Fiche de révision : Physiologie cardiaque fondamentale

📋 Plan du Cours

1. Physiologie du cœur droit et gauche
2. Automatisme et conduction cardiaques
3. Couplage excitation-contraction
4. Cycle cardiaque et électrocardiogramme
5. Débit cardiaque et facteurs de variation
6. Régulation nerveuse du débit cardiaque

📖 1. Physiologie du cœur droit et gauche

🔑 Notions clés & Définitions

• Cœur droit : Le cœur droit propulse le sang vers les poumons dans un circuit à basse pression.
• Cœur gauche : Le cœur gauche envoie le sang vers l’ensemble de l’organisme dans un circuit à haute pression.
• Circuit basse pression : Le circuit basse pression correspond à l’envoi du sang vers les poumons avec de faibles résistances vasculaires.
• Circuit haute pression : Le circuit haute pression correspond à l’éjection du sang vers l’aorte contre des résistances importantes.

📝 Points essentiels

• Le ventricule gauche éjecte contre une pression d’environ 120 mmHg, tandis que l’artère pulmonaire est autour de 25 à 30 mmHg.
• Le ventricule gauche a une paroi plus épaisse car il doit générer une pression plus élevée.
• Les deux ventricules éjectent le même volume à chaque battement, mais le travail du ventricule gauche est beaucoup plus important.
• La différence de pression explique l’intensité du travail et l’épaisseur des parois ventriculaires.

💡 Astuce mémo

Droit = poumons (basse pression) ; Gauche = organisme (haute pression).

📖 2. Automatisme et conduction cardiaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellules pacemakers : Les cellules pacemakers sont des cellules spécialisées capables de générer spontanément des potentiels d’action.
• Nœud sinusal : Le nœud sinusal est la structure nodale qui impose le rythme normal car ses cellules ont la fréquence la plus élevée.
• Nœud auriculo-ventriculaire : Le nœud auriculo-ventriculaire transmet l’influx électrique avec un ralentissement permettant le remplissage ventriculaire.
• Faisceau de His : Le faisceau de His conduit rapidement l’excitation depuis la voie auriculo-ventriculaire vers les ventricules.
• Réseau de Purkinje : Le réseau de Purkinje diffuse l’excitation dans les ventricules pour une contraction coordonnée.

📝 Points essentiels

• Au repos chez l’adulte, la fréquence cardiaque moyenne est d’environ 70 battements par minute.
• Le cœur continue à battre spontanément et plus rapidement si on l’isole, car l’activité automatique propre n’est alors plus freinée.
• Les cellules pacemakers possèdent une dépolarisation diastolique spontanée due à une entrée lente de Na, une diminution du K puis une entrée de Ca quand le seuil est atteint.
• La propagation suit : nœud sinusal vers oreillettes, puis ralentissement au nœud auriculo-ventriculaire, puis conduction rapide vers ventricules via His et Purkinje.
• Le ralentissement auriculo-ventriculaire permet que les oreillettes se contractent avant les ventricules pour optimiser le remplissage.

💡 Astuce mémo

Sinus impose → AV ralentit → His-Purkinje accélèrent.

📖 3. Couplage excitation-contraction

🔑 Notions clés & Définitions

• Cardiomyocytes : Les cardiomyocytes sont les cellules musculaires cardiaques dont la dépolarisation déclenche la contraction.
• Couplage excitation-contraction : Le couplage excitation-contraction est la transformation de l’excitation électrique en contraction mécanique.
• Plateau du potentiel d’action : Le plateau du potentiel d’action correspond à une phase prolongée liée à une entrée durable de calcium.
• Actine et myosine : L’actine et la myosine sont les protéines contractiles dont l’interaction produit la contraction.

📝 Points essentiels

• La dépolarisation des cardiomyocytes ouvre des canaux calciques membranaires.
• L’augmentation du calcium intracellulaire déclenche l’interaction actine-myiosine.
• Le potentiel d’action cardiaque contient une phase prolongée dite plateau, liée à une entrée durable de Ca.
• La longue période réfractaire empêche un tétanos et impose l’alternance contraction-relâchement, essentielle pour la fonction de pompe.

