Fiche de révision : Physiologie et anatomie cardiaques

📋 Plan du Cours

1. Anatomie générale et position du cœur
2. Faces, rapports et squelette cardiaques
3. Mécanique de la contraction cardiaque
4. Régimes de pression et shunts
5. Auscultation et imagerie cardiaques
6. Tamponnade et états de choc
7. Débit cardiaque et adaptation
8. Repères radiographiques du cœur
9. Système cardioconducteur
10. Électrocardiogramme et blocs AV
11. Tuniques de la paroi cardiaque
12. Oreillettes et circulation fœtale
13. Ventricule droit et valves AV
14. Cœur gauche et valve mitrale
15. Valve aortique

📖 1. Anatomie générale et position du cœur

★ À maîtriser

• Le cœur est un muscle creux automatique composé de quatre cavités, deux oreillettes et deux ventricules, et organisé par son système de conduction électrique propre.

• La fréquence cardiaque normale de l’Homme est de 60 à 80 bpm.

📌 Le cœur gauche fonctionne à haute pression et possède une paroi ventriculaire plus épaisse, tandis que le cœur droit fonctionne à basse pression et possède une paroi plus mince.

• Le cœur se situe dans :

  • la partie inférieure du médiastin moyen

  • au-dessus du diaphragme

  • derrière le sternum

  • légèrement à gauche de la ligne médiane

  • entre les **cinquième

  • huitième vertèbres thoraciques**

• Les cavités droites du cœur sont principalement antérieures et les cavités gauches principalement postérieures, avec une petite portion du ventricule gauche située en avant.

Compléments

• Le cœur pèse environ 250 à 300 grammes et effectue environ trois milliards de battements au cours d’une vie.

• Lors d’un traumatisme pénétrant antérieur du thorax, le ventricule droit est la cavité cardiaque la plus exposée car il est le plus antérieur.

💡 Astuce mémo

Cœur droit devant, cœur gauche derrière

📖 2. Faces, rapports et squelette cardiaques

★ À maîtriser

• L’apex du cœur est la pointe du ventricule gauche, située au niveau du sixième espace intercostal gauche sur la ligne médio-claviculaire.

• Les quatre anneaux valvulaires sont :
  • l’anneau mitral entre l’oreillette et le ventricule gauches
  • l’anneau tricuspide entre l’oreillette et le ventricule droits
  • l’anneau aortique entre le ventricule gauche et l’aorte
  • l’anneau pulmonaire entre le ventricule droit et l’artère pulmonaire

Compléments

• Le cœur a globalement la forme d’une pyramide à trois faces, une base et un sommet, orientée en avant et vers la gauche, et mesure environ 12 cm de grand axe pour un diamètre maximal d’environ 10 cm.

• Les sillons cardiaques comprennent les sillons atrioventriculaires droit et gauche, le sillon interatrial et le sillon interventriculaire, qui séparent les cavités et accueillent notamment les artères coronaires dans les sillons atrioventriculaires.

• La face sterno-costale est principalement occupée par le ventricule droit et comprend aussi l’oreillette droite, son auricule, l’aorte, l’artère pulmonaire et une petite portion antérieure du ventricule gauche.

• La face postérieure du cœur comprend l’oreillette droite, où s’abouchent les veines caves supérieure et inférieure, et l’oreillette gauche, où s’abouchent les quatre veines pulmonaires.

• Les artères mammaires internes, issues des artères sous-clavières, servent de greffons lors des pontages coronariens.

• Les nerfs phréniques assurent l’innervation motrice du diaphragme et la lésion d’un seul entraîne l’ascension de la coupole diaphragmatique correspondante, tandis que l’atteinte des deux compromet gravement la respiration.

• La proximité de l’œsophage avec la face postérieure de l’oreillette gauche permet l’échographie transœsophagienne, qui explore précisément les valves mitrale et aortique.

• Le trigone fibreux gauche se situe entre les anneaux mitral et aortique, tandis que le trigone fibreux droit relie les anneaux aortique, mitral et tricuspide.

