L’anomalie cardiaque la plus fréquemment rencontrée est la dysfonction diastolique ventriculaire gauche (DDVG). En effet, elle est présente chez au moins 25% des adultes âgés de plus de 40 ans [6]. Reliée à l’obésité, elle est de mieux en mieux définie dans la littérature. Il est connu que cette anomalie est associée à différents troubles métaboliques et à l’obésité [45, 61] tout en étant un fort prédicteur d’évènements cardiovasculaires [6]. D’ailleurs, la présence de DDVG est la cause d’approximativement la moitié des cas d’insuffisance cardiaque [6]. Les prochaines sections discuteront l’anatomie et la physiologie cardiaque normales, les principes de base de la diastologie, ses déterminants, la DDVG ainsi que les moyens diagnostiques et les traitements possibles.
Anatomie et physiologie du cœur
La cavité centrale du thorax, le médiastin, héberge le cœur. Enveloppé dans le péricarde, il repose obliquement sur la face supérieure du diaphragme. Le muscle cardiaque, aussi nommé myocarde, est entouré d’une couche extérieure et intérieure, l’épicarde et l’endocarde respectivement (Figure 12). C’est le myocarde qui effectue la contraction et la relaxation cardiaque [48].
Figure 13 : Anatomie du coeur
Tiré de Marieb et al, 2010
Le cœur contient quatre cavités (Figure 13). Dans la partie supérieure du cœur se trouvent deux oreillettes, séparées par le septum interauriculaire. Dans la partie inférieure du cœur se trouvent deux ventricules, séparés par le septum interventriculaire. Des valves sont situées entre chacune des chambres supérieures et inférieures. Le ventricule gauche a une paroi plus épaisse que le ventricule droit et il forme l’apex du cœur. Les oreillettes sont toutefois de la même taille [48].
Figure 14 : Circulation cardiovasculaire
Les chambres supérieures du cœur reçoivent le sang en provenance de la périphérie, par des veines, alors que les chambres inférieures l’expulsent vers les organes, par des artères (Figure 14). Plus précisément, les veines caves supérieures et inférieures arrivent à l’oreillette droite avec du sang chargé en dioxyde de carbone (CO2) en provenance des organes du corps. Le sang passera à travers la valve tricuspide pour s’accumuler dans le ventricule droit jusqu’à la prochaine contraction, la systole. Le ventricule droit, qui se contractera, propulsera le sang aux poumons via les artères pulmonaires. Le sang sera alors oxygéné pour ensuite revenir au cœur par les quatre veines pulmonaires qui déverseront leur contenu dans l’oreillette gauche. Le sang passera par une autre valve, la valve mitrale, pour s’accumuler dans le ventricule gauche en attendant la prochaine systole ventriculaire. Le sang sera conséquemment propulsé dans l’aorte puis ira oxygéner les organes du corps [48].
Au niveau microscopique, les fibres d’actine et de myosine se contractent et se détendent de façon cyclique et synergique dans le but de produire des contractions efficaces [48]. Bien que les cellules cardiaques soient autoexcitables, le muscle qu’elles constituent est relié au système nerveux autonome et c’est ce dernier qui gère le rythme des contractions. Le cœur contient aussi des cellules non contractiles servant à produire et propager l’influx électrique en vue de provoquer une contraction bien organisée [48]. Le facteur déterminant la quantité de sang qui remplira le ventricule avant chaque contraction est la précharge. Par exemple, un volume sanguin plus important augmentera la précharge. La postcharge, quant à elle, est définie comme la pression s’opposant à la force ventriculaire lors de la contraction. Cette pression est exercée par les valves de l’aorte et le tronc pulmonaire, pour les ventricules gauche et droit respectivement [48].
La diastole et ses déterminants
Le cycle cardiaque est divisé en deux phases, soit la systole et la diastole (Figure 15). Cette première est caractérisée par la contraction du muscle ventriculaire suite à la fermeture des
Figure 15 : Phases du cycle cardiaque
Tiré de Marieb et al, 2010
valves auriculo-ventriculaires. Son but premier est de propulser le sang du cœur gauche aux organes du corps et celui du cœur droit, aux poumons [8, 48]. Cette phase se nomme aussi « éjection systolique ». La diastole, quant à elle, est la phase de relaxation. Elle débute au moment où la valve aortique et pulmonaire se ferment jusqu’à la fin du remplissage en provenance de l’oreillette (et fermeture de la valve auriculo-ventriculaire). Quatre stades caractérisent la diastole, soit :
1. La relaxation isovolumétrique; 2. Le remplissage rapide du ventricule; 3. La diastase;
4. La systole auriculaire.
Ces stades seront décrits brièvement ci-dessous. Pour les biens du présent texte, nous nous concentrerons sur la diastole ventriculaire gauche.
