Fiche de révision : Activité électrique du cœur

📋 Plan du Cours

1. Cellules myocardiques et potentiel d’action
2. Automatisme et propagation cardiaque
3. Dipôle électrique et ondes ECG
4. Électrodes et dérivations ECG
5. Ondes et ligne isoélectrique
6. Dérivations et exploration cardiaque
7. Enregistrement et paramètres ECG
8. Fréquence et rythme cardiaques
9. Intervalles et activation ventriculaire
10. Axe électrique du QRS

📖 1. Cellules myocardiques et potentiel d’action

★ À maîtriser

📌 Le myocarde comprend environ 98 % de cardiomyocytes contractiles et 2 % de cellules automatiques appartenant au tissu nodal ou cardionecteur.

• Les cellules contractiles ont un potentiel de repos stable d’environ −90 mV et ne se dépolarisent pas spontanément, contrairement aux cellules nodales, dont le potentiel de repos est instable et proche de −60 mV.

📌 Les cardiomyocytes contractiles répondent à un stimulus et se contractent, tandis que les cellules du tissu nodal et conducteur créent ou conduisent l’influx sans avoir pour rôle de se contracter.

📌 Dans les disques intercalaires, les desmosomes assurent l’adhérence mécanique, tandis que les jonctions communicantes ou gap junctions, formées de connexons, permettent le passage des ions et du courant électrique.

• Le potentiel de repos du cardiomyocyte contractile est d’environ −90 mV et résulte principalement de la sortie de K⁺ par les canaux Iₖ₁ ainsi que de l’action de la pompe Na⁺/K⁺-ATPase.

📌 Le potentiel de repos stable caractérise les cellules contractiles, tandis que le potentiel de repos instable caractérise les cellules nodales capables d’automatisme.

• Le potentiel d’action du cardiomyocyte comporte cinq phases :

  • phase 0 sodique
  • phase 1 potassique
  • phase 2 en plateau calcique
  • phase 3 potassique
  • phase 4 de repos

• Dans le cardiomyocyte contractile, l’ouverture rapide des canaux Na⁺ voltage-dépendants provoque la phase 0 et fait passer le potentiel d’environ −90 mV à +20 mV.

📌 Dans les cardiomyocytes contractiles, les courants Na⁺ et Ca²⁺ sont dépolarisants, tandis que les courants K⁺ sont repolarisants.

• L’entrée de Ca²⁺ par les canaux de type L déclenche une libération supplémentaire de Ca²⁺ par le réticulum sarcoplasmique, mécanisme appelé libération de calcium induite par le calcium.

• Le Ca²⁺ cytosolique se fixe à la troponine C, ce qui permet le glissement actine-myosine et le raccourcissement du sarcomère en présence d’ATP.

📌 Pendant la période réfractaire absolue, aucun potentiel d’action ne peut être déclenché quelle que soit l’intensité du stimulus, car les canaux sodiques sont inactivés.

• La période réfractaire du myocarde dure presque aussi longtemps que la contraction mécanique, empêchant la sommation des contractions et le tétanos cardiaque.

Compléments

• Le tissu cardionecteur comprend notamment les nœuds sinusal et atrioventriculaire, le faisceau de His, ses branches et le réseau de Purkinje.

• Le cardiomyocyte comprend notamment : un noyau, un sarcolemme, un cytoplasme rempli de myofibrilles d’actine et de myosine, de nombreuses mitochondries, un réticulum sarcoplasmique, des tubules T

• Les tubules T sont des invaginations du sarcolemme qui conduisent le signal au cœur de la cellule.

💡 Astuce mémo

Repos stable des contractiles, repos instable des cellules automatiques

📖 2. Automatisme et propagation cardiaque

★ À maîtriser

• Le nœud atrioventriculaire se situe au plancher de l’oreillette droite, près du septum interatrial, et constitue le seul point de passage électrique entre oreillettes et ventricules.

📌 Les cellules nodales ont un potentiel de repos instable proche de −60 mV, une phase 4 spontanément dépolarisante et une phase 0 lente calcique, tandis que les cardiomyocytes contractiles ont un repos stable proche de −90 mV, une phase 4 horizontale et une phase 0 rapide sodique.