💡 Astuce mémo

Électrique → Ca2+ → actine-myosi ne → contraction ; le plateau prolonge et empêche le tétanos.

📖 4. Cycle cardiaque et électrocardiogramme

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle cardiaque : Le cycle cardiaque est l’enchaînement d’une systole (contraction) et d’une diastole (relâchement).
• Systole : La systole est la phase de contraction durant laquelle les pressions ventriculaires augmentent et provoquent l’éjection.
• Diastole : La diastole est la phase de relâchement durant laquelle les pressions baissent et permettent le remplissage.
• Électrocardiogramme : L’électrocardiogramme est un enregistrement de l’activité électrique cardiaque à partir d’électrodes cutanées.
• Onde P : L’onde P correspond à la dépolarisation des oreillettes.

📝 Points essentiels

• Le sang se déplace d’une zone de pression plus élevée vers une zone de pression plus faible.
• Volume télédiastolique : environ 120 à 130 mL en fin de remplissage ; volume télésystolique : environ 60 mL en fin de systole.
• Pendant la systole ventriculaire isovolumétrique, les valvules sont fermées, le volume reste constant et la pression augmente avant l’éjection.
• L’onde P dure 0,08 à 0,1 s ; le QRS dure 0,08 à 0,1 s ; l’onde T dure 0,2 à 0,25 s.
• L’intervalle PR (PQ) dure 0,12 à 0,2 s et l’intervalle QT varie avec la fréquence : plus la fréquence augmente, plus le QT raccourcit (QT : 0,35 à 0,44 s).

💡 Astuce mémo

P (oreillettes) → QRS (ventricules) → T (repolarise) ; PR = conduction ; QT = durée électrique ventriculaire.

📖 5. Débit cardiaque et facteurs de variation

🔑 Notions clés & Définitions

• Débit cardiaque : Le débit cardiaque est le volume de sang éjecté par chaque ventricule en une minute.
• Volume d’éjection systolique : Le volume d’éjection systolique est la quantité de sang expulsée par un ventricule à chaque contraction.
• Fréquence cardiaque : La fréquence cardiaque est le nombre de battements par minute.
• Capacité aérobie maximale : La capacité aérobie maximale correspond à la valeur maximale atteinte par l’augmentation progressive du débit lors d’un effort.

📝 Points essentiels

• Le débit cardiaque s’exprime en L/min et suit : $Q = Ves \times Fc$.
• Au repos, le débit cardiaque moyen est d’environ 5 à 6 L/min.
• Lors d’un effort intense, il peut atteindre 20 à 25 L/min.
• L’activité physique augmente le débit de façon progressive jusqu’à la capacité aérobie maximale.
• Pendant le sommeil, le débit cardiaque diminue d’environ 10 % ; en orthostatisme il baisse légèrement par diminution du retour veineux.
• Une température plus élevée augmente le débit (dissipation), tandis que le froid tend à diminuer la fréquence cardiaque.

💡 Astuce mémo

$Q = Ves \times Fc$ : effort ↑O2 → débit ↑ ; sommeil ↓ → débit ↓ (≈10%).

📖 6. Régulation nerveuse du débit cardiaque

🔑 Notions clés & Définitions

• Précharge : La précharge correspond au degré d’étirement des fibres myocardiques en fin de diastole, donc liée au volume télédiastolique.
• Postcharge : La postcharge est la résistance que le ventricule doit vaincre pour éjecter le sang, liée notamment à la pression artérielle et aux résistances vasculaires.
• Contractilité myocardique : La contractilité myocardique est la capacité intrinsèque du muscle cardiaque à générer une force de contraction.
• Loi de Frank-Starling : La loi de Frank-Starling relie l’étirement des fibres myocardiques à la puissance de la contraction dans des limites physiologiques.
• Barorécepteurs : Les barorécepteurs sont des récepteurs qui détectent les variations de pression artérielle au niveau crosse aortique et sinus carotidiens.

