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GENERALITE SUR LE SYSTEME CARDIOVASCULAIRE
Généralité sur le cœur
Le cœur, organe situé entre les deux poumons, au milieu du thorax est le moteur du système cardiovasculaire, dont le rôle est de pomper le sang et de le faire circuler dans tous les tissus de l’organisme. Le sang sert à diffuser l’oxygène et les éléments nutritifs nécessaires aux processus vitaux de tous les tissus du corps, et à évacuer les déchets tels que le dioxyde de carbone ou les déchets azotés. Il sert également à amener aux tissus les cellules et les molécules du système immunitaire, et à diffuser les hormones dans tout l’organisme. Le sang est une suspension d’éléments globulaires (éléments figurés : globules rouges, globules blancs et plaquettes) dans une solution aqueuse, le plasma. Composé à 90% d’eau, le plasma sanguin contient une grande variété de solutés comme par exemple le sodium, le potassium, le calcium, le magnésium, les chlorures et les bicarbonates. Le cœur est un organe formé essentiellement d’un muscle, le myocarde, lequel est entouré d’un « sac » séreux, le péricarde et tapissé à l’intérieur par une fine membrane, l’endocarde. Il comprend quatre cavités (Figure 1.1): deux cavités droites, formées par l’oreillette et le ventricule droit, et deux cavités gauches, formées par l’oreillette et le ventricule gauche. Les cavités sont séparées par un mur musculaire épais, le septum, évitant le passage de sang entre les deux parties du cœur. Des valves entre les oreillettes (ou atrial) et les ventricules assurent le passage unidirectionnel coordonné du sang depuis les oreillettes vers les ventricules. L’organe central de la circulation sanguine est, en réalité, composé de deux cœurs accolés l’un à l’autre, mais cependant totalement distincts l’un de l’autre : un cœur droit dit veineux (ou segment capacitif), et un cœur gauche dit artériel (ou segment résistif). La partie droite du cœur assure la circulation du sang chargé en gaz carbonique (et appauvri en oxygène par son passage dans le corps) recueilli par les veines caves: ce sang aboutit dans l’oreillette droite, il est ensuite propulsé dans le ventricule droit puis éjecté dans l’artère pulmonaire. La partie gauche du cœur assure la circulation du sang oxygéné recueilli par les veines pulmonaires: ce sang aboutit dans l’oreillette gauche, il est ensuite propulsé dans le ventricule gauche puis éjecté dans l’aorte. Le ventricule gauche est bien plus massif que le droit parce qu’il doit exercer une force considérable pour pomper le sang à traverser tout le corps contre la pression corporelle, tandis que le ventricule droit ne dessert que les poumons. Le cœur est donc une pompe double faisant circuler le sang dans l’organisme. Chaque battement du cœur entraine une séquence d’événements appelée la révolution cardiaque. Celle-ci est constituée de trois étapes majeures : – la systole auriculaire, les oreillettes se contractent et projettent le sang vers les ventricules. Une fois le sang expulsé des oreillettes, des valvules auriculoventriculaires se ferment. Ceci évite un reflux du sang vers les oreillettes. La fermeture de ces valves produit le son familier du battement du cœur. – la systole ventriculaire implique la contraction des ventricules, expulsant le sang vers le système circulatoire et les poumons. Une fois le sang expulsé, les deux valves sigmoïdes (la valve pulmonaire à droite et la valve aortique à gauche) se ferment. Ainsi le sang ne reflue pas vers les ventricules. La fermeture des valvules sigmoïdes produit un deuxième bruit cardiaque plus aigu que le premier. Pendant cette systole ventriculaire les oreillettes maintenant relâchées, se remplissent de sang. – la diastole est la relaxation de toutes les parties du cœur, permettant l’arrivée du nouveau sang. En moyenne, chez un sujet sain au repos, les systoles auriculaire et ventriculaire durent respectivement 0,1 et 0,3 secondes alors que la diastole générale dure 0,4 secondes. On observe 60-80 cycles par minute avec éjection de 70mL à chaque systole, d’où un débit de l’ordre de 5 litres par minute.[1]
Le système électrique du cœur
Le cœur est myogénique, c’est-à-dire que le muscle cardiaque possède son propre système d’auto-excitation intrinsèque capable de générer des influx nerveux qui assurent le fonctionnement de la pompe cardiaque. a) D’où provient cette excitation Les contractions rythmiques se produisent spontanément, bien que leur fréquence puisse être affectée par des influences nerveuses ou hormonales telles l’exercice ou la perception de danger. La séquence rythmique des contractions est coordonnée par une dépolarisation (inversion de la polarité électrique de la membrane par passage actif d’ions à travers celle-ci) du nœud sinusal situé dans la paroi supérieure de l’atrium droit. En effet, ayant la fréquence d’auto excitation la plus élevée (120 bpm), le nœud sinusal appelé pacemaker impose son rythme et provoque l’activation électrique initiale entraînant la contraction. La progression de l’excitation se fait ensuite d’une cellule à l’autre en suivant un chemin de conduction bien défini. En effet, le courant électrique induit, est transmis dans l’ensemble des oreillettes et passe dans les ventricules par l’intermédiaire du nœud atrioventriculaire. Il se propage dans le septum par le faisceau de His, constitué de fibres spécialisées appelées fibres de Purkinje et servant de filtre en cas d’activité trop rapide des oreillettes. Les fibres de Purkinje sont des fibres musculaires spécialisées permettant une bonne conduction électrique, ce qui assure la contraction simultanée des parois ventriculaires. Ce système électrique explique la régularité du rythme cardiaque et assure la coordination des contractions auriculo-ventriculaires. [1] Figure 1. 2: Conduction électrique du cœur 7 b) Intérêt de l’activité électrique du cœur pour la plateforme C’est cette activité électrique qui est analysée par des électrodes posées à la surface de la peau et qui constitue l’électrocardiogramme ou ECG. Au niveau des cellules musculaires cardiaques, l’activation électrique s’effectue selon le même mécanisme que celui des cellules nerveuses, moyennant des flux ioniques à travers la membrane de la cellule. L’amplitude du potentiel d’action est identique pour les cellules cardiaques et nerveuses. Cependant, la durée de l’impulsion d’une cellule cardiaque est beaucoup plus longue pour une cellule cardiaque que pour les cellules nerveuses ou musculaires squelettiques. D’où la présence d’un plateau entre la polarisation et la dépolarisation. Au repos, le potentiel transmembranaire est de -90mV, pendant la phase de dépolarisation rapide le flux rentrant d’ions de sodium inverse le potentiel transmembranaire qui devient positif (20 – 30mV). Un plateau s’établit ensuite au voisinage de zéro, suivi d’une repolarisation rapide qui restitue le potentiel de repos. Maintenant que l’on comprend comment fonctionne le cœur humain, on va alors voir comment est-ce qu’on enregistre l’activité électrique du cœur.
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