Cardiologie – Cours – TP et Examens corrigés
Le cœur est logé dans le médiastin antérieur délimité latéralement par les poumons, en bas par la coupole diaphragmatique, en avant par le sternum et le grill costal, en haut par la trachée et les gros vaisseaux et en arrière par le médiastin postérieur contenant l’œsophage.
I- Anatomie du cœur
I.1- Anatomie externe
Le cœur est de forme pyramidale triangulaire avec un grand axe oblique en avant, à gauche et en bas, une base regardant en haut, en arrière et à droite et un sommet (apex) en regard du 5° espace intercostal gauche.
Ses faces sont antérieure, inférieure et gauche. Elles sont parcourues par un sillon auriculo-ventriculaire, perpendiculaire au grand axe du cœur, séparant les deux oreillettes en arrière des deux ventricules en avant et en bas et un sillon inter- auriculaire puis inter-ventriculaire perpendiculaire au précédent constituant le plan de clivage entre le cœur droit et le cœur gauche.
I.2- Anatomie interne
Le cœur est divisé en 4 cavités par une cloison verticale et une cloison horizontale : 2 cavités supérieures : les oreillettes et 2 cavités inférieures : les ventricules. Les deux oreillettes sont séparées par le septum inter auriculaire (situé en profondeur du sillon interauriculaire). Les deux ventricules sont séparés par le septum inter ventriculaire (situé en profondeur du sillon interventriculaire). Les oreillettes communiquent aux ventricules par les orifices auriculo-ventriculaires. On distingue ainsi un cœur droit constitué d’une oreillette et d’un ventricule droits communiquant par un orifice tricuspide et un cœur gauche constitué d’une oreillette et d’un ventricule gauche communiquant par un orifice mitral.
I.3- Tissu nodal
Le tissu nodal est un tissu cardiaque intra pariétal qui donne naissance et conduit les impulsions électriques engendrant la contraction myocardique. Il est constitué du nœud sino-auriculaire dit de Keith et Flack localisé dans la paroi de l’oreillette droite au niveau de l’abouchement de la veine cave supérieure. Celui-ci est relié par 3 faisceaux de fibres cheminant dans la paroi de l’oreillette droite au nœud auriculo- ventriculaire dit d’Aschoff-Tawara à la jonction oreillette et ventricule droits, proche de la valve septale tricuspide et de l’abouchement du sinus coronaire. De ce nœud naît le tronc du faisceau de His qui se subdivise en 2 branches droite et gauche destinées respectivement et par l’intermédiaire du réseau de Purkinje à la contraction myocardique du ventricule droit et gauche.
I.4- Vascularisation myocardique : réseau coronaire
La circulation coronaire correspond aux circulations artérielles et veineuse systémiques propre au cœur.
II- Physiologie cardiovasculaire
II.1- Introduction
L’appareil cardio-vasculaire assure la circulation du sang pour véhiculer oxygène et nutriments vers les cellules et en évacuer les déchets permettant le maintien du métabolisme général.
II.2- Physiologie générale
Schématiquement, l’appareil cardio-vasculaire se compose d’une pompe à fonctionnement alternatif (le cœur), d’un réseau de distribution à haute pression (les artères) se terminant par des résistances variables (les artérioles), d’un circuit de petits vaisseaux au niveau desquels s’effectuent les échanges (les capillaires), et d’un circuit de retour à basse pression vers le cœur (les veines).
II.3- Systole et diastole
La phase du cycle pendant laquelle le myocarde se contracte est appelée systole, celle pendant laquelle il se relâche, diastole. Il existe ainsi des systoles (suivies de diastoles) auriculaires droite et gauche, pratiquement simultanées, et des systoles (suivies de diastoles) ventriculaires droite et gauche, également quasi simultanées. En revanche, les activités auriculaires et ventriculaires ne sont pas simultanées : les activités auriculaires précèdent de quelques fractions de seconde les activités électriques ventriculaires. En pratique courante, on parle de « systole » ou de «diastole » ou, parfois, de systole ou diastole « cardiaques » pour désigner la systole ou la diastole ventriculaire, en englobant la contraction ou le relâchement des deux ventricules.
II.4- Le cycle cardiaque
La pompe cardiaque assure un débit pulsatile et cette dynamique est appelée cyclique d’où le terme de cycle cardiaque.