📝 Points essentiels

• Le débit est ajusté en modifiant surtout le volume d’éjection systolique et la fréquence cardiaque.
• Une augmentation du retour veineux augmente le volume d’éjection systolique via la loi de Frank-Starling (plus d’étirement dans les limites physiologiques → contraction plus puissante).
• Une augmentation de la postcharge tend à diminuer le volume éjecté et à augmenter le travail cardiaque.
• Le parasympathique (nerf vague) exerce un effet chronotrope négatif : il ralentit la fréquence en augmentant la perméabilité au $K$ et en hyperpolarisant les cellules pacemaker.
• Le sympathique exerce un effet chronotrope positif (dépolarisation facilitée au nœud sinusal) et inotrope positif (augmentation de la contractilité).
• Une hausse de pression artérielle active le parasympathique et inhibe le sympathique (débit ↓), tandis qu’une baisse de pression fait l’inverse (débit ↑) ; les chémorécepteurs ajustent aussi via $pH$, $pCO_2$, $pO_2$.

💡 Astuce mémo

Pression ↑ → vagal ↑ → Fc ↓ ; Pression ↓ → sympathique ↑ → Fc/force ↑.

📊 Tableaux de synthèse

Cœur droit vs cœur gauche

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre le rôle du nœud auriculo-ventriculaire : il ralentit volontairement pour permettre le remplissage, ce n’est pas un simple relais rapide.
2. Inverser les circuits : le cœur droit va vers les poumons (basse pression) et le cœur gauche vers l’organisme (haute pression).
3. Oublier que le plateau du potentiel d’action est lié à une entrée durable de calcium et explique la longue période réfractaire.
4. Se tromper sur le sens de l’ECG : onde P = dépolarisation auriculaire, QRS = dépolarisation ventriculaire, T = repolarisation ventriculaire.
5. Croire que le QT est fixe : il dépend de la fréquence cardiaque et raccourcit quand la fréquence augmente.
6. Confondre les déterminants du volume d’éjection systolique : précharge = étirement fin de diastole, postcharge = résistance à vaincre, contractilité = force indépendante de la précharge via l’influence sympathique.

✅ Checklist Examen

1. Identifier la différence fonctionnelle et hémodynamique entre cœur droit et cœur gauche (pression et circuit).
2. Donner la valeur moyenne de fréquence cardiaque au repos et expliquer l’effet d’un cœur isolé.
3. Décrire le mécanisme de l’automatisme : instabilité du potentiel, dépolarisation diastolique spontanée et rôle Na puis Ca au seuil.
4. Ordonner la conduction de l’influx : nœud sinusal → oreillettes → nœud auriculo-ventriculaire (ralentissement) → faisceau de His → réseau de Purkinje.
5. Expliquer le couplage excitation-contraction : dépolarisation → ouverture canaux Ca → augmentation Ca2+ → interaction actine-my osine.
6. Relier le plateau du potentiel d’action à la longue période réfractaire et à l’alternance contraction-relâchement.
7. Définir le cycle cardiaque (systole puis diastole) et rappeler le principe de déplacement selon le gradient de pression.
8. Connaître les valeurs de volume télédiastolique (~120-130 mL) et télésystolique (~60 mL).
9. Savoir associer ondes ECG et signification : P (oreillettes), QRS (ventricules), T (repolarisation ventriculaire).
10. Donner les durées de P, QRS, T, et les intervalles PR/PQ et QT, en précisant l’effet de la fréquence sur QT.
11. Énoncer la formule du débit cardiaque : $Q = Ves \times Fc$ et les valeurs au repos (5-6 L/min) et à l’effort (20-25 L/min).
12. Lister des facteurs de variation du débit (effort, posture, température, altitude, stress/émotions, sommeil) et leur direction.
13. Expliquer la régulation par précharge/postcharge/contractilité et la loi de Frank-Starling (retour veineux → VES ↑).
14. Décrire les effets chronotropes/inotropes du sympathique et du parasympathique et le rôle des barorécepteurs et chémorécepteurs ($pH$, $pCO_2$, $pO_2$) dans l’ajustement du débit.