Fiche de révision : Électrophysiologie et innervation cardiaques

📋 Plan du Cours

1. Activité électrique et système de conduction
2. Électrogénèse et potentiel membranaire
3. Phases du potentiel d’action cardiaque
4. Courants de repos et automatisme
5. Propagation et couplage électrique
6. Couplage excitation-contraction
7. Relaxation et recapture du calcium
8. Régulation nerveuse du cœur

📖 1. Activité électrique et système de conduction

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel d’action : Activité électrique d’une cellule, correspondant à une variation de son potentiel de membrane.

★ À maîtriser

• L’électrocardiogramme de surface reflète la somme des activités électriques des cellules cardiaques.

• L’onde P correspond à la dépolarisation des oreillettes, le complexe QRS à celle des ventricules et l’onde T à la repolarisation des ventricules.

• 🔄 L’activité électrique cardiaque suit ce trajet :

  1. Naissance au nœud sinusal
  2. Dépolarisation du massif auriculaire
  3. Passage par le nœud auriculo-ventriculaire et le faisceau de His
  4. Propagation par les branches du faisceau de His et le système His-Purkinje au myocarde ventriculaire

Compléments

• Le myocyte cardiaque représente 40 à 50 % de la masse du cœur et constitue l’acteur cellulaire de l’activité électrique et contractile élémentaire.

💡 Astuce mémo

Sinus → oreillettes → nœud AV et faisceau de His → réseau His-Purkinje → ventricules

📖 2. Électrogénèse et potentiel membranaire

★ À maîtriser

• La membrane plasmique agit comme un condensateur en accumulant des charges électriques sur ses faces interne et externe, ce qui crée un potentiel de membrane.

• Le milieu intracellulaire est riche en K+ et en protéines négatives non diffusibles, tandis que le milieu extracellulaire est riche en Na+ et en Cl−.

Compléments

📐 Formule - La loi d’Ohm appliquée au courant ionique s’écrit $I = gU$, où g est la conductance et U la différence de potentiel.

• Le potentiel d’équilibre du K+ est proche de −100 mV dans l’exemple présenté, et la perméabilité membranaire au K+ permet à cet ion de diffuser selon son gradient de concentration.

📌 Un courant sortant correspond à une sortie de charges positives ou à une entrée de charges négatives, tandis qu’un courant entrant correspond à une entrée de charges positives ou à une sortie de charges négatives.

📖 3. Phases du potentiel d’action cardiaque

★ À maîtriser

• Le potentiel d’action ventriculaire comprend cinq phases :

  • Phase 0 : dépolarisation rapide
  • Phase 1 : repolarisation transitoire
  • Phase 2 : plateau
  • Phase 3 : repolarisation rapide
  • Phase 4 : repos diastolique

• La phase 0 des myocytes cardiaques est déclenchée par une entrée massive de Na+ à travers des canaux dépendants du potentiel.

📌 Pendant la période réfractaire effective, la cellule ne peut pas être excitée, tandis que pendant la période réfractaire relative, une stimulation supérieure au seuil peut encore l’exciter.

Compléments

• La phase 2 du potentiel d’action cardiaque dure environ 100 ms.

• Les courants entrants de Na+ et de Ca2+ sont dépolarisants, tandis que les courants sortants de K+ sont repolarisants.

📌 Au repos, un canal dépendant du potentiel a sa porte d’activation fermée et sa porte d’inactivation ouverte ; lors de son activation, les deux portes sont ouvertes, puis l’inactivation ferme la porte d’inactivation.

💡 Astuce mémo

0 dépolarise, 1 repolarise brièvement, 2 maintient le plateau, 3 repolarise, 4 correspond au repos

📖 4. Courants de repos et automatisme

★ À maîtriser

• Le courant IK1 est un courant potassique de base à rectification entrante qui contribue au maintien du potentiel de repos proche de −90 mV.

• La pompe Na-K-ATPase utilise de l’ATP pour faire sortir le Na+ et faire entrer le K+, restaurant ainsi les gradients ioniques et contribuant au maintien du potentiel de repos.

• Les cellules du nœud sinusal sont polarisées autour de −60 mV et présentent une dépolarisation spontanée durant la phase 4.

• Le courant If, porté par les canaux HCN, est un courant entrant de charges positives qui contribue à la dépolarisation diastolique spontanée des cellules du nœud sinusal.

Compléments

• Les courants de fond K2P participent au maintien du potentiel de repos des myocytes cardiaques.

