Fiche de révision : Physiologie cardiaque

📋 Plan du Cours

1. Repères historiques et fonctions cardiaques
2. Anatomie macroscopique du cœur
3. Valvules et circulation cardiaque
4. Paroi et couches cardiaques
5. Cardiomyocytes et disques intercalaires
6. Syncytium et loi du tout ou rien
7. Système électrique cardiaque
8. Potentiels d’action cardiaques
9. Périodes réfractaires et rythmes
10. Électrocardiogramme et axe cardiaque
11. Couplage excitation-contraction
12. Révolution cardiaque et pompe
13. Régulation nerveuse du cœur

📖 1. Repères historiques et fonctions cardiaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Cœur : Pompe centrale du système cardiovasculaire qui régule le sang dans la circulation systémique et la circulation pulmonaire.

★ À maîtriser

• Les fonctions majeures du muscle cardiaque sont: automatisme, excitabilité, contractilité, régulation par les systèmes sympathique et parasympathique

Compléments

• Les principaux repères historiques sont:

  • papyrus Ebers : description des battements cardiaques
  • 1512 : Léonard de Vinci décrit les quatre cavités et le faisceau interventriculaire
  • 1881 : Sydney Ringer met en évidence le rôle de Na+, K+ et Ca2+
  • 1949 : Weidman S. et Coraboeuf E. enregistrent pour la première fois un potentiel d’action cardiaque

• Le cœur est une glande endocrine qui produit notamment l’ANP, le BNP et l’endothéline.

💡 Astuce mémo

Ebers → Vinci → Ringer → Weidman-Coraboeuf

📖 2. Anatomie macroscopique du cœur

★ À maîtriser

• Le cœur humain pèse environ 300 g et possède quatre cavités : deux oreillettes et deux ventricules.

📌 Le cœur droit assure la circulation pulmonaire, tandis que le cœur gauche assure la circulation systémique.

📌 Une occlusion d’une artère coronaire diminue l’irrigation du muscle cardiaque et peut provoquer un infarctus du myocarde.

Compléments

• Les artères coronaires assurent la circulation sanguine propre du cœur.

💡 Astuce mémo

Cœur droit = poumons ; cœur gauche = organisme

📖 3. Valvules et circulation cardiaque

🔑 Notions clés & Définitions

• Valvules cardiaques : Clapets fibreux qui s’ouvrent ou se ferment passivement selon les différences de pression et empêchent les reflux sanguins.

★ À maîtriser

• Les quatre valvules cardiaques sont:

  • tricuspide
  • mitrale
  • valvule pulmonaire
  • valvule aortique

• 🔄 Le trajet du sang dans la circulation pulmonaire est: veines caves vers l’oreillette droite, oreillette droite vers ventricule droit par la tricuspide, ventricule droit vers les poumons par les artères pulmonaires

• 🔄 Le trajet du sang dans la circulation systémique est: veines pulmonaires vers l’oreillette gauche, oreillette gauche vers ventricule gauche par la mitrale, ventricule gauche vers l’organisme par l’aorte

Compléments

📌 La valvule mitrale possède deux cuspides, tandis que les trois autres valvules possèdent trois cuspides.

💡 Astuce mémo

Veines caves → cœur droit → poumons → cœur gauche → aorte

📖 4. Paroi et couches cardiaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Myocarde : Couche fonctionnelle du cœur formée de cardiomyocytes responsables de la contraction.

★ À maîtriser

📌 La paroi du ventricule gauche est plus épaisse que celle du ventricule droit car il doit produire une pression plus élevée pour assurer la circulation systémique.

Compléments

• L’épicarde est un tissu conjonctif de protection et constitue un prolongement du péricarde.

• L’endocarde est formé d’une monocouche de cellules endothéliales en contact avec le sang, qui limite les forces de frottement et peut synthétiser l’endothéline 1.

📖 5. Cardiomyocytes et disques intercalaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Disques intercalaires : Stries scalariformes qui séparent les cardiomyocytes et assurent leur adhésion ainsi que leur communication électrique.

★ À maîtriser

• Les cardiomyocytes ne se multiplient plus après la naissance, de sorte qu’une lésion myocardique n’est pas compensée par un renouvellement cellulaire normal.

• Les jonctions GAP permettent le passage direct d’ions entre cardiomyocytes et sont constituées de deux connexons, chacun formé de six connexines.