La relaxation isovolumétrique
La relaxation isovolumétrique est la première phase de la diastole. Elle débute lorsque la valve aortique se ferme et se poursuit jusqu’à l’ouverture de la valve mitrale [8]. Tel que son nom l’indique, il n’y a pas de changement de volume pendant cette phase. Cependant, la pression ventriculaire chute drastiquement pendant la relaxation isovolumétrique. La vitesse du déclin de la pression dans la cavité est mesurée par une formule mathématique tenant compte de quatre variables : (1) la pression dans le ventricule au moment où la valve aortique se ferme, (2) la pression à la fin de la relaxation isovolumétrique, soit lorsque la valve mitrale s’ouvre, (3) le temps entre ces deux étapes, ainsi (4) qu’une constante nommée valeur de T (T value) [8]. Une valeur de T élevée signifie une relaxation lente
alors qu’une valeur T basse signifie une relaxation rapide. Cette dernière est souhaitable pour une meilleure santé cardiaque. Avant que la valve mitrale ne s’ouvre, la pression à l’intérieur du ventricule gauche diminue jusqu’à être inférieure à la pression de l’oreillette gauche. Cette différence de pression entraîne inévitablement l’ouverture de la valve mitrale et le début de la phase 2 de la diastole [8], le remplissage rapide.
Le remplissage rapide du ventricule
La deuxième phase de la diastole est le remplissage rapide du ventricule gauche. Logiquement, comme la première phase se termine avec l’ouverture de la valve mitrale, cette phase caractérise le début du remplissage [8]. L’abaissement progressive de la pression qui s’observe dans le ventricule, potentialisé par le recul élastique du muscle ventriculaire, produit un effet de succion qui attire rapidement le volume sanguin se situant dans l’oreillette gauche. Plus le ventricule gauche relaxera rapidement, plus grand sera le gradient de pression entre les deux chambres et plus vite entrera le sang en provenance de l’oreillette [8]. Les deux tiers du volume sanguin entrent dans le ventricule pendant cette phase de remplissage rapide. Lorsque les pressions s’équilibrent entre la chambre supérieure et la chambre inférieure, le remplissage rapide est terminé [8]. L’étape suivante est la diastase.
Diastase
La diastase survient immédiatement avant la contraction auriculaire; c’est le moment pendant lequel les pressions entre l’oreillette gauche et le ventricule gauche sont égales. Bien qu’il reste du sang dans l’oreillette, ce dernier ne s’écoule pas, ou peu, comme le gradient de pression est nul [8]. Il faudra une contraction auriculaire pour terminer le remplissage ventriculaire.
La systole auriculaire
La dernière phase de la diastole est caractérisée par la contraction auriculaire, qui augmente la pression dans l’oreillette et permet l’écoulement du sang restant vers le ventricule déjà rempli aux deux tiers. Ainsi, le ventricule se remplira à pleine capacité et sera prêt pour l’éjection systolique [8].
Les déterminants de la fonction diastolique
Respectant les phases de la diastole, les déterminants de cette dernière sont :
1. La relaxation active du myocarde : s’étendant de la première à la deuxième phase de la diastole, la relaxation du myocarde implique l’utilisation d’énergie, l’adénosine triphosphate (ATP), ainsi que le transfert de calcium hors des myocytes [8, 48]. Une altération au niveau de l’un ou l’autre de ces mécanismes, comme en cas d’hypercalcémie pourrait ralentir la vitesse de relaxation du myocarde et ainsi retarder le remplissage [8].
2. La compliance ventriculaire gauche : le ratio de différence de volume sur la différence de pression du ventricule (dV/dP) caractérise la compliance du ventricule gauche. L’inverse de la compliance se nomme « rigidité » ventriculaire et est représentée par la formule inverse, soit dP/dV. La compliance ventriculaire gauche est dépendante de plusieurs facteurs : l’élasticité du myocarde, la taille et la forme de la chambre ventriculaire ainsi que l’épaisseur de ses parois, les gradients de pressions auriculo-ventriculaires, la pression pleurale, pour n’en nommer que quelques-uns [8]. La compliance ventriculaire est entre autres définie par la compliance intrinsèque du myocarde. La rigidité intrinsèque du myocarde survient secondairement à une suraccumulation de collagène dans le myocarde, suite à une hypertrophie résultant d’un surcroît de pression à long terme, par exemple. Normalement, le collagène présent dans le muscle cardiaque joue un rôle de conversion des forces contractiles des myocytes en pression intraventriculaire. La
quantité de collagène est aussi déterminante de la forme et de la taille du ventricule [8].
