Fiche de révision : Physiologie cardiaque et hémodynamique

📋 Plan du Cours

1. Fonction et anatomie cardiaques
2. Lois hémodynamiques fondamentales
3. Tissus et vaisseaux sanguins
4. Hémodynamique artérielle
5. Cycle cardiaque
6. Débit et force cardiaques
7. Pression artérielle et régulations
8. Conduction électrique cardiaque
9. Potentiel d’action myocardique
10. Tissu nodal et ECG
11. Irrigation myocardique
12. Métabolisme du myocarde
13. Circulation fœtale
14. Adaptation circulatoire néonatale

📖 1. Fonction et anatomie cardiaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Fonction cardiaque : Consiste à pomper le sang vers les tissus et les organes sous une pression suffisante, en apportant oxygène et nutriments et en évacuant les déchets métaboliques vers les poumons, les reins et le foie.

📝 Points essentiels

📌 Le cœur gauche propulse le sang dans la circulation systémique par l’aorte, tandis que le cœur droit l’envoie vers les poumons par les artères pulmonaires.

• 🔄 Le circuit sanguin suit l’ordre suivant:
  1. Ventricule vers aorte
  2. Aorte vers artères
  3. Artères vers artérioles
  4. Artérioles vers capillaires
  5. Capillaires vers veines
  6. Veines vers oreillette droite puis ventricule droit
  7. Ventricule droit vers artères pulmonaires

📌 Le secteur artériel est résistif, tandis que le secteur veineux est capacitif et contient environ ⅔ du volume sanguin total.

💡 Astuce mémo

Cœur gauche systémique, cœur droit pulmonaire

📖 2. Lois hémodynamiques fondamentales

📝 Points essentiels

📌 Un écoulement laminaire est parallèle et rectiligne dans l’axe du tube, tandis qu’un écoulement turbulent est désorganisé et oscillant.

📐 Formule — Selon l’effet Venturi, le débit vérifie $D = U \times S$, où D est le débit, U la vitesse moyenne d’écoulement et S la section du conduit.

📌 Selon la loi de Poiseuille, une diminution du diamètre vasculaire augmente la résistance selon une puissance quatre ; ainsi, diviser le diamètre par deux multiplie la résistance par 16.

📐 Formule — La loi de Laplace relie la tension pariétale T, la pression transmurale Pt et le rayon r selon $T = Pt \times r$ et $Pt = \frac{T}{r}$.

💡 Astuce mémo

Section diminue → vitesse augmente → résistance augmente

📖 3. Tissus et vaisseaux sanguins

★ À maîtriser

📌 Les grosses artères élastiques emmagasinent l’énergie pendant la systole et la restituent pendant la diastole, tandis que les artérioles musculaires constituent principalement le système résistif et modulent les débits locaux.

• Le système veineux peut emmagasiner de grandes quantités de sang sous faible pression, notamment dans les veines périphériques et splanchniques, et sa quantité de sang est modulable.

📌 Les capillaires continus possèdent des cellules endothéliales jointives, les capillaires fenestrés des ouvertures intracellulaires et les capillaires discontinus de larges passages entre les cellules endothéliales.

Compléments

• L’endothélium sécrète notamment la prostacycline et le NO, qui sont myorelaxants, vasodilatateurs et antiagrégants, ainsi que l’endothéline, qui est vasoconstrictrice.

💡 Astuce mémo

Artères résistives, veines capacitives

📖 4. Hémodynamique artérielle

★ À maîtriser

📐 Formule — La compliance ou distensibilité volumique correspond au rapport $C = \frac{\Delta V}{\Delta P}$.

• L’effet Windkessel transforme l’éjection ventriculaire intermittente en débit artériel continu : l’aorte se distend pendant la systole, stocke de l’énergie, puis se rétracte pendant la diastole et restitue cette énergie.

Compléments

📐 Formule — L’élastance correspond au rapport $E = \frac{\Delta P}{\Delta V}$ et représente la capacité d’un vaisseau à revenir vers son volume initial.

💡 Astuce mémo

Systole distend l’aorte → diastole restitue l’énergie

📖 5. Cycle cardiaque

★ À maîtriser

• 🔄 Les quatre temps du cycle cardiaque sont:
  1. Remplissage ventriculaire
  2. Contraction isovolumétrique
  3. Éjection systolique
  4. Relaxation isovolumétrique

📌 Pendant le remplissage ventriculaire, les valves atrioventriculaires sont ouvertes tandis que les valves aortique et pulmonaire sont fermées.