• Après chaque repolarisation, le potentiel de membrane des cellules automatiques remonte spontanément vers le seuil pendant la phase 4.

• Trois mécanismes contribuent à la dépolarisation diastolique spontanée :

  • l’activation du courant If avec entrée de Na⁺
  • la diminution des courants K⁺ sortants
  • l’entrée de Ca²⁺ par les canaux de type T

📌 La cellule dont la pente de phase 4 est la plus raide atteint son seuil en premier et impose son rythme aux autres cellules automatiques, dont l’activité reste masquée.

• Les fréquences intrinsèques sont :

  • 60 à 100 battements par minute pour le nœud sinusal
  • 40 à 60 pour le nœud atrioventriculaire
  • 20 à 40 pour le réseau de Purkinje et les ventricules

• La stimulation sympathique par noradrénaline ou adrénaline sur les récepteurs β₁ accentue la pente de phase 4, notamment en augmentant l’ouverture des canaux If et Ca²⁺ de type L, et accélère le rythme.

• Le nerf vague et l’acétylcholine activent les récepteurs muscariniques, aplatissent la pente de phase 4 et hyperpolarisent les cellules, ce qui ralentit le rythme.

📌 Le système nerveux autonome module la pente de phase 4, mais ne génère pas le rythme cardiaque.

• Le nœud atrioventriculaire ralentit la conduction de 100 à 120 ms afin de laisser aux oreillettes le temps de se vider dans les ventricules et de protéger ces derniers d’une cadence atriale trop rapide.

Compléments

• Le nœud sinusal se situe dans la partie haute et latérale de l’oreillette droite, à la jonction avec la veine cave supérieure, et mesure environ 20 mm de long sur 4 mm de large.

• Le faisceau de His forme un tronc commun puis se divise en branches droite et gauche, cette dernière comportant deux hémibranches.

• Le réseau de Purkinje est constitué de ramifications sous-endocardiques qui distribuent l’influx à l’ensemble du myocarde ventriculaire.

• Les phases 1 et 2 sont absentes du potentiel d’action des cellules nodales, mais présentes dans celui des cardiomyocytes contractiles.

• Lorsque le seuil est atteint dans une cellule nodale, les canaux Ca²⁺ de type L s’ouvrent et déclenchent un nouveau potentiel d’action sans stimulation extérieure.

• L’ivabradine bloque sélectivement le courant If, aplatit la pente de phase 4 et ralentit la fréquence sinusale sans modifier la contractilité ni la pression artérielle.

💡 Astuce mémo

Sinusal → nœud AV → His → Purkinje

📖 3. Dipôle électrique et ondes ECG

🔑 Notions clés & Définitions

• Front de dépolarisation : La différence de potentiel entre une zone déjà dépolarisée, négative en surface, et une zone encore au repos, positive en surface ; il se comporte comme un dipôle doté d’une grandeur et d’une direction.

★ À maîtriser

• Les électrodes cutanées détectent le déplacement du dipôle électrique, et l’ECG enregistre un changement d’état électrique plutôt qu’un état électrique ou la contraction elle-même.

📌 Un front de dépolarisation qui se dirige vers l’électrode positive d’une dérivation produit une déflexion positive, tandis qu’un front qui s’en éloigne produit une déflexion négative.

• L’amplitude d’une onde ECG dépend de : la masse myocardique activée, l’orientation du dipôle par rapport à l’axe de la dérivation, la distance entre le cœur et l’électrode

📌 La dépolarisation est propagée de cellule en cellule par les jonctions communicantes et progresse des régions sous-endocardiques vers l’épicarde, tandis que la repolarisation est localisée et suit le calendrier propre de chaque cellule.

• Les principales ondes ECG correspondent à :
  • l’onde P : dépolarisation des oreillettes
  • le complexe QRS : dépolarisation des ventricules
  • l’onde T : repolarisation ventriculaire

Compléments

• Une plus grande masse myocardique dépolarisée simultanément produit un dipôle plus puissant ; le QRS est ainsi plus ample que l’onde P, et une hypertrophie augmente le voltage.

📌 Un dipôle aligné avec l’axe d’une dérivation produit une amplitude maximale, tandis qu’un dipôle perpendiculaire produit une amplitude nulle ou isodiphasique.