Compléments

• Les cardiomyocytes sont des cellules alignées en parallèle, de forme rectangulaire ou en Y, mesurant environ 150 µm de long et 50 µm de large.

• Les cardiomyocytes contiennent des tubules T, un réticulum sarcoplasmique stockant le calcium, des myofibrilles formées d’actine et de myosine, et des sarcomères délimités par deux lignes Z.

💡 Astuce mémo

Des cardiomyocytes alignés comme des marches d’escalier, reliés par des ponts ioniques

📖 6. Syncytium et loi du tout ou rien

🔑 Notions clés & Définitions

• Syncytium fonctionnel : Ensemble de cellules non fusionnées qui se comportent comme une unité grâce au passage d’ions par les jonctions GAP.

★ À maîtriser

📌 Le muscle cardiaque suit la loi du tout ou rien : une stimulation infraliminaire ne provoque aucune réponse, tandis qu’une stimulation liminaire ou supraliminaire déclenche une contraction complète du tissu.

Compléments

• Les principales connexines selon le tissu sont:

  • Cx43 : myocarde
  • Cx45 : tissu automatique
  • Cx40 : faisceau de His

• La conductance entre les cellules cardiaques vaut 89 pS et permet leur couplage électrique direct.

💡 Astuce mémo

Cœur : syncytium fonctionnel ; muscle squelettique : réponses graduées

📖 7. Système électrique cardiaque

🔑 Notions clés & Définitions

• Nœud sinusal : Keith et Flack — Foyer d’automatisme primaire qui génère l’influx cardiaque.

★ À maîtriser

• 🔄 La voie normale de conduction est:

  1. nœud sinusal
  2. nœud atrioventriculaire
  3. faisceau de His et ses deux branches
  4. réseau de Purkinje

• Le nœud sinusal est situé dans l’oreillette droite près de la crista terminalis et génère environ 70 à 80 impulsions par minute.

Compléments

• Les cellules de Purkinje possèdent de nombreuses jonctions GAP Cx40 et transmettent l’influx à une vitesse de 2 à 4 m/s.

💡 Astuce mémo

Nœud sinusal → nœud atrioventriculaire → faisceau de His → Purkinje

📖 8. Potentiels d’action cardiaques

★ À maîtriser

• 🔄 Les phases du potentiel d’action sinusal sont: dépolarisation diastolique lente de -65 mV vers -40 mV, dépolarisation par les canaux calciques lents, repolarisation par les canaux potassiques

• Les canaux HCN4 laissent entrer un flux mixte de Na+ et K+ appelé courant Ih, responsable de la dépolarisation diastolique progressive des cellules pacemaker.

📌 Les cellules auriculaires ont un potentiel de repos stable proche de -80 mV et une dépolarisation rapide liée aux canaux sodiques, tandis que les cellules sinusales n’ont pas de potentiel de repos stable ni de canaux sodiques fonctionnels.

Compléments

• L’ivabradine bloque les canaux H, tandis que la cilnidipine antagonise les canaux calciques.

💡 Astuce mémo

Dépolarisation diastolique → dépolarisation → repolarisation

📖 9. Périodes réfractaires et rythmes

🔑 Notions clés & Définitions

• Nœud atrioventriculaire : Tawara — Pacemaker secondaire situé dans la cloison interauriculaire qui ralentit la conduction entre les oreillettes et les ventricules.

★ À maîtriser

• Le ralentissement de la conduction dans le nœud atrioventriculaire permet aux oreillettes de se contracter avant les ventricules.

• Le potentiel d’action des cellules ventriculaires dure environ 250 ms et comprend une phase de plateau calcique prolongée.

📌 Le rythme sinusal est de 60 à 80 par minute, le rythme jonctionnel de 40 à 60 par minute et le rythme ventriculaire de 20 à 30 par minute.

Compléments

📌 La période réfractaire absolue du myocarde correspond à environ les trois quarts de la durée totale du potentiel d’action ventriculaire.

💡 Astuce mémo

PRA longue → pas de fusion des contractions → cœur non tétanisable

📖 10. Électrocardiogramme et axe cardiaque

🔑 Notions clés & Définitions

• Électrocardiogramme : Technique non invasive qui mesure à la surface du corps les différences de potentiel produites par l’activité électrique cardiaque.

