Cœur

Morphologie du cœur de Mammifère: une double pompe artère carotide tronc brachiocéphalique artère sous clavière gauche veine cave antérieure aorte artère pulmonaire gauche artère pulmonaire droite oreillette gauche oreillette gauche veines pulmonaires droites veines pulmonaires gauches oreillette droite oreillette droite ventricule gauche ventricule gauche ventricule droit ventricule droit veine cave postérieure 1 cm Morphologie du cœur de Mammifère: une double pompe

Coupe transversale des ventricules Différence d’épaisseur de la paroi des ventricules et conséquence fonctionnelle 8 mm 2 mm rg rd Coupe transversale des ventricules Loi de Laplace: P = 2T/r (P: Pression transmurale, T: tension, r: rayon de la sphère) rd> rg => P vg > Pvd différence de pression du sang à la sortie du cœur droit et gauche

Les valves cardiaques imposent le sens de circulation du sang dans le cœur Valvule sigmoïde aortique Valve mitrale (ou bicuspide) Orifice auriculo-ventriculaire Cordages tendineux Pilier

Les valves cardiaques imposent le sens de circulation du sang dans le cœur

Coupe longitudinale du cœur de Mammifère Les valves cardiaques imposent le sens de circulation du sang dans le cœur valve sigmoïde aortique valve sigmoïde pulmonaire valve bicuspide valve tricuspide 1 cm Coupe longitudinale du cœur de Mammifère

CL et CT de cellules musculaires cardiaques Les cellules contractiles, les cellules majoritaires du myocarde 50 µm CL et CT de cellules musculaires cardiaques

Les cellules contractiles, les cellules majoritaires du myocarde noyau strie scalariforme tissu conjonctif mitochondrie myofibrille capillaire (distance capillaire/ cellule 7/8 µm) tubule T sarcomère (2,5 µm) réticulum endoplasmique Tissu cardiaque contractile filament d’actine desmosome jonction lacunaire

Les myocytes nodaux et le tissu de conduction plancher de tissu conjonctif

L’irrigation coronaire du myocarde

Double innervation cardiaque

Excitabilité des cellules nodales potentiel d’action iK icaL seuil icaT potentiel de pace maker if courants entrants courants sortants 500 ms => potentiel de pace maker à l’origine de l’automaticité cardiaque et du rythme cardiaque

Excitabilité des cellules myocardiques contractiles: émission d’un potentiel d’action à plateau calcique potentiel d’action courants entrants potentiel de membrane courants sortants

Différentes formes de potentiels d'action en provenance des différentes régions du cœur (succession temporelle mise en parallèle avec l'électrocardiogramme). 1. Noeud sinusal 2. Myocarde auriculaire 3. Noeud AV 4. Faisceau de His 5. Fibres de Purkinje 6. Myocarde ventriculaire

Importance physiologique du potentiel d’action à plateau calcique Potentiel d'action (——) et contraction ( ) pour un muscle strié squelettique (A) et un muscle cardiaque (B). La durée de l'onde de stimulation rend le muscle cardiaque non tétanisable. PRA: période réfractaire absolue

Propagation de l’excitation: rôle des jonctions communicantes La vitesse de propagation dépend: - de la taille des cellules - de l’importance des jonctions communicantes - du nombre de canaux ioniques Etablissement de boucle de courants locaux

Propagation de l’excitation: rôle des jonctions communicantes 0 ms 70 ms 120 ms 85 ms 200 ms (1) 1 m/s (2) 0,07 m/s (3) 4 m/s (4)0,5 m/s (4) 0,5 m/s

Principe de l’électrocardiogramme

Principe de l’électrocardiogramme D1 : entre bras droit et bras gauche   D2 : entre bras droit et jambe gauche   D3 : entre bras gauche et jambe gauche

Résultat l’électrocardiogramme La ligne isoélectrique. C’est la ligne de base correspondant à l’absence de phénomène électrique. Au-dessus de celle-ci, on parle d’onde positive, en dessous, d’onde négative. L’onde P : Elle est l’onde de dépolarisation auriculaire (<0,12 s). Le complexe QRS : Il correspond à l’activation et à la dépolarisation des ventricules (0,06 à 0,1 s). Il est constitué de trois segments : L’onde Q : première déflexion négative  : activation septale. L’onde R : première déflexion positive : activation pariétale du VG. L’onde S : défection négative qui suit l’onde R  : activation basale du VG.

Résultat l’électrocardiogramme L’intervalle PR : Il correspond à la pause entre l’activation auriculaire et l’activation ventriculaire, par le passage de l’influx du Nœud Auriculo-Ventriculaire au  faisceau de His (0,12 à 0,2 s). L’onde T : Elle est la période de repolarisation ventriculaire (0,2 s). Le segment ST : Il correspond à la période de contraction des ventricules (0 à 0,16 s).