3. La fonction auriculaire : l’oreillette gauche joue principalement deux rôles dans la diastole. Tout d’abord, le remplissage rapide du ventricule gauche fait d’elle un réservoir, le sang passant passivement de la chambre auriculaire à la chambre ventriculaire. Deuxièmement, son rôle devient actif lors de la contraction auriculaire et permet ainsi le remplissage des derniers 20 à 30% de volume ventriculaire manquant pour une diastole complète. Avec la vieillesse ou en cas de troubles cardiaques, la proportion de sang éjecté de l’oreillette tendera à augmenter pour compenser une diastole « passive » déficiente et maintenir un débit cardiaque adéquat [8].
S’additionnent à ces trois déterminants la fréquence cardiaque, ayant un impact sur le débit cardiaque, ainsi que le péricarde, qui peut faire un effet d’étau empêchant une dilatation optimale du ventricule lors du remplissage, comme en cas de péricardite constrictive [8].
Dysfonction diastolique et insuffisance cardiaque
L’insuffisance cardiaque est divisée en deux grands groupes, soit l’insuffisance cardiaque avec fraction d’éjection réduite (HFrEF) et l’insuffisance cardiaque avec fraction d’éjection préservée (HFpEF). Cette dernière est aussi nommée « insuffisance cardiaque diastolique ». Les études démontrent que la forme d’insuffisance cardiaque avec fonction d’éjection maintenue aurait une prévalence de près de 50% [8]. Les critères diagnostiques d’une dysfonction cardiaque sont nombreux et controversés. Si les critères cités dans les lignes directrices sont rencontrés et qu’en plus, un patient présente des signes et symptômes d’insuffisance cardiaque accompagnés d’une fraction d’éjection supérieure à 50% (préservée), un diagnostic de HFpEF pourrait alors être posé selon le Working group for the
European Society of Cardiology [8]. Cependant, il est possible qu’un individu souffre de
DDVG sans se rendre compte que son problème de santé soit de nature cardiaque. En effet, les symptômes reliés à la DDVG sont non-spécifiques : par exemple, la fatigue et l’essoufflement pourraient être attribuables à une foule d’autres conditions. Les critères de
Tableau 2 : Critères de Framingham pour l’insuffisance cardiaque
Framingham (Tableau 2) seraient plus spécifiques pour établir un diagnostic d’insuffisance cardiaque [8, 62].
L’échocardiographie
L’échocardiographie est un examen d’imagerie médicale sécuritaire permettant de visualiser la structure cardiaque ainsi qu’en apprécier sa fonction. Les ultrasons pour examiner le cœur ont été utilisés pour la première fois en 1950 par un chercheur allemand nommé W.D. Keidel [63]. Différentes techniques sont utilisées pour évaluer un certain nombre de variables, lesquelles comportent des points forts et des limitations. Parmi ces techniques, la plus traditionnelle est certainement celle du Doppler qui évalue le débit au niveau de la valve mitrale ainsi qu’au niveau des veines pulmonaires [8]. Cela fait maintenant plus de 25 ans que cet examen est utilisé et reconnu pour étudier la dysfonction diastolique [6]. Les techniques les plus récentes sont celles du Doppler tissulaire et du Doppler couleur « M-mode » [8]. Toutes évaluent la compliance, la relaxation et le
Critères majeurs
Dyspnée ou orthopnée paroxystique nocturne Distension des veines du cou
Râles
Cardiomégalie
Œdème pulmonaire aigu Bruit cardiaque S3
Pression veineuse augmentée > 16 cm H2O
Temps de circulation > 25 secondes Reflux hépato-jugulaire
Critères mineurs
Œdème au niveau des chevilles Toux nocturne
Dyspnée à l’effort Hépatomégalie Effusion pleurale
Capacité vitale ≤ 1/3 du maximum normal Tachycardie (fréquence > 120 batt/min Critère majeur ou
mineur Perte de poids > 4,5 kg en 5 jours en réponse au traitement
remplissage du ventricule gauche. Ces dernières techniques ont l’avantage de fournir un résultat indépendant de la précharge [8], donc plus précises.
Les modalités échocardiographiques permettant d’évaluer la dysfonction diastolique évaluent le débit sanguin au niveau de la valve mitrale, au niveau des veines pulmonaires ou au niveau de l’anneau mitral. Indépendamment des localisations précédemment mentionnées, les techniques utilisées sont le Doppler pulsé, le Doppler tissulaire et le Doppler couleur « M-mode » [6, 8].