📖 3. Mécanique de la contraction cardiaque

★ À maîtriser

• Les couches musculaires ventriculaires sont : la couche périphérique hélicoïdale commune aux deux ventricules, la couche moyenne circulaire ou arciforme propre à chaque ventricule, la couche interne propre à chaque ventricule, qui forme notamment les reliefs intracavitaires et les piliers papillaires

• La contraction cardiaque associe un raccourcissement longitudinal, un raccourcissement circonférentiel et une torsion d’ensemble.

• La paroi du ventricule gauche mesure environ 10 à 15 mm, contre environ 5 mm pour la paroi du ventricule droit, hors septum interventriculaire.

Compléments

• Un raccourcissement des fibres cardiaques de seulement 10 à 15 % permet une éjection de 70 % du contenu ventriculaire.

📖 4. Régimes de pression et shunts

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression systolique : Pression générée par la contraction du cœur.
• Pression diastolique : Pression observée lors du relâchement du cœur.

★ À maîtriser

• Le sang passe d’une cavité cardiaque à une autre lorsque la pression de la première est supérieure à celle de la cavité voisine.

• Dans le ventricule droit, la pression est d’environ 30 mmHg en systole et de 0 à 5 mmHg en diastole, tandis que la pression de l’oreillette droite est de 0 à 5 mmHg.

📌 Une sténose valvulaire qui gêne le passage du sang augmente la pression dans la cavité située en amont de l’obstacle.

• Lorsqu’une communication entre les cavités permet au sang oxygéné de passer du cœur gauche vers le cœur droit, le shunt gauche-droit surcharge progressivement le débit pulmonaire et peut augmenter la pression pulmonaire sans diminuer directement la saturation artérielle en oxygène.

Compléments

• La pression de l’artère pulmonaire est d’environ 30/15 mmHg, nettement inférieure à la pression artérielle périphérique d’environ 120/70 mmHg.

• En fin de diastole, le retour veineux et la contraction auriculaire élèvent légèrement la pression de l’oreillette et facilitent le passage du sang vers le ventricule.

• Un shunt droit-gauche peut apparaître si la pression droite dépasse la pression gauche, notamment en cas de sténose de l’artère pulmonaire associée à une communication interventriculaire, et entraîne une cyanose par mélange de sang peu oxygéné et de sang oxygéné.

💡 Astuce mémo

Obstacle valvulaire → pression accrue en amont

📖 5. Auscultation et imagerie cardiaques

★ À maîtriser

• Le premier bruit cardiaque correspond à la fermeture des valves auriculoventriculaires et le second à la fermeture des valves ventriculo-artérielles ; la systole se déroule entre ces deux bruits et la diastole après le second bruit.

• Les quatre foyers d’auscultation se situent :
  • au deuxième espace intercostal gauche pour le foyer pulmonaire
  • au deuxième espace intercostal gauche près du bord sternal pour le foyer aortique
  • au cinquième espace intercostal gauche près du bord sternal pour le foyer tricuspide
  • au cinquième espace intercostal gauche, sur la ligne médio-claviculaire, pour le foyer mitral

📌 Un souffle systolique au foyer mitral évoque une insuffisance mitrale, tandis qu’un souffle diastolique au foyer aortique évoque une insuffisance aortique.

• L’échographie cardiaque permet d’examiner le péricarde et de rechercher un épanchement, d’évaluer la dilatation des cavités et, par Doppler couleur, de visualiser le sens du flux sanguin et de détecter des fuites valvulaires.

Compléments

• Un souffle systolique rugueux au foyer aortique évoque un rétrécissement aortique.

• Une insuffisance aortique massive peut abaisser la pression diastolique mesurée au bras, par exemple de 70 à 30 mmHg pour une pression systolique de 120 mmHg, et compromettre la perfusion coronaire qui se fait pendant la diastole.

📌 L’échographie transthoracique utilise une sonde posée sur le thorax, tandis que l’échographie transœsophagienne place une sonde dans l’œsophage derrière l’oreillette gauche pour examiner plus finement les valves mitrale et aortique.

💡 Astuce mémo

POUM-TCHA : valves atrioventriculaires puis ventriculo-artérielles

📖 6. Tamponnade et états de choc

★ À maîtriser

• 🔄 La tamponnade entraîne successivement : l’accumulation de sang dans le péricarde, l’élévation de la pression péricardique et la compression de l’oreillette droite, la diminution du remplissage des cavités droites puis gauches, la chute de la pression artérielle systémique

• La tamponnade provoque un choc cardiogénique par défaut de remplissage : le cœur est comprimé et n’éjecte plus suffisamment de sang, bien que le problème initial ne soit pas une défaillance de sa contraction.

