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DETERMINANTS PHYSIOLOGIQUES DU DEBIT CARDIAQUE
J. Bordes, DESC Réa Med, Juin 2010
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INTRODUCTION ASSURER UN DEBIT POUR TRANSPORTER DU SANG OXYGENE VERS LES ORGANES 2 POMPES EN SERIE Débit cardiaque droit = gauche Débit cardiaque ajusté au ventricule le plus défaillant Physiologie humaine appliquée, Arnette
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INTRODUCTION Myocyte Excitabilité (bathmotropie)
Conductivité (dromotropie) Rythmicité (chronotropie) Contractilité (inotropie) Relaxation (lusitropie) Novartis Found Symp. 2006
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DEFINITION Débit cardiaque = Q°c = Fc x VES Fc = fréquence cardiaque
4,5-7 L/min Fc = fréquence cardiaque VES = volume d’éjection systolique Index cardiaque = Q°c /surface corporelle > 3L/min
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COURBE PRESSION/VOLUME
INTRODUCTION COURBE PRESSION/VOLUME Pression VG Ejection VTS SYSTOLE Contraction isovolumique Relaxation isovolumique VTD DIASTOLE Remplissage Volume VG Katz, J Am Coll Cardiol 1988 VES
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INTRODUCTION DEBIT CARDIAQUE VARIABLE DEBIT CARDIAQUE REGULE
Physiologie humaine appliquée, Arnette
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DETERMINANTS DE LA FREQUENCE CARDIAQUE
DC=FC x VES SYSTÈME NERVEUX AUTONOME CATECHOLAMINES CIRCULANTES
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LE SYSTÈME NERVEUX AUTONOME
SYSTÈME SYMPATHIQUE SYSTÈME PARASYMPATHIQUE Physiologie humaine appliquée, Arnette
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SYSTÈME NERVEUX AUTONOME
SYSTÈME SYMPATHIQUE SYSTÈME PARASYMPATHIQUE MAINTIEN DES FONCTIONS ORGANIQUES REPONSE AU STRESS ACETYLCHOLINE NORADRENALINE ADRENALINE DOPAMINE RECEPTEURS MUSCARINIQUES M1 A M5 RECEPTEURS α-ADRENERGIQUES M2: EFFET CHRONOTROPE – INOTROPE – DROMOTROPE - α1-ADRENERGIQUES: EFFET INOTROPE POSITIF EFFET VASOCONSTRICTEUR α2-ADRENERGIQUES: RETROCONTROLE - RECEPTEURS β-ADRENERGIQUES NICOTINIQUES β1-ADRENERGIQUES: EFFET CHRONOTROPE ET INOTROPE + β2-ADRENERGIQUES: RELAXATION FIBRE MUSCULAIRE LISSE β3-ADRENERGIQUES: EFFET INOTROPE – EFFET VASODILATATEUR
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CATECHOLAMINES CATECHOLAMINES CIRCULANTES
S ynthétisées par la glande médullosurrénale α-1 Inotrope + +Vasoconstricteur α-2 Rétrocontrôle - Β-1 Chronotrope + Inotrope + Β-2 Relaxation muscle lisse NORADRENALINE ++++ ++ + ADRENALINE +++ DOPAMINE ?