★ À maîtriser

• Les principaux éléments du tracé ECG correspondent à:

  • onde P : dépolarisation des oreillettes
  • complexe QRS : dépolarisation des ventricules
  • onde T : repolarisation des ventricules

• L’intervalle PR renseigne sur la propagation du signal entre les oreillettes et les ventricules, tandis que l’intervalle QT regroupe la dépolarisation et la repolarisation ventriculaires.

• L’ECG permet d’évaluer la forme des ondes, la fréquence cardiaque et le vecteur moyen de propagation de l’activité électrique cardiaque.

Compléments

• La repolarisation des oreillettes n’est pas visible sur l’ECG car elle est masquée par la dépolarisation des ventricules.

💡 Astuce mémo

P → QRS → T

📖 11. Couplage excitation-contraction

🔑 Notions clés & Définitions

• CICR : Libération de calcium du réticulum sarcoplasmique déclenchée par l’entrée initiale de calcium dans la cellule.

★ À maîtriser

• Lors du couplage excitation-contraction, le potentiel d’action dépolarise le sarcolemme, ouvre les canaux calciques, augmente le calcium intracellulaire et active les myofilaments.

• La relaxation repose sur la diminution du calcium cytoplasmique grâce à la PMCA, à la SERCA, au NCX et au stockage mitochondrial.

Compléments

• La concentration extracellulaire de Ca2+ est d’environ 1,8 × 10^-3 M, tandis que sa concentration intracellulaire est d’environ 10^-7 M.

• Le récepteur à la ryanodine libère le calcium du réticulum sarcoplasmique, la caféine stimule cette libération et les ions cobalt la bloquent partiellement.

💡 Astuce mémo

Potentiel d’action → entrée de Ca2+ → libération de Ca2+ → contraction

📖 12. Révolution cardiaque et pompe

🔑 Notions clés & Définitions

• Révolution cardiaque : Cycle complet de contraction et de relaxation comprenant la systole auriculaire, la diastole auriculaire, la systole ventriculaire et la diastole ventriculaire.

★ À maîtriser

• Dans le ventricule gauche, la systole ventriculaire commence par une contraction isovolumétrique, puis devient anisovolumétrique lorsque la pression ouvre la valvule aortique.

• Dans le ventricule gauche, la pression est d’environ 5 mmHg en diastole, atteint 80 mmHg pour ouvrir la valvule aortique et culmine à 120 mmHg pendant la systole.

• Le volume ventriculaire gauche passe d’environ 70 mL en fin de diastole à 130 mL après la systole auriculaire, puis environ 70 mL de sang sont éjectés pendant la systole ventriculaire.

Compléments

• Les deux bruits cardiaques principaux correspondent à la fermeture des valvules auriculoventriculaires puis à la fermeture des valvules aortique et pulmonaire.

💡 Astuce mémo

Systole auriculaire → diastole auriculaire → systole ventriculaire → diastole ventriculaire

📖 13. Régulation nerveuse du cœur

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe de Bainbridge : Réflexe qui augmente l’activité cardiaque lorsque le volume sanguin augmente et stimule les volorécepteurs de l’oreillette droite.

📝 Points essentiels

📌 Le système sympathique active le cœur, tandis que le système parasympathique, principalement par le nerf vague, le ralentit au repos.

• L’arc réflexe cardiovasculaire comprend la détection d’un stimulus par des récepteurs, la transmission aux centres intégrateurs et l’envoi d’une réponse motrice au cœur.

• Les barorécepteurs détectent la pression sanguine dans la crosse aortique et les carotides, tandis que les chimiorécepteurs détectent les variations de pO2, de pCO2 et de pH dans les sinus carotidiens.

📌 Une diminution de la pO2, une augmentation de la pCO2 ou une diminution du pH active le centre vasomoteur bulbaire et la réponse sympathique afin d’augmenter l’activité cardiaque.

📌 Le sympathique produit des effets chronotrope, dromotrope et inotrope positifs, tandis que le parasympathique produit ces trois effets négativement.

• Le parasympathique utilise l’acétylcholine sur des récepteurs muscariniques, tandis que le sympathique utilise l’adrénaline ou la noradrénaline sur des récepteurs β1.

💡 Astuce mémo

Sympathique = accélérateur ; parasympathique = frein

📊 Tableaux de synthèse

Voies de conduction et rythmes cardiaques

Effets du système nerveux autonome