• Le procoralan bloque le courant If et ralentit le cœur en diminuant la pente de dépolarisation diastolique.

💡 Astuce mémo

Le courant If entrant dépolarise spontanément les cellules sinusales → le cœur bat automatiquement

📖 5. Propagation et couplage électrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Jonction GAP : Canal communicant formé par l’assemblage de deux hémi-canaux, un apporté par chaque cellule, qui permet le passage d’ions entre cellules.

★ À maîtriser

• La propagation anisotrope correspond à une propagation du courant plus efficace dans le sens longitudinal des myocytes que dans le sens transversal.

• La durée du potentiel d’action est plus longue dans les cellules endocardiques que dans les cellules épicardiques, ce qui prolonge leur période réfractaire et limite la réactivation rétrograde.

Compléments

• Les jonctions GAP sont constituées de connexines, et la connexine 43 est la plus fréquente dans le cœur.

• Les desmosomes assurent l’adhérence entre les cellules cardiaques, tandis que les jonctions communicantes permettent la transmission du courant électrique entre elles.

💡 Astuce mémo

Imaginez le courant avançant plus facilement de cellule en cellule par leurs extrémités reliées par les jonctions GAP

📖 6. Couplage excitation-contraction

🔑 Notions clés & Définitions

• Couplage excitation-contraction : Mécanisme par lequel l’activation électrique déclenche une augmentation du calcium intracellulaire nécessaire au raccourcissement des sarcomères.

★ À maîtriser

• La dépolarisation ouvre les canaux calciques de type L, l’entrée de Ca2+ active les récepteurs à la ryanodine RyR2, puis la libération de Ca2+ du réticulum sarcoplasmique augmente le calcium cytosolique.

• Le Ca2+ se fixe aux troponines, libère l’interaction entre l’actine et les têtes de myosine et permet la contraction des sarcomères.

Compléments

• Les tubules T sont des invaginations de la membrane plasmique qui portent des canaux calciques et sont au contact des citernes terminales du réticulum sarcoplasmique dans la diade.

• La protéine FKBP12.6 synchronise les récepteurs RyR2 et les maintient fermés en diastole ; une mutation de FKBP12.6 peut provoquer une fuite de calcium hors de la systole.

💡 Astuce mémo

PA → entrée de Ca2+ par les canaux L → ouverture des RyR2 → libération massive de Ca2+ → contraction

📖 7. Relaxation et recapture du calcium

★ À maîtriser

• La pompe SERCA2 consomme de l’ATP pour faire rentrer le Ca2+ dans le réticulum sarcoplasmique et assure 70 à 80 % de sa recapture.

• L’échangeur Na+/Ca2+ fait sortir un ion Ca2+ contre l’entrée de trois ions Na+, sans consommer directement d’énergie, et prend en charge environ 20 % du calcium à éliminer du cytosol.

Compléments

• L’échangeur Na+/Ca2+ est électrogène, car il fait sortir une charge positive avec le Ca2+ pour faire entrer trois charges positives avec le Na+.

• Environ 10 % du calcium restant entre dans la mitochondrie.

📖 8. Régulation nerveuse du cœur

★ À maîtriser

📌 Les neurones préganglionnaires sympathique et parasympathique libèrent de l’acétylcholine sur des récepteurs nicotiniques des neurones postganglionnaires.

📌 Au niveau de l’organe, le système sympathique agit par la noradrénaline ou l’adrénaline sur des récepteurs adrénergiques, tandis que le parasympathique agit par l’acétylcholine sur des récepteurs muscariniques.

• La stimulation sympathique active les récepteurs bêta-adrénergiques couplés à Gs, stimule l’adénylate cyclase, augmente l’AMPc et active la PKA, qui phosphoryle notamment les canaux calciques de type L et les RyR.

• La stimulation parasympathique active les récepteurs muscariniques couplés à Gi et inhibe l’adénylate cyclase.

Compléments

• La stimulation sympathique augmente l’AMPc dans les cellules du nœud sinusal, ouvre davantage les canaux If et accélère la dépolarisation diastolique et la fréquence cardiaque.

• La phosphorylation du phospholamban par la PKA lève son inhibition sur SERCA et favorise la recapture du calcium dans le réticulum sarcoplasmique.

💡 Astuce mémo

Sympathique : Gs stimule l’AMPc ; parasympathique : Gi inhibe l’adénylate cyclase