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RELATION FC/DEBIT CARDIAQUE
Plus la fc augmente, plus la phase diastolique est réduite avec altération du remplissage vg et reduction debit cardiaque EFFET BOWDITCH Physiologie humaine appliquée, Arnette
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VOLUME D’EJECTION SYSTOLIQUE
DC=FC x VES DETERMINANTS DU VES CONTRACTILITE VENTRICULAIRE PRECHARGE POSTCHARGE
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COURBE PRESSION/VOLUME
Pression VG Ejection VTS SYSTOLE Contraction isovolumique Relaxation isovolumique VTD DIASTOLE Remplissage Volume VG Katz, J Am Coll Cardiol 1988 VES
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CONTRACTILITE MYOCARDIQUE
Inotropisme Capacité du myocyte à générer une tension en fonction d’une charge Entrée dans le cardiomyocyte de Calcium => Activation des protéines contractiles Performance systolique du myocarde Nature 2008
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CONTRACTILITE MYOCARDIQUE
Ees = élastance télésystolique ventricule gauche Ees = Pt/(Vt –V0) Indépendante des conditions de charge Longrois et al, Conférence d’actualisation SFAR 2004
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CONTRACTILITE MYOCARDIQUE
Physiologie humaine appliquée, Arnette
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REGULATION SNA INTRINSEQUE HUMORALE METABOLIQUES
Régulation α adrénergique Récepteur α1 Régulation β adrénergique Β1 Β3 SNA parasympathique INTRINSEQUE Relation Etirement-contractilité Relation Fc-contractilité HUMORALE Catecholamines endogenes Le NO Balligand et al, Médecine sciences, 1999 Faible dose: inotrope + Forte dose: inotrope – Protection contre la stimulation excessive des catécholamines? METABOLIQUES Calcium Hyperkaliémie Sodium Acidose Β1 = 80%
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PRECHARGE PRECHARGE = LONGUEUR DE LA FIBRE MYOCARDIQUE AVANT SA CONTRACTION Vieillard-Baron et al, Réanimation 2004 EN PRATIQUE CLINIQUE = pas de consensus sur la définition. dimension du ventricule en télédiastole (diamètre, surface, volume), conditions de charge du ventricule en télédiastole (pression et contrainte transmurales). Teboul et al, AFAR 2005
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COURBE PRESSION/VOLUME
PRECHARGE VENTRICULAIRE Pression VG SYSTOLE DIASTOLE Volume VG
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PRECHARGE DETERMINANTS
RETOUR VEINEUX Volume sanguin circulant Pression intrathoracique et intraabdominale Résistance/élastance du réseaux veineux FONCTION DIASTOLIQUE COMPLIANCE VENTRICULAIRE RELAXATION VENTRICULAIRE Etat lusitrope du myocarde ↘Ca2+ intracellulaire CONTRACTION AURICULAIRE Remplissage VG 15 à 25% Performance diastolique de la pompe
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PRECHARGE RELATION PRECHARGE ET DEBIT CARDIAQUE
LOI DE FRANCK STARLING = PLUS LA FIBRE EST ETIREE, PLUS SA CONTRACTILITE AUGMENTE Starling and Visscher, J Physiol 1926 Augmentation passive de la longueur de la fibre myocardique induit une auglentation de la force jusqu’à une longueur optimale
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D’après Howell WH, Philos Trans
Roy Soc Lond Part I Blasius W, Verhandl phys-med Ges Würzburg
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PRECHARGE RELATION PRECHARGE ET DEBIT CARDIAQUE
Physiologie humaine appliquée, Arnette
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POSTCHARGE Ensemble des forces qui s’opposent à l’éjection
RESISTANCE VASCULAIRE RVS = PAM-PVC/DC dynes/s/cm2 Reflet imparfait de la postcharge Pourquoi? caractère pulsatile des ondes de pression et de débit phénomènes de réflexions d’ondes alors que ces derniers influencent de manière significative la charge à laquelle le ventricule est confronté au cours de l’éjection
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ELASTANCE ARTERIELLE EFFECTIVE
VARIATION PRESSION/VARIATION VOLUME COMPOSANTES PULSATILES ET NON PULSATILES ELASTANCE ARTERIELLE Ea=Pression fin systole/Volume éjecté
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COUPLAGE VENTRICULO-ARTERIEL
Interaction entre ventricule et réseau vasculaire Déterminant majeur de la performance cardiaque globale Elastance ventriculaire Elastance artérielle
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COUPLAGE VENTRICULO-ARTERIEL
Point de fonctionnement = Couplage du système = Intersection des deux droites = Fixe le volume éjecté correspondant à Pes Rapport Ees/Ea = index de couplage artériel =2 efficience maximum Morimont et al, Réanimation
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CHOC CARDIOGENIQUE UN EXEMPLE DE DECOUPLAGE
MAINTIEN DE LA PRESSION ARTERIELLE = ELEVATION DE LA POST-CHARGE CHUTE DU DEBIT CARDIAQUE ↘ Ees / Ea
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REGULATION DE LA POSTCHARGE
NERVEUSE SYMPATHIQUE HUMORALE Catécholamines circulantes Système rénine angiotensine aldostérone Vasopressine Kinines et prostaglandines PROPRIETES MECANIQUES Elastance et compliance aortique intrinséques
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CONCLUSION CIBLES THERAPEUTIQUES
FC CONTRACTILITE PRECHARGE POSTCHARGE POMPE CARDIAQUE CIBLES THERAPEUTIQUES Optimisation des volumes de remplissage Stimulation des propriétés contractiles Soulagement à l’éjection VG
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