📌 En attendant le drainage définitif de la tamponnade par ponction ou ouverture du péricarde par voie sous-xiphoïdienne, un remplissage prudent et surveillé peut être utilisé comme mesure temporaire chez le patient hypotendu ; celui-ci peut être allongé si cette position est tolérée.

• Le choc est défini cliniquement par une pression artérielle systolique inférieure à 90 mmHg.

Compléments

• Les signes de tamponnade comprennent une turgescence jugulaire ; la tamponnade chronique peut aussi provoquer des œdèmes des membres inférieurs et une ascite, tandis que ces deux signes sont absents dans la tamponnade aiguë.

• Le choc vagal associe une fréquence cardiaque diminuée, des extrémités froides et une pression veineuse centrale basse ; son traitement comprend l’allongement avec élévation des jambes, la stimulation ou l’atropine.

• Le choc cardiogénique par tamponnade associe une fréquence cardiaque augmentée, des extrémités froides et une pression veineuse centrale augmentée ; il se traite par drainage et, en attendant, par remplissage.

• Le choc cardiogénique par incompétence du cœur associe une fréquence cardiaque augmentée, des extrémités froides et une pression veineuse centrale augmentée ; il se traite par inotropes positifs puis, si nécessaire, par assistance circulatoire.

• Le choc cardiogénique par bloc auriculoventriculaire associe une fréquence cardiaque diminuée de manière isolée, des extrémités froides et une pression veineuse centrale augmentée ; son traitement peut comprendre l’atropine, l’isoprénaline ou une sonde d’entraînement électrosystolique avant la pose d’un pacemaker.

• Le choc allergique et le choc septique sont des chocs chauds associant une fréquence cardiaque augmentée, des extrémités chaudes et une pression veineuse centrale diminuée ; le choc allergique se traite par vasoconstricteurs, corticoïdes et remplissage, tandis que le choc septique se traite par vasoconstricteurs et remplissage sans corticoïdes.

💡 Astuce mémo

Compression péricardique → défaut de remplissage → baisse du débit

📖 7. Débit cardiaque et adaptation

🔑 Notions clés & Définitions

• Débit cardiaque : Produit de la fréquence cardiaque par le volume d’éjection systolique, soit $DC = FC \times VES$.
• Fraction d’éjection : Proportion du volume ventriculaire éjectée à chaque systole, normalement d’environ 60 %.

★ À maîtriser

• Le débit cardiaque est d’environ 5 L/min au repos et peut atteindre environ 15 L/min lors d’un effort important.

• Chez un sujet sain, l’augmentation du débit cardiaque à l’effort repose surtout sur l’accélération de la fréquence cardiaque, tandis que le volume d’éjection systolique augmente aussi un peu sous l’effet des drogues adrénergiques qui renforcent la contractilité.

• Lorsque la contractilité diminue dans l’insuffisance cardiaque, l’organisme accélère d’abord la fréquence cardiaque, puis peut provoquer une vasoconstriction périphérique afin de redistribuer le sang vers le cerveau et le cœur.

• La vasoconstriction cutanée inégale provoque des marbrures, tandis que la diminution de la perfusion cutanée entraîne une froideur de la peau, deux signes cliniques d’hypodébit cardiaque.

• La dilatation ventriculaire compense partiellement une fraction d’éjection réduite en éjectant un pourcentage plus faible d’un volume ventriculaire plus grand, ce qui peut maintenir le volume éjecté par systole.

📌 Selon la loi de Starling, l’étirement des fibres myocardiques augmente leur contractilité jusqu’à un point de rupture au-delà duquel elles deviennent inefficaces et la fraction d’éjection chute.

Compléments

📐 Formule - La fréquence cardiaque maximale théorique se calcule par la relation $FC_{max} = 220 - âge$.

• Le volume télédiastolique du ventricule gauche est de 50 à 90 mL/m² et son volume télésystolique est de 15 à 30 mL/m².