Le cycle cardiaque est décomposé en 4 temps :
a- la contraction iso-volumique
juste après la fin de la dépolarisation auriculaire, l’onde de stimulation myocardique franchit le nœud auriculo-ventriculaire et se propage rapidement dans la masse ventriculaire qu’elle dépolarise. Celle-ci, de ce fait, se contracte : c’est le début de la systole ventriculaire. Le sang intraventriculaire se trouve alors comprimé, la pression intra-ventriculaire augmente rapidement et dépasse la pression qui règne dans l’oreillette ; elle ferme alors les valves auriculo- ventriculaires empêchant tout reflux. Il faut un certain temps pour que la pression intraventriculaire gauche atteigne puis dépasse la pression aortique et ouvre les sigmoïdes; ainsi, pendant les premiers centièmes de seconde de la systole ventriculaire, le volume de sang emprisonné dans le ventricule par la fermeture de la valve mitrale ne peut pas sortir par l’aorte. C’est la phase de contraction isovolumétrique qui précède la phase d’éjection.
b- L’éjection
systolique débute lorsque la pression dans le ventricule dépasse celle dans l’aorte ou l’artère pulmonaire permettant l’ouverture des valves pulmonaires et aortiques et l’expulsion du sang hors des ventricules. Le volume de sang éjecté à chaque contraction ventriculaire appelé volume d’éjection ou volume d’éjection systolique (VES), ne constitue qu’une partie (fraction d’éjection) du volume télédiastolique (80 ml environ sur 120-150 mL soit entre les deux-tiers et la moitié). Le résidu post-systolique ou volume télésystolique (VTS) ou encore volume résiduel, constitue un volume de réserve utilisable pour augmenter le volume d’éjection suivant.
C- La relaxation iso-volumétrique
juste après la fermeture des valves aortiques et pulmonaires, le sang ne peut ni sortir, ni entrer dans le ventricule dans lequel la pression, rapidement décroissante, reste pendant quelques centièmes de seconde trop élevée pour que les valves auriculo-ventriculaires puissent s’ouvrir : c’est le premier temps de la diastole ventriculaire.
d- Le remplissage ventriculaire
il est subdivisé en 2 phases, l’une dite remplissage rapide et l’autre dite remplissage lent. Quand la pression intra-ventriculaire devient inférieure à la pression auriculaire, les valves atrio-ventriculaires s’ouvrent et le sang, accumulé jusque là dans les oreillettes, passe dans les ventricules dont le volume augmente, rapidement d’abord, puis de plus en plus lentement, jusqu’à la contraction auriculaire. En effet, tout à la fin de la diastole ventriculaire, le nœud sinusal décharge, déclenchant la dépolarisation du myocarde auriculaire et donc sa contraction : c’est la systole auriculaire. Un supplément de sang est alors brusquement déplacé de l’oreillette vers le ventricule, entraînant une élévation transitoire de la pression auriculo-ventriculaire. Le volume ventriculaire est maximal en fin de diastole (volume télédiastolique), entre 100 et 150 ml.
II.5- L’activité électrique cardiaque : automatisme et conduction
Le muscle cardiaque appelé myocarde est doué d’automatisme : il possède des cellules musculaires cardiaques appelées cardiomyocytes ayant la propriété de produire une activité électrique répétitive spontanée. L’ensemble de ces cellules forme le tissu nodal qui produit donc des impulsions électriques entraînant une contraction myocardique. La majorité des cellules du tissu nodal peuvent générer l’automatisme cardiaque mais les plus rapides imposent leur rythme aux autres.
II.6- Le couplage excitation-contraction
Les impulsions électriques produites par le tissu nodal correspondent à des potentiels d’action générés par les cellules automatiques et conduits à grande vitesse vers les myocytes contractiles. Le myocarde est ainsi constitué de deux populations de cellules : les myocytes automatiques constituant le tissu nodal et à l’origine de l’automatisme cardiaque et les myocytes contractiles largement majoritaires assurant le travail mécanique.
L’excitation électrique des myocytes contractiles résulte de mouvements ioniques calciques et sodiques (dépolarisation) déclenchant le raccourcissement des protéines contractiles (troponine et myosine) à l’origine de la contraction myocardique. Toutes les cellules myocardiques contractiles dépolarisées au cours d’un instant bref se contractent de manière presque synchrone.
II.7- La fonction cardiaque
Le « service rendu » par le cœur à l’ensemble des organes et tissus est un débit sanguin, apportant l’oxygène et les nutriments, et éliminant les déchets du métabolisme. Ce débit doit être fourni sous une certaine pression, permettant le réglage de la distribution sanguine dans chaque organe en fonction de ses besoins propres sans compromettre l’équilibre général. Cette pression dépend du débit cardiaque (Qc) et de la résistance circulatoire périphérique totale (RPT) :
P = RPT x Qc
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