Fiche de révision : Fonctionnement et physiologie cardiaque

📋 Plan du Cours

1. Circulation sanguine et besoins cellulaires
2. Anatomie du cœur et des valves
3. Histologie, vascularisation et innervation cardiaques
4. Automaticité et conduction cardiaque
5. Cycle cardiaque et couplage électromécanique
6. Débit cardiaque et ses déterminants

📖 1. Circulation sanguine et besoins cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Système cardio-circulatoire : Le système cardio-circulatoire est un réseau fermé qui transporte le sang vers les tissus puis le ramène au cœur pour soutenir leurs besoins.
• Circulation systémique : La circulation systémique est la grande circulation qui relie le cœur à l’ensemble des organes via le système artériel puis veineux.
• Circulation pulmonaire : La circulation pulmonaire est la petite circulation qui fait passer le sang entre le cœur et les poumons pour les échanges gazeux.
• Sang : Le sang est un liquide spécialisé qui assure le transport des éléments nutritifs, des gaz (O2/CO2), de l’énergie et de l’élimination des déchets.

📝 Points essentiels

• Les cellules nécessitent des apports en nutriments et oxygène, des échanges O2/CO2, une distribution de signaux moléculaires et l’évacuation des déchets.
• Le circuit cardio-circulatoire est décrit comme un circuit fermé à sens unique, avec une irrigation périphérique assurée par le cœur et les vaisseaux.
• Le rôle de la pompe est attribué au cœur, tandis que les vaisseaux constituent le circuit dans lequel circule le sang.
• La distribution des besoins et l’élimination des déchets impliquent des flux de type O2/CO2 et nutriments/déchets à l’échelle cellulaire.

📖 2. Anatomie du cœur et des valves

🔑 Notions clés & Définitions

• Oreillettes : Les oreillettes sont des cavités cardiaques recevant le sang avant son passage vers les ventricules.
• Ventricules : Les ventricules sont des cavités cardiaques qui éjectent le sang vers les gros vaisseaux.
• Orifice mitrale : L’orifice mitrale est l’ouverture entre l’oreillette gauche et le ventricule gauche.
• Valvules ventriculo-artérielles : Les valvules ventriculo-artérielles sont des valves situées entre les ventricules et les artères, dont l’ouverture et la fermeture assurent le sens de l’éjection.
• Valve aortique : La valve aortique est la valvule entre le ventricule gauche et l’aorte.

📝 Points essentiels

• Le cœur est décrit comme un muscle strié, creux et médian, organisé en une “pyramide” postérieure percée de 4 orifices.
• Les 4 valves relient OG→VG, OD→VD, VG→aorte et VD→artère pulmonaire pour imposer la direction du flux.
• Les valves AV (mitrale et tricuspide) diffèrent des ventriculo-artérielles par la présence des cordages et piliers.
• La fonction valvulaire est présentée comme passive, avec des lames fibreuses minces et souples assurant l’étanchéité.
• Lors de la fermeture, les cordages et piliers soutiennent la valve AV afin d’éviter le reflux pendant le cycle.

📖 3. Histologie, vascularisation et innervation cardiaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Cardiomyocytes : Les cardiomyocytes sont des cellules du muscle cardiaque, décrites comme petites cellules mononucléées.
• Tissu conducteur : Le tissu conducteur est un tissu spécialisé, dénué d’activité contractile, responsable de l’initiation et de la propagation des signaux électriques.
• Artères coronaires : Les artères coronaires sont les vaisseaux qui vascularisent le cœur, avec un réseau épicardique puis des ramifications intramyocardiques.
• Remplissage essentiellement diastolique : Le remplissage essentiellement diastolique décrit le fait que l’apport sanguin au myocarde se fait surtout pendant la diastole.