• Une baisse de la fraction d’éjection, par exemple à 20 %, réduit le débit cardiaque à fréquence cardiaque égale car chaque contraction propulse moins de sang.

• L’accélération de la fréquence cardiaque finit par devenir contre-productive et peut épuiser le muscle cardiaque.

• La vasoconstriction périphérique préserve en priorité la perfusion du cerveau et du cœur, ce qui peut maintenir la conscience jusqu’à un stade avancé du choc et fait de la perte de conscience un signe tardif et trompeur.

• Lorsque la fraction d’éjection tombe à 30 %, un ventricule qui double de volume peut conserver un volume absolu éjecté normal à chaque systole.

• La dilatation cardiaque, ou cardiomégalie, peut être visible sur une radiographie thoracique et constitue une adaptation du débit qui devient délétère lorsqu’elle est excessive.

💡 Astuce mémo

Vasoconstriction cutanée → marbrures et froideur

📖 8. Repères radiographiques du cœur

★ À maîtriser

📌 Le rapport cardiothoracique compare le plus grand diamètre du cœur à celui du thorax ; il est considéré normal sous 0,5 et traduit une dilatation cardiaque au-delà de 0,6.

Compléments

• La silhouette cardiaque comprend cinq arcs :

  • L’arc supérieur droit correspond à la veine cave supérieure.
  • L’arc inférieur droit correspond à l’oreillette droite.
  • L’arc supérieur gauche correspond au bouton aortique.
  • L’arc moyen gauche correspond à l’auricule gauche et à l’artère pulmonaire.
  • L’arc inférieur gauche correspond au ventricule gauche.

• Le diaphragme droit est légèrement plus haut que le gauche, et l’arbre pulmonaire se répartit environ à 60 % à droite et 40 % à gauche.

📖 9. Système cardioconducteur

🔑 Notions clés & Définitions

• Système cardioconducteur : Constitué de fibres myocardiques capables de se dépolariser spontanément, régulièrement et automatiquement, afin de synchroniser les contractions cardiaques.
• Pacemaker : Boîtier programmable qui délivre un influx électrique pour remplacer une conduction cardiaque interrompue.

★ À maîtriser

• Le système cardioconducteur synchronise la contraction des deux oreillettes, celle des deux ventricules et le relâchement de l’oreillette gauche avec la contraction du ventricule gauche, jusqu’à 120–140 battements par minute.

• 🔄 L’influx cardiaque suit le trajet suivant :

  1. Nœud sinusal.
  2. Nœud auriculo-ventriculaire.
  3. Faisceau de His.
  4. Branches droite et gauche, la branche gauche se divisant en faisceaux antérieur et postérieur.
  5. Réseau de Purkinje.

• Les fréquences automatiques propres sont d’environ 70 par minute au nœud sinusal, 40 par minute au nœud auriculo-ventriculaire et 20 par minute au niveau des branches.

📌 Lorsqu’une conduction est interrompue, plus l’atteinte siège bas dans l’arbre de conduction, plus la fréquence cardiaque de suppléance est faible ; une interruption des deux branches peut la faire tomber à environ 20 par minute.

Compléments

• Une transmission électrique de fibre à fibre serait trop lente pour synchroniser le cœur au-delà de 30 à 40 battements par minute, d’où la nécessité d’un système cardioconducteur spécialisé.

• Une fréquence de 20 par minute peut provoquer une insuffisance cardiaque majeure et un choc cardiogénique, car le volume d’éjection systolique ne compense pas suffisamment la baisse de fréquence.

📐 Formule - Le débit cardiaque vérifie $DC = FC \times VES$ ; ainsi, pour un débit de 5 L/min à 60 battements par minute, une fréquence de 20 battements par minute donne un débit d’environ 1,67 L/min à volume d’éjection systolique constant.

📌 Une stimulation du ventricule droit avant celle du ventricule gauche crée un asynchronisme, qui nuit à l’efficacité hémodynamique ; une sonde supplémentaire peut stimuler les deux ventricules simultanément.

💡 Astuce mémo

Sinusal → NAV → His → branches → Purkinje

📖 10. Électrocardiogramme et blocs AV

🔑 Notions clés & Définitions

• Électrocardiogramme : Enregistrement de l’activité électrique du cœur selon un axe sagittal et un axe frontal.
• BAV du troisième degré : Dissociation complète entre l’activité des oreillettes et celle des ventricules, qui se contractent très lentement selon le rythme propre du niveau atteint.