Compléments

• La pression ventriculaire atteint environ 125 mmHg à gauche et 25–30 mmHg à droite.

💡 Astuce mémo

Remplissage → contraction isovolumétrique → éjection → relaxation

📖 6. Débit et force cardiaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Précharge : Correspond à l’étirement du ventricule en fin de diastole et dépend notamment du remplissage ventriculaire.
• Postcharge : Ensemble des forces qui s’opposent au raccourcissement systolique et à l’ouverture des valves aortique ou pulmonaire.

★ À maîtriser

📐 Formule — Le débit cardiaque vérifie $Qc = VES \times FC$, où VES est le volume d’éjection systolique et FC la fréquence cardiaque.

📌 Selon la loi de Starling, plus le ventricule se remplit, plus les fibres myocardiques se contractent fortement.

Compléments

📐 Formule — La contrainte pariétale liée à la postcharge vérifie $\sigma = \frac{P \times R}{h}$, où P est la pression d’éjection, R le rayon de la cavité et h l’épaisseur de la paroi.

💡 Astuce mémo

VES : précharge, contractilité, postcharge

📖 7. Pression artérielle et régulations

★ À maîtriser

📐 Formule — La pression artérielle vérifie $PA = DC \times RVP$, où RVP représente les résistances vasculaires périphériques.

• 🔄 La réponse cardiovasculaire à l’hémorragie suit cette chaîne:
  1. Diminution de la volémie
  2. Diminution de la pression veineuse centrale
  3. Diminution du débit cardiaque
  4. Activation des barorécepteurs
  5. Activation sympathique
  6. Augmentation de la contractilité et vasoconstriction périphérique

📌 L’adrénaline augmente la contractilité, la fréquence cardiaque et la conduction, tandis que l’acétylcholine diminue la fréquence cardiaque, la conduction auriculo-ventriculaire et la contraction auriculaire.

• Lors d’un exercice dynamique, la vasodilatation musculaire diminue les résistances périphériques, le baroréflexe augmente ensuite la fréquence cardiaque et la pompe veino-musculaire améliore le retour veineux.

Compléments

• Chez l’adulte jeune, la pression artérielle moyenne indiquée est de 110–120 mmHg pour la pression systolique et de 70–85 mmHg pour la pression diastolique.

💡 Astuce mémo

Hypovolémie → baroréflexe → vasoconstriction et soutien du débit

📖 8. Conduction électrique cardiaque

📝 Points essentiels

📌 Les myocytes contractiles assurent le travail mécanique du cœur, tandis que les myocytes automatiques du tissu nodal assurent l’automatisme cardiaque.

• La conduction cardiaque suit le trajet du nœud sinusal vers le nœud auriculo-ventriculaire, puis le faisceau de His, ses branches droite et gauche et le réseau de Purkinje.

📌 La période réfractaire empêche une nouvelle réponse immédiate des cellules myocardiques et limite ainsi le risque de contractions anarchiques pouvant conduire à une fibrillation ventriculaire.

💡 Astuce mémo

Nœud sinusal → nœud AV → faisceau de His → Purkinje

📖 9. Potentiel d’action myocardique

🔑 Notions clés & Définitions

• Période réfractaire : Période pendant laquelle une stimulation ne déclenche pas de réponse cellulaire.

★ À maîtriser

📌 Les myocytes automatiques génèrent spontanément des potentiels d’action, tandis que les myocytes contractiles possèdent un potentiel de repos stable et ne se dépolarisent qu’en réponse à une dépolarisation imposée.

• Dans un myocyte contractile, l’ouverture rapide des canaux Na+ voltage-dépendants provoque la dépolarisation brusque, puis l’ouverture plus progressive et durable des canaux Ca2+ produit le plateau de dépolarisation.

Compléments

📌 La période réfractaire empêche la répétition désordonnée des dépolarisations myocardiques et limite ainsi le risque de fibrillation.

💡 Astuce mémo

Myocyte automatique = dépolarisation spontanée ; myocyte contractile = dépolarisation imposée

📖 10. Tissu nodal et ECG

🔑 Notions clés & Définitions

• Nœud sinusal : Le nœud sinusal, ou sino-atrial, siège dans la paroi de l’oreillette droite près de l’abouchement de la veine cave supérieure et génère spontanément des potentiels d’action à environ 100 par minute.
• Nœud auriculo-ventriculaire : Structure située à la jonction de l’oreillette droite avec le ventricule droit, possédant un automatisme à fréquence inférieure à celle du nœud sinusal.