📝 Points essentiels

• Le myocarde présente trois orientations de fibres : longitudinales en spirale vers la pointe, radiales médianes et circonférentielles externes.
• Le cœur reçoit son sang via 3 coronaires : IVA + circonflexe (TC) et CD, avec d’abord un trajet épicardique puis intramyocardique.
• La vascularisation suit un régime particulier : le remplissage coronaire est essentiellement diastolique.
• L’innervation est riche malgré l’automaticité, avec un sympathique présent à tous les étages conductifs et dans tout le myocarde.
• Le parasympathique a des terminaisons surtout sur le tissu conducteur, avec une forte action sur le nœud sinusal.

📖 4. Automaticité et conduction cardiaque

🔑 Notions clés & Définitions

• Nœud sinusal de Keith et Flack : Le nœud sinusal de Keith et Flack est le pace-maker physiologique qui génère une dépolarisation spontanée.
• Nœud AV d’Aschoff et Tawara : Le nœud AV d’Aschoff et Tawara est une étape du tissu conducteur participant à la propagation de l’influx.
• Faisceau de His : Le faisceau de His est une voie conductrice qui transmet l’influx vers la suite du réseau spécialisé.
• Réseau de Purkinje : Le réseau de Purkinje correspond aux cellules conductrices permettant la diffusion rapide de l’influx dans les ventricules.
• Dépolarisation spontanée : La dépolarisation spontanée est l’activité électrique de base du tissu conducteur qui crée une rythmicité.

📝 Points essentiels

• Le cœur est automatique car il possède un tissu spécialisé qui détermine la fréquence cardiaque intrinsèque, sans besoin de nerfs moteurs.
• La dépolarisation spontanée du pace-maker est donnée comme environ 100 bpm, puis l’influx se propage via des potentiels d’action successifs.
• L’ECG de surface peut enregistrer la conduction, utilisé comme moyen d’étude de la propagation électrique cardiaque.
• Le système parasympathique produit une bradycardie, illustrée par une Fc passant de 100/min à 40/min.
• L’augmentation de la kaliémie au-dessus de 7,5 mmol/L peut arrêter le cœur en interrompant l’automaticité cardiaque.

💡 Astuce mémo

Parasympathique = frein vagal (Fc baisse), sympathique = accélérateur (Fc monte).

📖 5. Cycle cardiaque et couplage électromécanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Diastole : La diastole est la phase de relâchement ventriculaire du cycle cardiaque.
• Systole : La systole est la phase de contraction ventriculaire du cycle cardiaque.
• Relaxation isovolumique : La relaxation isovolumique est une phase de la diastole durant laquelle les volumes restent constants et les valves sont fermées.
• Couplage excitation-contraction : Le couplage excitation-contraction est l’ensemble des mécanismes reliant le potentiel d’action à la contraction des myofibrilles.
• Bruits cardiaques : Les bruits cardiaques sont des sons produits par des vibrations liées aux fermetures valvulaires et à la mise en tension des structures associées.

📝 Points essentiels

• Le cycle cardiaque est une succession ordonnée de phénomènes initiés par des événements électriques, avec une diastole (relâchement) et une systole (contraction).
• Chaque phase comporte un temps isovolumique quand les valves sont fermées, et la diastole comprend relaxation puis remplissage (2 temps).
• Le remplissage ventriculaire a une part passive (proto-diastole) puis une part active (télé-diastole).
• Le décalage entre événements électriques et mécaniques est expliqué par le couplage excitation-contraction, où le potentiel d’action augmente le Ca2+ intracellulaire.
• Deux bruits principaux sont donnés : B1 lié à la fermeture de la valve mitrale et B2 à la fermeture des sigmoïdes aortiques.
• La pression aortique n’est pas nulle en diastole car l’aorte emmagasine une partie du volume pendant l’éjection grâce à ses propriétés élastiques.

💡 Astuce mémo

Électricité → Ca2+ → contraction : c’est le pont du couplage excitation-contraction.

