L'anatomie du cœur
Le cœur est divisé longitudinalement en 2 hémi-cœurs indépendants et asymétriques.
La paroi du cœur est constituée de 3 tuniques, dont la principale, appelée myocarde, est composée de tissu musculaire, impliqué dans la contraction cardiaque.
Ces valves, en empêchant le sang de refluer, imposent une circulation intracardiaque à sens unique.
La vascularisation du cœur est assurée par les vaisseaux coronaires visibles à la surface du cœur.
Coupe frontale du cœur
L'aspect mécanique de la révolution cardiaque
A) Les phases de la révolution cardiaque
La révolution cardiaque, ou cycle cardiaque, est constituée d’une alternance cyclique de contractions (systoles) et de relâchements (diastoles) :
systole auriculaire : contraction des oreillettes qui chassent le sang qu’elles contiennent dans les ventricules ;
systole ventriculaire : contraction des ventricules qui mettent le sang sous pression puis l’éjectent dans les artères ;
diastole générale : relâchement du cœur, avec remplissage des oreillettes puis des ventricules.
a) La systole auriculaire (phase AB)
Les oreillettes se contractent ; la pression sanguine dans les oreillettes étant supérieure à celle des ventricules, les valves auriculo-ventriculaires (VAV) restent ouvertes. Cette étape permet un remplissage actif des ventricules qui complète le remplissage passif ayant eu lieu durant la diastole générale précédente. À la fin de cette phase, les ventricules contiennent un volume de sang maximal appelé volume télédiastolique (VTD).
b) La systole ventriculaire isovolumétrique (phase BC)
Les ventricules se contractent ; la pression sanguine dans les ventricules augmente et devient supérieure à celle dans les oreillettes, qui se relâchent : fermeture des VAV. Les valves sigmoïdes (VS) étant toujours fermées, le volume ventriculaire reste constant.
c) La systole ventriculaire isotonique (phase CD)
La contraction des ventricules se poursuit. La pression ventriculaire continue d’augmenter et devient supérieure à la pression dans l’artère (aorte ou pulmonaire) : les VS s’ouvrent et le sang est éjecté dans les artères. Le volume de sang éjecté est appelé volume d’éjection systolique (VES). À la fin de cette phase, les ventricules contiennent un volume de sang minimal appelé volume télésystolique (VTS). Lorsque la pression sanguine ventriculaire devient de nouveau inférieure à la pression dans les artères, les VS se referment.
d) La diastole générale isovolumétrique (phase DE)
Toutes les valves sont fermées : les ventricules se relâchent au cours d’une phase à volume constant, et le sang revient passivement dans les oreillettes.
e) La diastole générale isotonique (phase EF)
Le relâchement des oreillettes et des ventricules se poursuit. La pression dans les oreillettes devient supérieure à celle dans les ventricules : ouverture des VAV, permettant un remplissage passif et partiel des ventricules.
Les variations hémodynamiques lors d’un cycle cardiaque
B) Le phonocardiogramme
L’enregistrement des bruits du cœur nécessite un stéthoscope muni d’un microphone. Il permet de distinguer 2 sons émis par le cœur lors de la fermeture des valves :
le premier, TOUM, sourd et long, correspond à la fermeture des valves auriculo-ventriculaire ; il marque le début de la systole ventriculaire,
le second, TA, court et sec, correspond à la fermeture des valves sigmoïdes ; il marque la fin de la systole ventriculaire.
C) La fréquence et le débit cardiaques
La fréquence cardiaque (FC) correspond au nombre de cycles (ou révolutions) cardiaques en une minute. Au repos, sa valeur est d’environ 75 cpm (contractions par minute).
Le volume d’éjection systolique (VES) est le volume de sang éjecté par chacun des ventricules dans les artères lors de la systole. Sa valeur est d’environ 80 ml au repos.
Le débit cardiaque (DC) est le volume de sang éjecté par chaque ventricule en une minute. Sa valeur est d’environ 5 L/min au repos.
DC (L/min) = FC (cpm) × VES (L)
L'aspect électrique de la révolution cardiaque
Le cœur fonctionne en l’absence de structures nerveuses : on dit qu’il est doué d’un automatisme. Cet automatisme trouve son origine dans un tissu spécialisé : le tissu nodal.
A) Le tissu nodal
C’est tissu spécialisé localisé en des points précis du cœur :
le nœud sinusal, situé dans la paroi de l’oreillette droite, au point d’arrivée de la veine cave supérieure ;
le nœud septal ou nœud auriculo-ventriculaire, situé dans l’oreillette droite au-dessus de la valve tricuspide ;
le faisceau de His, qui prend naissance au niveau du nœud septal et se prolonge dans le septum ;
le réseau de Purkinje qui constitue le prolongement du faisceau de His ; il se ramifie en 2 branches dans les parois des ventricules droit et gauche.
Les cellules nodales sont des cellules peu différenciées et donc peu contractiles ; en revanche, elles ont un potentiel de membrane instable, responsable d’auto-excitations rythmiques. Cette instabilité électrique de leur membrane produit des dépolarisations spontanées nommées potentiels d’action nodaux, à l’origine de l’automatisme cardiaque.
B) La chronologie de la contraction myocardique
L’onde de dépolarisation naît de façon spontanée et rythmique au niveau du nœud sinusal et génère des potentiels d’action qui se propagent de proche en proche jusqu’aux myocytes auriculaires, déclenchant la systole auriculaire.
L’onde de dépolarisation est ensuite transmise aux ventricules par l’intermédiaire du nœud septal, puis se propage à l’ensemble des myocytes ventriculaires par le faisceau de His et le réseau de Purkinje, déclenchant la systole ventriculaire.
À savoir
Ainsi, le nœud sinusal, qui possède la fréquence de dépolarisation la plus élevée, impose son rythme d’excitation à l’ensemble du tissu nodal et aux myoctes : on l’appelle stimulateur principal ou pacemaker du cœur.
C) L’enregistrement de l’activité électrique du cœur
L’électrocardiographie est un examen enregistrant l’activité électrique du cœur à l’aide d’électrodes cutanées. On obtient un tracé appelé électrocardiogramme (ECG) dont l’étude permet d’évaluer l’état fonctionnel du cœur et renseigne sur une éventuelle anomalie cardiaque, telle qu’une arythmie.
DÉFINITION
Arythmie : une arythmie correspond à un rythme cardiaque irrégulier.
Chaque cycle cardiaque est caractérisé sur l’ECG par la succession de 3 ondes :
onde P : elle correspond à la dépolarisation des oreillettes, qui précède et déclenche la systole auriculaire ;
complexe QRS : elle correspond à la dépolarisation des ventricules, qui précède et déclenche la systole ventriculaire. Pendant ce temps, se déroule la repolarisation des oreillettes ;
onde T : elle correspond à la repolarisation du ventricule. Cette onde est suivie d’un tracé plat correspondant à la diastole générale sur le cardiogramme.
Les différentes manifestations d’une révolution cardiaque