• Comme les cellules épicardiques ont un potentiel d’action plus court, le front de repolarisation progresse de l’épicarde vers l’endocarde.

• La concordance fréquente de l’onde T avec le QRS s’explique par deux inversions simultanées, celle du sens de propagation et celle de la nature du phénomène, qui se compensent.

• La ligne isoélectrique apparaît quand toutes les cellules sont au même potentiel et qu’aucune différence de potentiel globale n’est détectable ; elle ne signifie pas que les cellules sont inertes.

• Les situations pouvant diminuer l’amplitude du signal comprennent :

  • l’obésité
  • l’emphysème
  • l’épanchement péricardique

💡 Astuce mémo

Le front approche l’électrode positive → déflexion positive

📖 4. Électrodes et dérivations ECG

★ À maîtriser

📌 Une électrode est un capteur métallique appliqué sur la peau qui recueille les variations de potentiel en un point, tandis qu’une dérivation est une mesure de différence de potentiel entre deux électrodes ou entre une électrode et une référence commune.

• Un ECG à douze dérivations est obtenu à l’aide de dix électrodes.

Compléments

• Les douze dérivations enregistrent le même événement électrique selon des angles différents, de sorte qu’une anomalie localisée peut être visible dans certaines dérivations et invisible dans d’autres.

• Les électrodes périphériques sont placées ainsi :

  • bras droit : rouge, R
  • bras gauche : jaune, L
  • jambe gauche : vert, F
  • jambe droite : noir, neutre ou masse

• Les électrodes précordiales V1 à V6 sont les six électrodes placées sur la paroi thoracique.

💡 Astuce mémo

Douze caméras observent le même événement sous des angles différents

📖 5. Ondes et ligne isoélectrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ligne isoélectrique : Apparaît lorsque toutes les cellules sont au même potentiel, qu’aucune différence de potentiel n’est détectable et que le dipôle disparaît.

★ À maîtriser

📌 Sur un ECG, l’onde P correspond à la dépolarisation des oreillettes, le complexe QRS à la dépolarisation des ventricules et l’onde T à leur repolarisation.

• La concordance habituelle de l’onde T avec le QRS s’explique par deux inversions simultanées, celle du sens de propagation et celle de la nature du phénomène, qui s’annulent.

Compléments

• La repolarisation atriale est masquée par le complexe QRS.

📖 6. Dérivations et exploration cardiaque

★ À maîtriser

• Les douze dérivations enregistrent le même événement électrique cardiaque sous des angles différents, si bien qu’une anomalie localisée peut être visible dans certaines dérivations et pas dans d’autres.

• Dix électrodes permettent d’obtenir douze dérivations : quatre électrodes périphériques et six électrodes précordiales V1 à V6.

📌 Les dérivations DI, DII, DIII, aVR, aVL et aVF explorent le plan frontal, tandis que V1 à V6 explorent le plan horizontal.

📐 Formule - La loi d’Einthoven s’écrit $DI = V_L - V_R$, $DII = V_F - V_R$ et $DIII = V_F - V_L$ ; à chaque instant, $DII = DI + DIII$.

• Les dérivations DI, DII et DIII sont bipolaires.

• Les groupes de dérivations précordiales explorent les régions suivantes :

  • V1 et V2 : le septum interventriculaire et les cavités droites
  • V3 et V4 : la région antérieure et l’apex du ventricule gauche
  • V5 et V6 : la paroi latérale du ventricule gauche

Compléments

• Le code couleur des électrodes des membres est le suivant :

  • rouge au bras droit
  • jaune au bras gauche
  • verte à la jambe gauche
  • noire à la jambe droite

• L’électrode noire de la jambe droite ne participe au calcul d’aucune dérivation ; elle sert de référence électrique et réduit les parasites du réseau.

📐 Formule - La borne centrale de Wilson, obtenue en reliant R, L et F par des résistances identiques, a pour potentiel $\frac{V_R + V_L + V_F}{3}$ et sert de référence aux dérivations unipolaires.

📐 Formule - La méthode de Goldberger amplifie de 50 % le signal des dérivations unipolaires en déconnectant l’électrode exploratrice de la borne au moment de la mesure ; par exemple, $aVR = \frac{3}{2}V_R$.