D’Alché p 114 pour les conséquences d’un infarctus du myocarderf Trouble du rythme Tachycardie (123 pulsations/min) Bradycardie (46 pulsations/min) D’Alché p 114 pour les conséquences d’un infarctus du myocarderf

Couplage excitation/contraction et relâchement

↑ [Ca2+] (2) Emission d’un potentiel d’action (1) Flux d’ions 3 Na+ Ca2+ connexon ATP 2 K+ 3 Na+ Na+ Ca2+ K+ ATP membrane plasmique (5) Relâchement, reconstitution des réserves en calcium (4) Catabolisme aérobie Ca2+ ↑ [Ca2+] Ca2+ tubule T (3) Ouverture de canaux calciques récepteur à la ryanodine réticulum endoplasmique (4’) Contraction des sarcomères diade

Loi de Starling « La force de contraction peut augmenter avec la longueur des fibres, déterminée par le remplissage du ventricule » 3 2 3 2 1 1 Force musculaire totale (3), composantes active (1) et passive (2) de la tension musculaire et zone de travail (colorée) pour le muscle strié squelettique (A) et le muscle strié cardiaque (B).

Durées de la systole et de la diastole

Contraction ventriculaire isovolumique (0,06 s) Systole 0,27 s Contraction ventriculaire isovolumique (0,06 s) Ejection ventriculaire (0,21 s) valvules sigmoïdes oreillette gauche Pa Pa Po ventricule gauche Po valvules mitrales Pv Pv Valvules auriculo-ventriculaires : Fermées Valvules sigmoïdes : Fermées Valvules auriculo-ventriculaires : Fermées Valvules sigmoïdes : Ouvertes Pv < Pa Pv> Po Pv > Pa Pv> Po Fermeture valvules mitrales Ouverture valvules sigmoïdes

Relâchement ventriculaire isovolumique (0,07 s) Diastole 0,57 s Relâchement ventriculaire isovolumique (0,07 s) Remplissage ventriculaire (0,5 s) valvules sigmoïdes oreillette gauche Pa ventricule gauche Po valvules mitrales Pv Valvules auriculo-ventriculaires : Fermées Valvules sigmoïdes : Fermées Valvules auriculo-ventriculaires : Ouvertes Valvules sigmoïdes : Fermées Pv < Pa Pv > Po Pv < Pa Pv < Po Fermeture valvules sigmoïdes Ouverture de valvules mitrales

AB: remplissage ventriculaire Travail du cœur Débit cardiaque: Fréquence cardiaque x Volume d’éjection systolique CD : éjection systolique DA : relâchement isovolumique BC : contraction isovolumique AB: remplissage ventriculaire 

Autocontrôle cardiaque

Importance du contrôle vagal au repos Contrôle nerveux de l’activité cardiaque action tonique et cardiomodératrice de l’innervation parasympathique Effet d’une stimulation modérée et brève du nerf vague cardiaque sur la fréquence cardiaque Importance du contrôle vagal au repos

et sur la contraction et le relâchement Contrôle nerveux de l’activité cardiaque action phasique cardiostimulatrice de l’innervation sympathique Effet d’une stimulation nerf sympathique sur la fréquence cardiaque Effet de la stimulation sympathique sur le volume d’éjection systolique et sur la contraction et le relâchement

Récepteurs, voies sensorielles et centres intervenant dans ce contrôle

Effet inotrope positif de la noradrénaline sur les cardiomycocytes via les récepteurs b 1 adrénergiques Noradrénaline adénylate cyclase canal calcique de type L membrane plasmique b g a a P récepteur b 1 adrénergique GTP GTP GDP ATP AMPc cytosol Protéine Gs protéine kinase inactive [Ca2+] P phospholambane ADP REL Ca2+ ATP protéine kinase active Vitesse de relâchement Force de contraction

Effet chronotrope positif de la noradrénaline sur les cellules du NSA via les récepteurs b 1 adrénergiques canaux Noradrénaline adénylate cyclase Na+ Ca2+ K+ ATP AMPc membrane plasmique b g GTP GDP a GTP a a récepteur b 1 adrénergique cytosol Protéine Gs I funny Na+ protéine kinase inactive protéine kinase active dépolarisation plus rapide Fréquence cardiaque

Effet chronotrope négatif de l’actylcholine sur les cellules du NSA via les récepteurs muscariniques canal K+ acétylcholine adénylate cyclase canal Na+ ATP AMPc récepteur muscarinique membrane plasmique Gq Gi + - - GTP GDP GTP GDP - cytosol Protéine Gi i funny Na+ protéine kinase inactive protéine kinase active sortie de K+ hyperpolarisation dépolarisation plus lente Fréquence cardiaque

médullosurrénale Débit cardiaque