📖 6. Débit cardiaque et ses déterminants

🔑 Notions clés & Définitions

• Débit cardiaque : Le débit cardiaque est le volume de sang éjecté par un ventricule par unité de temps pour alimenter les tissus.
• Débit cardiaque (Qc) : Le Qc est le débit cardiaque exprimé en quantité de sang par minute dans la circulation.
• Pré-charge : La pré-charge correspond au retour veineux, associé au degré d’étirement des fibres en fin de diastole.
• Post-charge : La post-charge correspond aux forces opposées à l’éjection ventriculaire.
• Contractilité (inotropisme) : La contractilité, ou inotropisme, désigne la capacité du ventricule à développer une force de contraction.

📝 Points essentiels

• Le débit cardiaque (Qc) est donné comme environ 5 L/min, et son index cardiaque comme environ 3,5 L/min/m2.
• Le Qc s’exprime par Qc = VES × Fc, et aussi par Qc = ΔP/R, ou encore via le principe de Fick Qc = VO2/DAVO2.
• Chez l’homme, le débit est décrit comme ~15 % plus élevé, et debout il est ~25 % plus faible en lien avec le retour veineux.
• Pendant un exercice en fin d’effort, le débit cardiaque peut être multiplié par 10, et au post-prandial il augmente d’environ 30 %.
• La grossesse augmente le débit jusqu’à 30–40 % vers le 6e mois, avec une modification physiologique progressive.
• La loi de Frank-Starling relie pré-charge et éjection : plus le remplissage augmente, plus l’éjection augmente.

📊 Tableaux de synthèse

Expressions du débit cardiaque

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre la diastole et la systole : la diastole correspond au relâchement ventriculaire, alors que la systole correspond à la contraction.
2. Mélanger les deux types de remplissage : le remplissage passif précède le remplissage actif, séparés en proto-diastole puis télé-diastole.
3. Attribuer la bradycardie au sympathique : le cours décrit une bradycardie lors de la stimulation parasympathique.
4. Oublier la valeur de kaliémie critique : au-delà de 7,5 mmol/L, l’automaticité peut être arrêtée.
5. Confondre les valves : la mitrale relie OG à VG, tandis que l’aortique relie VG à l’aorte.
6. Croire que la pression aortique retombe à zéro en diastole alors qu’elle persiste grâce à l’élasticité de la paroi aortique.

✅ Checklist Examen

1. Expliquer comment les besoins cellulaires (nutriments, échanges O2/CO2, signaux, déchets) justifient l’existence d’un transport sanguin.
2. Décrire le rôle du cœur comme pompe et celui des vaisseaux comme circuit fermé contenant le sang.
3. Identifier la différence entre circulation systémique et circulation pulmonaire dans le trajet du sang.
4. Nommer les 4 orifices/valves et leurs relations entre cavités (OG→VG, OD→VD, VG→aorte, VD→artère pulmonaire).
5. Distinguer les valves AV des valves ventriculo-artérielles par la présence des cordages et piliers.
6. Citer les trois orientations de fibres myocardiques et leur organisation générale dans les plans.
7. Donner les 3 artères coronaires nommées et préciser que le remplissage coronaire est surtout diastolique.
8. Décrire le rôle du tissu conducteur et l’absence d’activité contractile de ce tissu.
9. Nommer les éléments du système de conduction (nœud sinusal, nœud AV, faisceau de His, branches et réseau de Purkinje).
10. Relier la stimulation parasympathique à la bradycardie (exemple chiffré) et la stimulation sympathique à la tachycardie (exemple chiffré).
11. Citer l’effet d’une kaliémie > 7,5 mmol/L sur l’automaticité cardiaque.
12. Définir diastole et systole, puis rappeler que chaque phase comporte un temps isovolumique.
13. Décrire les phases de la diastole (relaxation isovolumique puis remplissage passif puis actif).
14. Expliquer le décalage électrique-mécanique par le couplage excitation-contraction et l’augmentation du Ca2+ intracellulaire.