• Les axes de aVR, aVL et aVF sont respectivement −150°, −30° et +90°.

• Les six axes des dérivations frontales passent par le centre du cœur et sont espacés de 30° ; ils servent de repère pour déterminer l’axe électrique du QRS.

• De V1 à V6, l’onde R augmente progressivement et l’onde S diminue ; la zone de transition se situe habituellement en V3-V4.

💡 Astuce mémo

Douze caméras observent le même événement cardiaque sous des angles différents.

📖 7. Enregistrement et paramètres ECG

★ À maîtriser

• V1 se place au quatrième espace intercostal droit, au bord du sternum, et V2 au quatrième espace intercostal gauche, au bord du sternum.

• V4 se place au cinquième espace intercostal gauche, sur la ligne médio-claviculaire.

• V5 se place sur la ligne axillaire antérieure et V6 sur la ligne axillaire moyenne, toutes deux au même niveau horizontal que V4.

• Les paramètres standard d’enregistrement sont une vitesse de 25 mm/s, une calibration de 10 mm/mV et un filtre recommandé à 150 Hz.

📌 Toute modification des paramètres d’enregistrement doit être clairement signalée sur le tracé afin d’éviter une erreur d’interprétation.

• Aux paramètres standards de 25 mm/s et 10 mm/mV, un petit carreau représente 0,04 s horizontalement et 0,1 mV verticalement.

• Aux paramètres standards de 25 mm/s et 10 mm/mV, un grand carreau représente 0,20 s horizontalement et 0,5 mV verticalement.

• Un mauvais contact entre la peau et l’électrode est la première cause d’un ECG ininterprétable.

📌 Devant un tracé inhabituel, il faut d’abord vérifier la technique d’enregistrement avant d’évoquer une pathologie.

Compléments

• V3 se place à mi-distance entre V2 et V4.

• Les dérivations droites V3R et V4R occupent des positions symétriques de V3 et V4 à droite et sont utiles en cas de suspicion d’infarctus du ventricule droit.

• Les dérivations postérieures V7, V8 et V9 se placent respectivement sur la ligne axillaire postérieure, à la pointe de l’omoplate et au bord du rachis, au cinquième espace intercostal, et explorent la paroi postérieure du ventricule gauche.

• Une vitesse de 50 mm/s facilite la mesure des intervalles, tandis qu’une calibration de 5 ou 20 mm/mV peut être utilisée lorsque les complexes sont très amples ou très petits.

• Un filtre réglé trop bas, par exemple à 40 Hz, peut supprimer les parasites mais aussi effacer des informations pertinentes.

• Cinq grands carreaux représentent 25 mm horizontalement, soit une seconde à la vitesse standard de 25 mm/s.

📖 8. Fréquence et rythme cardiaques

★ À maîtriser

• Une fréquence cardiaque inférieure à 50/min correspond à une bradycardie, une fréquence de 60 à 100/min est normale et une fréquence supérieure à 100/min correspond à une tachycardie.

📐 Formule - Pour un rythme régulier, la fréquence cardiaque approximative en battements par minute se calcule par $FC \approx \frac{300}{\text{nombre de grands carreaux entre deux ondes R}}$.

• Pour estimer la fréquence d’un rythme irrégulier, on compte les QRS visibles sur une bande de 10 secondes, généralement en DII, puis on multiplie ce nombre par 6.

• L’onde P sinusale est positive en DI et DII, négative en aVR et positive de V3 à V6.

📌 Un rythme sinusal requiert que chaque onde P soit suivie d’un QRS et que chaque QRS soit précédé d’une onde P ; l’absence de l’un de ces critères oriente notamment vers une fibrillation atriale, un bloc atrioventriculaire avec ondes P bloquées ou un rythme ectopique.

Compléments

• Le comptage des QRS sur 10 secondes suivi d’une multiplication par 6 est applicable aux rythmes réguliers comme irréguliers et constitue la méthode valable en fibrillation atriale.

• Le nœud sinusal siège en haut et en dehors de l’oreillette droite, et le vecteur d’activation atriale se dirige vers le bas et la gauche en s’éloignant d’aVR.