★ À maîtriser

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

📌 Un espace PR supérieur à 200 ms définit un bloc auriculo-ventriculaire du premier degré, alors que l’espace PR normal est compris entre 120 et 200 ms.

📌 Le Mobitz 1 se caractérise par un allongement progressif du PR jusqu’à une onde P non suivie de QRS, tandis que le Mobitz 2 comporte des blocages soudains et réguliers avec un rapport de blocage constant.

Compléments

• Le complexe QRS comprend une déflexion négative Q, une déflexion positive R puis une déflexion négative S.

📌 Un BAV du troisième degré impose en urgence un pacemaker temporaire ou définitif.

💡 Astuce mémo

Mobitz 1 : PR s’allonge ; Mobitz 2 : blocage brutal

📖 11. Tuniques de la paroi cardiaque

🔑 Notions clés & Définitions

• Endocarde : Couche endothéliale monocellulaire qui tapisse les cavités cardiaques et les valves et se prolonge dans l’endothélium des gros vaisseaux.
• Myocarde : Couche intermédiaire contractile de la paroi cardiaque, comprenant le muscle cardiaque et le squelette fibreux au niveau valvulaire.
• Épicarde : Feuillet viscéral du péricarde, directement appliqué contre le cœur.

★ À maîtriser

• La paroi cardiaque comprend trois tuniques :
  • L’endocarde interne.
  • Le myocarde intermédiaire.
  • L’épicarde externe.

Compléments

• Le péricarde comprend :
  • Un feuillet viscéral appliqué au cœur.
  • Un espace contenant du liquide.
  • Un feuillet fibreux externe.

📖 12. Oreillettes et circulation fœtale

★ À maîtriser

• Pendant la vie fœtale, le foramen ovale laisse passer le sang entre les oreillettes et le canal artériel relie l’aorte à l’artère pulmonaire ; après la première respiration, l’augmentation de pression dans l’oreillette gauche plaque la membrane du foramen et favorise sa fermeture, tandis que le canal artériel se ferme dans la semaine suivant la naissance sous l’effet de l’augmentation de l’oxygénation et de la diminution des prostaglandines circulantes.

📌 Un shunt gauche-droit fait passer le sang de l’oreillette gauche vers la droite et est généralement bien toléré, tandis qu’un shunt droit-gauche envoie du sang désoxygéné dans la circulation systémique et provoque hypoxémie et cyanose.

Compléments

• L’oreillette droite reçoit le sang désaturé provenant des veines caves supérieure et inférieure ; sa pression est de 0 à 5 mmHg et sa capacité atteint environ 160 mL en diastole.

• L’oreillette droite comporte notamment :

  • Les orifices des veines caves supérieure et inférieure.
  • La valvule d’Eustachi incontinente.
  • L’orifice du sinus veineux coronaire.
  • La fosse ovale sur le septum interatrial.

• Le foramen ovale reste perméable chez environ 25 % de la population, laissant possible un passage résiduel, notamment si la pression de l’oreillette droite augmente.

📌 Un shunt droit-gauche apparaît lorsque la pression des cavités droites dépasse celle des cavités gauches, par exemple en cas de rétrécissement de l’artère pulmonaire comme dans la tétralogie de Fallot avec communication interventriculaire.

• Le sinus veineux coronaire draine le sang veineux du cœur vers l’oreillette droite et peut recevoir par voie rétrograde une canule de cardioplégie en chirurgie cardiaque.

💡 Astuce mémo

Shunt gauche-droit : sang oxygéné ; droit-gauche : sang désoxygéné

📖 13. Ventricule droit et valves AV

★ À maîtriser

• Le ventricule droit est une cavité pyramidale à paroi fine, sauf au niveau du septum interventriculaire, et génère une pression d’environ 30 mmHg.

• Les valves auriculo-ventriculaires comprennent un anneau fibreux, des cuspides et un appareil sous-valvulaire constitué de muscles papillaires et de cordages ; la tricuspide a trois cuspides et la mitrale deux.

