CHAPITRE I. PHYSIOLOGIE DE LA TORSION ET DE LA DETORSION DU VENTRICULE GAUCHE
D. Conséquences et implications physiologiques du concept de la structure en corde ou en double hélice du
1. Organisation hélicoïdale des fibres myocardiques
Ce modèle anatomique appelé structure en corde ou en double hélice du myocarde résulte de facto en une organisation également hélicoïdale des fibres myocardiques, telle que décrite antérieurement (9, 62, 63). Ainsi, les fibres myocardiques sous-endocardiques réalisent une hélice avec un pas droit et les fibres myocardiques sous-épicardiques une hélice avec un pas gauche, à l’origine du mouvement de torsion et de détorsion du ventricule gauche.
La contraction des fibres myocardiques sous-endocardiques et sous-épicardiques au sein des segments descendant (DS) et ascendant (AS) de l’hélice antérieure (AL) génère donc des mouvements de rotation de la base et de l’apex du ventricule gauche qui s’opposent l’un à l’autre du fait du pas d’hélice inversé. Dès lors, la contraction des fibres sous-endocardiques génère une rotation antihoraire de la base et une rotation horaire de l’apex du ventricule gauche. A contrario, la contraction des fibres sous-épicardiques génère une rotation horaire de la base et une rotation antihoraire de l’apex du ventricule gauche (Figure 7).
Figure 7. Organisation hélicoïdale des fibres myocardiques du ventricule gauche. Panneau A: fibres myocardiques sous-endocardiques (en rouge) avec un pas d’hélice droit. Panneau B: fibres myocardiques sous-épicardiques (en noir) avec un pas d’hélice gauche. Les flèches indiquent le sens de rotation de la base et de l’apex du ventricule gauche induites par la contraction des fibres myocardiques. D’après Omar (163).
BASE APEX A BASE APEX B
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Enfin, l’amplitude du mouvement généré par la contraction des fibres myocardiques sous- épicardiques est supérieure à l’amplitude du mouvement généré par les fibres sous-endocardiques du fait de l’éloignement plus important des fibres sous-épicardiques du grand axe des ventricules qui leur confèrent un bras de levier supérieur (53). Ainsi, lors de la contraction simultanée des fibres myocardiques sous-endocardiques et sous-épicardiques, le sens de rotation de la base et de l’apex du ventricule gauche sera régi par les fibres sous-épicardiques.
2. Description du cycle cardiaque
La contraction et la relaxation successive des quatre segments composants la bande contractile génèrent différents mouvements des ventricules, permettant de décomposer le cycle cardiaque en cinq phases (Figure 8).
La phase de compression débute à la fermeture de la valve mitrale et tricuspide et se termine à l’ouverture de la valve aortique et pulmonaire. Au cours de cette phase, la contraction de l’hélice basale (BL) du cœur engendre une diminution du diamètre transverse de la base du cœur, qui résulte en une augmentation de la pression ventriculaire.
La phase d’éjection débute à la fin de la phase de compression et se termine lorsque la pression ventriculaire atteint sa valeur maximale. Cette phase se caractérise par la poursuite de l’augmentation de la pression ventriculaire mais également par l’éjection du sang vers la périphérie et résulte de la contraction du segment descendant (DS) de l’hélice antérieure (AL) du cœur. L’augmentation de pression ventriculaire est liée à l’orientation verticale des cardiomyocytes qui induit un mouvement descendant de la base du cœur vers l’apex et donc un raccourcissement des ventricules dans le plan longitudinal selon son grand axe. L’éjection du sang dans l’aorte et l’artère pulmonaire est liée à l’orientation oblique des cardiomyocytes qui induit un mouvement de torsion des ventricules.
La phase de décompression débute à la fin de la phase d’éjection et se termine à l’ouverture des valves mitrale et tricuspide. Au cours de cette phase, la contraction du segment ascendant (AS) de l’hélice antérieure (AL) du cœur initie d’une part un mouvement ascendant de la base du cœur qui s’éloigne de l’apex et donc un allongement des ventricules dans le plan longitudinal selon son grand axe, et d’autre part un mouvement de détorsion des ventricules. Ces deux mouvements résultent en une diminution de la pression ventriculaire.
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La succion ventriculaire débute à la fin de la phase de décompression et se termine lorsque les pressions ventriculaire et auriculaire tendent à s’égaliser. Comme la phase de décompression, cette phase résulte de la contraction du segment ascendant (AS) de l’hélice antérieure (AL) du cœur et se caractérise par la poursuite de l’allongement et de la détorsion des ventricules. Ces mouvements des ventricules permettent la poursuite de la diminution de la pression ventriculaire malgré le remplissage ventriculaire.
La phase de drainage débute à la fin de la phase de remplissage précoce et se termine à la fermeture des valves mitrale et tricuspide. Cette phase se caractérise par la relaxation des différents segments de la bande contractile. Au cours cette phase, le remplissage ventriculaire est le simple fait de la systole auriculaire.
Au cours du cycle cardiaque, les parois ventriculaires sont également sujettes, en sus des différents mouvements décrits ci-dessus, à un épaississement puis à un amincissement, du fait de la contraction et de la relaxation du myocarde dans le plan radial et circonférentiel. Cette contraction des cardiomyocytes dans les trois dimensions de l’espace est fondamentale et nécessaire aux ventricules pour générer un volume d’éjection suffisant (55).
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3. Nouvelle définition des différentes phases du cycle cardiaque
Cette nouvelle description du cycle cardiaque résulte en une redéfinition des différentes phases du cycle cardiaque initialement par Wiggers (22). Dans cette nouvelle conception, la systole comprend deux phases : la phase de compression et la phase d’éjection. La diastole comprend trois phases : la phase de décompression, la phase de succion ventriculaire et la phase de drainage (Figure 8).
Figure 8. Nouvelle description du cycle cardiaque selon le concept de la structure en corde ou en
double hélice du myocarde. Panneau A: phase de drainage. Panneau B: phase de compression. Panneau C: phase d’éjection. Panneau D: phase de décompression. Panneau E: phase de succion
ventriculaire. Chacune des phases est identifiée par la portion en gras de la courbe de pression
ventriculaire gauche représentée par une double ligne. La pression aortique est représentée en pointillés. La pression auriculaire gauche est représentée par une ligne simple. D’après Torrent-Guasp (46).
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La phase de compression correspond à la contraction isovolumique. Cette phase débute donc à la fermeture des valves mitrale et tricuspide et s’achève à l’ouverture de la valve aortique et pulmonaire.
La phase d’éjection correspond uniquement à la phase d’éjection rapide, à savoir la phase initiale de l’éjection au cours de laquelle la pression ventriculaire atteint un maximum.
La phase de décompression englobe à la fois à la phase d’éjection lente, à savoir la phase tardive de l’éjection au cours de laquelle la pression ventriculaire commence à diminuer, mais également la relaxation isovolumique. Cette phase s’achève donc à l’ouverture des valves mitrale et tricuspide.
La phase de succion ventriculaire correspond au remplissage précoce. Elle débute donc à l’ouverture de la valve mitrale et tricuspide et s’achève lorsque les pressions ventriculaire et auriculaire tendent à s’égaliser, annulant de fait le gradient de pression entre les oreillettes et les ventricules et arrêtant de facto le remplissage précoce.
La phase de drainage englobe à la fois la diastase et la systole auriculaire et s’achève donc à la fermeture des valves mitrale et tricuspide. Au cours cette phase, le remplissage ventriculaire est le simple fait de la systole auriculaire.