• Les hypothèses devant une onde P négative en DI sont, par ordre de fréquence :

  • l’inversion des électrodes de bras
  • une activité atriale ectopique
  • une dextrocardie

• L’inversion des électrodes des deux bras inverse les ondes P, les QRS et les ondes T dans la seule dérivation DI.

💡 Astuce mémo

Compter les QRS sur 10 secondes, puis multiplier par 6.

📖 9. Intervalles et activation ventriculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Onde Q : La première déflexion négative lorsqu’elle précède toute déflexion positive.
• Onde R : La première déflexion positive, qu’elle soit ou non précédée d’une onde Q.
• Onde S : Toute déflexion négative survenant après une onde R.
• Onde R’ : Une seconde déflexion positive survenant après une onde S.

★ À maîtriser

• L’intervalle PR se mesure du début de l’onde P au début du complexe QRS et comprend la dépolarisation atriale, le retard nodal et la conduction hisienne.

• Chez l’adulte, l’intervalle PR normal dure de 120 à 200 ms, soit environ 3 à 5 petits carreaux.

📌 Un intervalle PR supérieur à 200 ms correspond à un bloc atrioventriculaire du premier degré.

• La durée normale du QRS est inférieure à 80 ms, soit moins de 2,5 petits carreaux.

Compléments

📌 Un intervalle PR inférieur à 120 ms conduit à rechercher une préexcitation ventriculaire.

• Dans un bloc atrioventriculaire du premier degré, la conduction reste en 1 pour 1 : chaque onde P est suivie d’un QRS, mais avec un délai plus long, et ce trouble n’entraîne pas à lui seul de bradycardie.

• Dans le syndrome de Wolff-Parkinson-White, une voie accessoire contourne le nœud AV et la triade ECG comprend un PR court, une onde delta et un QRS élargi.

• Le segment PQ est normalement isoélectrique ; un sous-décalage ou un sus-décalage de PQ doit faire évoquer une péricardite aiguë par inflammation du péricarde atrial.

📌 La nomenclature ECG utilise une majuscule pour une déflexion de grande amplitude et une minuscule pour une déflexion de petite amplitude, comme dans qR, rS, QS ou rsR’.

• Un complexe QS est une déflexion uniquement négative et ne comporte pas d’onde R.

• Un QRS fin traduit une activation ventriculaire rapide empruntant le système de conduction spécialisé.

• Un QRS élargi peut signaler les causes suivantes :

  • un bloc de branche
  • une stimulation ventriculaire par pacemaker
  • une origine ventriculaire du rythme
  • un trouble métabolique

📖 10. Axe électrique du QRS

🔑 Notions clés & Définitions

• Axe électrique du QRS : L’axe de dépolarisation globale des ventricules.

★ À maîtriser

• Pour déterminer l’axe du QRS, on repère d’abord parmi les six dérivations frontales celle où le QRS est nul ou isodiphasique, ce qui indique un axe perpendiculaire à cette dérivation, puis on utilise la dérivation parallèle pour en déterminer le sens : positif si le QRS y est positif, inverse s’il y est négatif.

• L’axe électrique normal du QRS se situe entre −30° et +90°.

• Une déviation axiale gauche est indiquée par DI positif, aVF négatif et DII négatif, correspondant à un axe au-delà de −30°.

📌 Quand DI est positif et aVF négatif, DII permet de trancher : un QRS négatif en DII indique une déviation axiale gauche au-delà de −30°, tandis qu’un QRS positif en DII correspond à un axe normal entre 0° et −30°.

Compléments

• Lorsque l’axe est normal, le QRS est positif en DI et en aVF.

• Une déviation axiale droite est indiquée par DI négatif et aVF positif, correspondant à un axe entre +90° et +180°.

• Une déviation axiale extrême est indiquée par DI négatif et aVF négatif, correspondant à un axe entre −90° et −180°.

• Les dérivations précordiales V1 à V6 ne servent pas à déterminer l’axe électrique du cœur, qui s’évalue avec les dérivations frontales DI, DII, DIII, aVF, aVR et aVL.

💡 Astuce mémo

DI, puis aVF pour le quadrant, puis DII pour trancher.

📊 Tableaux de synthèse

Cellules nodales et contractiles