📝 Points essentiels

• Chez l’adulte au repos, le cœur bat à environ 70 battements par minute.

• 🔄 La conduction cardiaque suit l’ordre suivant:

  1. Nœud auriculo-ventriculaire
  2. Tronc du faisceau de His
  3. Branche droite et branche gauche
  4. Réseau de Purkinje
  5. Cellules myocardiques

📌 Sur l’ECG, l’onde P traduit la dépolarisation atriale, le complexe QRS traduit la dépolarisation ventriculaire et l’onde T traduit la repolarisation ventriculaire.

💡 Astuce mémo

Sinusal → AV → His → branches → Purkinje

📖 11. Irrigation myocardique

📝 Points essentiels

📌 La contraction systolique ventriculaire comprime la circulation coronaire, si bien que la perfusion myocardique se fait surtout pendant la diastole.

• Au repos, le myocarde extrait déjà plus de 60 % de l’oxygène du sang artériel coronaire, de sorte que l’augmentation de l’apport en oxygène à l’effort dépend surtout de l’augmentation du débit coronaire.

• Le débit sanguin coronaire peut être multiplié par 3 ou 4 à l’effort par rapport au repos, ce qui constitue la réserve coronaire.

📌 Une insuffisance d’apport sanguin myocardique par rapport aux besoins provoque une ischémie responsable de symptômes ou de complications, tandis qu’une ischémie profonde et durable détruit les cellules et entraîne une nécrose myocardique.

💡 Astuce mémo

Systole ventriculaire → écrasement coronaire → perfusion surtout diastolique

📖 12. Métabolisme du myocarde

★ À maîtriser

📐 Formule — La dépense énergétique du myocarde vérifie $W = [4m[0m\Delta P \times \Delta V$.

📌 Le métabolisme du myocarde est essentiellement aérobie et utilise principalement les acides gras, le glucose et les lactates.

📐 Formule — La consommation myocardique d’oxygène peut être appréciée par le produit $MVO_2 \propto FC \times PAS$, où FC est la fréquence cardiaque et PAS la pression artérielle systolique.

Compléments

• Au repos, les substrats du myocarde sont constitués d’environ 65 % d’acides gras, 30 % de glucose et 5 % de lactate.

• Lors d’un exercice intense, les substrats utilisés par le myocarde comprennent environ 25 % d’acides gras, 15 % de glucose et 60 % de lactate.

💡 Astuce mémo

Repos : acides gras dominants ; effort intense : lactate fortement augmenté

📖 13. Circulation fœtale

★ À maîtriser

• 🔄 Le sang oxygéné suit le trajet fœtal suivant:
  1. Placenta
  2. Veine ombilicale
  3. Canal d’Arantius et veine cave inférieure
  4. Oreillette droite

📌 Le foramen ovale permet le passage du sang de l’oreillette droite vers l’oreillette gauche, tandis que le canal artériel dérive le sang du tronc pulmonaire vers l’aorte.

• Chez le fœtus, les résistances pulmonaires élevées font passer moins de 10 % du flux dans les artères pulmonaires, tandis qu’environ 90 % rejoint l’aorte par le canal artériel.

Compléments

• Environ deux tiers du sang de l’oreillette droite passent dans le ventricule droit avec une saturation artérielle en oxygène d’environ 55 %, tandis que le tiers restant traverse le foramen ovale vers le cœur gauche avec une saturation d’environ 65 %.

• Chez le fœtus, les artères coronaires reçoivent environ 2 % du débit cardiaque total et les artères carotides environ 20 %, tandis que l’aorte descendante reçoit environ 70 % du débit cardiaque global.

💡 Astuce mémo

Placenta → veine ombilicale → cœur droit → shunts → circulation systémique

📖 14. Adaptation circulatoire néonatale

★ À maîtriser

📌 Avant la naissance, le placenta assure les échanges gazeux à la place des poumons et les deux shunts fœtaux contournent les poumons, tandis qu’après la naissance la mise en fonction des poumons transforme progressivement la circulation en circulation adulte.

• Chez le nouveau-né, le débit cardiaque dépend pratiquement uniquement de la fréquence cardiaque.

Compléments

📌 Tant que les résistances pulmonaires restent élevées, le volume télédiastolique du ventricule gauche du nouveau-né peut doubler sans provoquer d’œdème aigu du poumon.

📌 Chez le nouveau-né, la précharge doit être adaptée par le remplissage ou les diurétiques, car le ventricule gauche est très sensible aux élévations de la pression aortique.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des secteurs vasculaires

Correspondance ECG