur (Contractions Isométriques) Tension Isométrique (% de Tmax active) Tension Totale a b c d Tmax 100 Tension Isométrique (% de Tmax active) Tension Totale Tension Passive Tmax100 80 Tension T i Passive Tension Active 80 60 40 60 b c d Tension Active c b d a 20 40 20 a 0 100 0 100 Lmax Longueur du Muscle (% de Lmax) Muscle Squelettique Lmax Longueur du Muscle (% de Lmax) Myocarde Le sarcomère Bande A (anisotrope) Z Z Relation tension-longueur Muscle squelettique 100 Myocarde 80 Tens sion 60 40 20 0 1.8 1 1.5 2.2 2 Lmax 2.5 3 3.5 4 Longueur des sarcomères ((m) m) 2.50 50 2.20-2.25 1µ 1.6 µ 2.05 1.65 Déterminants Dét i t de d l’augmentation l’ t ti de d force f consécutive à l’augmentation de longueur du muscle • Optimisation du degré de recouvrement des filaments fins et épais du sarcomère • Rapprochement des filaments fin et épais • Augmentation de l’affinité de la troponine C pour le l Ca C 2+ • Augmentation g de la quantité q de Ca2+ libérée p par le réticulum sarcoplasmique Modification de la P Postcharge h et de la Contractilité étudié en isotonie Lo Lo butée reglable V max Effet inotrope inotrope+ Effet de la stimulation sympathique sur les principales protéines du myocyte p y y cardiaque q P P NAD PL SERCA P PKA CaMK AMPc P Ca--calmoduline Kinase Ca P P AC Gαs P Ca-ATPase du sarcolemme = PMCA Cytosol Isoproterenol βAR ATP « Fuite calcique » PKA Calséquestrine Ca-ATPase du RS (SERCA) + Phospholamban (PL) Tubule T P P P P P P P P P P RS Longitudinal P RS Corbulaire RS Jonctionnel Récepteur de la Ryanodine (RyR) Echangeur Na-Ca Na Ca = NCX Canal calcique de type L P TnI P P P P P P P P P P Sarcomère Z P Sarcomère AMPc Déterminants de la performance contractile du ventricule (G) Précharge Postcharge Contractilité Précharge du ventricule Transposition de la relation force – longueur initiale ( ff t d’ (effet d’une variation i ti d de précharge) é h ) au niveau i du d cœur entier ti Frank 1895 Transposition de la relation force – longueur au niveau du cœur éjectant Cardiac Output Starling 1912 Right atrial Pressure Courbes de fonction ventriculaire Débit cardiaque ou VES (fréquence constante) P OD VTD VG PTD VG = augmentation de précharge Retour veineux : Les différents secteurs veineux 0 veines cutanées (volume variable avec la veinomotricité)) veines intracraniennes indéformables (volume invariable) 500ml circulation pulmonaire (volume peu variable) veines hépatosplanchniques (volume variable avec la veinomotricité +/-digestion) Volume sanguin Pulmonaire Ao OD VD 1500 ml veines musculaires (volume variable var able en fonction fonct on des contractions contract ons musculaires) muscula res) OG VG Déterminants du retour veineux 1. La pression générée par le VG 2 La dépression intra 2. intra-thoracique thoracique lors de la respiration (diaphragme) 3. La relaxation de l’OD et du VD 4. La contraction musculaire + valvules veineuses Déterminants du retour veineux Dépression Intrathoracique Baroréflexes, Chémoréflexes, Réflexes cardio-pulmonaires cardio-pulmonaires, Réflexes musculaires Diaphragme Veines Splanchniques Ventilation Retour Veineux Muscle Strié Contraction musculaire Veines Cutanées Température locale, Thermorégulation, Réflexes respiratoires respiratoires, Émotion Débit Cardiaque Respiration et retour veineux Dauzat et al. Dauzat et al. Postcharge du ventricule Éjection V ti l i Ventriculaire RVP Diastole Postcharge Contrainte pariétale L id Loi de L Laplace l S h P = F r2 = x F/S h x ( 1/r1 + 1/r2 ) = P r / 2h = P r / h x f( a / b ) r1 P b a Postcharge Contrainte pariétale ( F / S ) Paramètre « régulé » Rôle de la géométrie ventriculaire contrainte Laplace : = P Rôle des propriétés x r/h x f ( a ,b ) du système artériel Notion d’ impédance artérielle Z = f ( R, R L L, C C, fréquence) Aortic Stiffening and Early Wave Reflection Young compliant arteries : Normal PW velocity (8 m/sec) Systole Diastole (1) Ventricular-Vascular coupling (2) coronary blood flow Elderly stiff arteries with ISH : Increased PW velocity (12 m/sec) Systole (1) Ventricular-vascular mismatch (2) The Th reflected fl t d wave increases i or “augments” “ t ” central t l SBP during d i late l t systole: t l • Increases vascular afterload with a propensity to • • • Decreases coronary perfusion pressure Increases myocardial oxygen demand and subendocardial ischemia Increases flow turbulence, endothelial dysfunction and atherogenesis Increases in pulsatile strain and chance of plaque rupture All recognized by a wide brachial artery pulse pressure in the elderly develop LVH GÉOMÉTRIE VENTRICULAIRE ET CONTRAINTE PARIÉTALE = P x r x f( a ,b b) h h Surcharge barométrique P h/r S Surcharge h volumétrique l ét i r h h/r Contractilité du ventricule Un é U état d de lla performance f du ventricule qui ne dépend ni de la précharge nii de d la l postcharge t h Volume d'Ejection Systolique Volume Télédiastolique 70 mL ~ 45 mL/m2 ~ 120 mL ~ 80 mL/m2 Fraction d'Ejection ~ 60% Volume Télésystolique ~ 50 mL ~ 35 mL/m2 Contraction Relaxation Physiologie Distension Artère P Pressions i Ventricule Volume Ventriculaire Bruits du Coeur B4 B2 B1 Clinique Systole B3 Diastole Pression dP/dt Temps Ejection Contraction iso--volum. iso Pression PTS Relaxation iso--volum. iso Travail d'Ejection PTD VTS VTD Volume Remplissage Relation PTS - VTS Pression P max Iso Contractilité II+ Postcharge PTS2 PTS1 Courbe de remplissage = précharge Vd Vo VTS1VTS2 50 VTD1 VTD2 120 Volume Performances cardiaques • Performances P f de d la l pompe cardiaque: di » Le débit : Q = VES x FC • Performances du VG : » VES ett FE , dP/dt, dP/dt pente t de d la l droite d it PTS/VTS… PTS/VTS • Performances du myocarde y = contractilité intrinsèque du muscle » f ([Ca2+]i activateur x caractéristiques des ponts actine-myosine) » à pré pré- et postcharge constante constante, toute augmentation de la contractilité augmente le VES et inversement Courbes de fonction ventriculaire Débit cardiaque ou VES (fréquence constante) * Effet inotrope + * postcharge * Effet inotrope * postcharge P OD VTD VG PTD VG = augmentation de précharge