• Les valves auriculo-ventriculaires s’ouvrent passivement lorsque la pression auriculaire augmente pendant la diastole ventriculaire et se ferment lorsque la pression ventriculaire augmente pendant la systole ; les cordages empêchent leur éversion vers l’oreillette.

Compléments

• La crête supraventriculaire sépare dans le ventricule droit une chambre de remplissage d’une chambre d’éjection, dont l’infundibulum pulmonaire est situé sous la valve pulmonaire.

• L’apex du ventricule droit est situé à droite de l’apex du ventricule gauche, lequel constitue l’apex du cœur.

• L’orifice auriculo-ventriculaire droit porte une valve tricuspide à trois feuillets et mesure 3 à 4 cm, tandis que l’orifice ventriculo-artériel droit porte une valve pulmonaire à trois valvules semi-lunaires et mesure 20 à 25 mm.

📖 14. Cœur gauche et valve mitrale

★ À maîtriser

• L’auricule gauche amortit les variations de pression de l’oreillette gauche, mais constitue aussi un site de stagnation sanguine et de formation de caillots lorsque l’oreillette se contracte inefficacement.

• En fibrillation auriculaire, la contraction inefficace entraîne une stagnation sanguine dans l’auricule gauche, où des caillots peuvent se former puis migrer vers la circulation cérébrale et provoquer un AVC ischémique.

📌 La fibrillation ventriculaire empêche l’éjection du sang et provoque un arrêt cardiaque rapidement mortel, tandis que la fibrillation auriculaire désorganise la contraction auriculaire et favorise notamment la formation de caillots.

📌 Lors d’un remplacement mitral, conserver autant que possible l’appareil sous-valvulaire préserve le soutien longitudinal du ventricule, tandis que sa section favorise sa dilatation et son dysfonctionnement ; la réparation valvulaire est généralement privilégiée au remplacement.

• La classification de Carpentier distingue trois mécanismes (Alain Carpentier) :
  • Le type 1 correspond à une dilatation de l’anneau avec mouvement valvulaire normal.
  • Le type 2 correspond à un prolapsus par élongation ou rupture de l’appareil sous-valvulaire.
  • Le type 3 correspond à une restriction des feuillets trop tendus.

Compléments

• L’oreillette gauche reçoit le sang oxygéné des quatre veines pulmonaires, dont les ostiums mesurent environ 4 mm.

• À partir de 70 ans, la fibrillation auriculaire touche environ 15 % de la population et la perte de systole auriculaire réduit le débit cardiaque de 15 à 20 %.

📌 La prévention des caillots liés à la fibrillation auriculaire repose le plus souvent sur une anticoagulation, avec comme alternative la fermeture de l’auricule gauche par une prothèse.

• Le ventricule gauche a une paroi plus épaisse que le ventricule droit et son apex correspond à l’apex du cœur ; sa base comporte un orifice mitral de 3 à 3,5 cm et un orifice aortique de 2 à 2,5 cm.

📌 Le septum interventriculaire comprend une partie musculaire ventro-caudale, épaisse et vaste, et une partie membraneuse dorso-crâniale, plus fine et étroite ; un défaut de la portion atrioventriculaire peut aussi relier le ventricule gauche à l’oreillette droite.

• La valve mitrale comprend une cuspide antérieure d’environ 20 mm de hauteur, une cuspide postérieure d’environ 10 mm de hauteur et deux commissures, antérieure et postérieure.

📖 15. Valve aortique

★ À maîtriser

• La valve aortique comporte trois cusps :

  • La cusp coronaire droite, issue du sinus de la coronaire droite.
  • La cusp coronaire gauche, issue du sinus de la coronaire gauche.
  • La cusp non coronaire, qui ne donne naissance à aucune coronaire.

• Les valves aortique et pulmonaire sont formées de trois hémi-bols souples : lorsque la pression ventriculaire augmente, les feuillets se plaquent contre la paroi et la valve s’ouvre ; lorsque la pression artérielle devient supérieure, ils reprennent leur forme d’hémi-bol et la valve se ferme.

Compléments

• Le ventricule gauche comporte une chambre d’admission faisant suite à la valve mitrale et une chambre d’éjection située sous la valve aortique.

💡 Astuce mémo

Trois hémi-bols souples qui se plaquent à la paroi pour s’ouvrir