1. Technique du Doppler pulsé :
a. Le temps de relaxation isovolumétrique (IVRT) :
i. L’IVRT fourni de l’information sur la durée de la période de relaxation rapide du ventricule gauche ou sur la pression auriculaire, tout dépendant de l’importance de la DDVG. Dans le premier cas, si la relaxation est prolongée en raison d’une anomalie du myocarde au niveau ventriculaire, ceci entraîne un retard dans l’ouverture de la valve mitrale et une augmentation de l’IVRT. Cela se rencontre dans le premier stade de dysfonction diastolique, tel qu’il le sera expliqué ci-dessous. À l’inverse, l’IVRT est raccourci alors que la pression auriculaire augmente, proportionnellement à la progression de la DDVG. L’observation de l’IVRT nécessite que la sonde Doppler soit placée à l’apex pour visualiser les quatre chambres cardiaques à la fois [6, 8]. Une valeur normale d’IVRT se situe aux alentours de 67 ± 8 ms pour les adultes entre 21 et 40 ans, 74 ± 7 ms pour ceux entre 41 et 60 ans et 87 ± 7 ms pour ceux âgés de plus de 60 ans [64]. b. Le débit mitral : l’évaluation du débit mitral est le paramètre le plus
important pour évaluer la DDVG. En plaçant la sonde Doppler à l’apex, il est possible d’observer toutes les chambres cardiaques en même temps et
Figure 16 : Exemple d’image obtenue à l’échocardiographie, au Doppler pulsé,
au niveau mitral.
Tiré de Nagueh et al. J Am S Echo, 2009
ainsi apprécier les gradients de pression auriculo-ventriculaires [6]. Les mesures obtenues sont décrites ci-dessous.
i. E/A : En obtenant les mesures des ondes E et A, il est possible de calculer le ratio E/A (Figure 16). L’onde E représente la vélocité maximale au moment du remplissage rapide du ventricule gauche alors que l’onde A représente la vélocité maximale au moment du remplissage tardif, suivant la systole auriculaire [6]. Cette mesure aide à déterminer le grade de dysfonction diastolique. Un ratio E/A normal est de 1,53 ± 0,40 entre 21 et 40 ans, puis diminue à 1,28 ± 0,25 et 0,96 ± 0,18 entre 41 et 60 puis au-delà de 60 ans, respectivement [64].
ii. Temps de décélération (DT) : Le DT est le temps écoulé entre le début de l’onde E et la fin du remplissage rapide, donc juste avant la systole auriculaire [6]. Plus la chambre ventriculaire sera rigide, plus ce temps sera long. Subséquemment, le DT tendra normalement à augmenter avec l’âge : 166 ± 14 ms dans la vingtaine et la trentaine
vs. 181 ± 19 dans les deux décennies suivantes. Il sera aux alentours de 200 ± 29 ms chez les plus de 60 ans [64].
c. Débit des veines pulmonaires : évalué à la jonction entre les veines pulmonaires et l’oreillette gauche, cette mesure fournit de l’information sur les facteurs qui affectent le remplissage auriculaire. Quoique plus difficile à obtenir et à mesurer que les autres paramètres, cette évaluation doit aussi se faire en observant les quatre chambres cardiaques, à l’apex [6].
i. S/D : En obtenant les mesures des ondes S et D, il est possible de calculer le ratio S/D (Figure 17). L’onde S fourni un estimé de la vélocité du débit systolique; elle est caractérisée par la vélocité du volume sanguin suivant la systole alors que l’onde D donne un estimé de la vélocité du débit diastolique au niveau pulmonaire. Un changement à la hausse du ratio S/D est relié à un grade plus avancé de dysfonction diastolique, c’est-à-dire lorsque la pression auriculaire s’élève et que sa contractilité diminue [6]. Le ratio est généralement inférieur à 1 avant 40 ans pour ensuite s’inverser, après 40 ans [64].
ii. Ar-A. : La vélocité du débit inverse au niveau des veines pulmonaires est représentée par l’onde Ar (r pour « rétrograde », Figure 17). La durée de l’onde Ar augmente normalement avec des pressions de remplissage augmentées. Ainsi, la soustraction de la durée de l’onde Ar par l’onde A, expliquée précédemment, nous renseigne sur les pressions ventriculaires et, également, sur les pressions au niveau auriculaire en fin de diastole qui sont généralement augmentées. Une valeur de cette différence supérieure à 30 ms est anormale [6].
Figure 17 : Exemple d’image obtenue à l’échocardiographie, au Doppler pulsé, au
niveau des veines pulmonaires.
Tiré de Nagueh et al. J Am S Echo, 2009 2. Technique du Doppler tissulaire :
a. Parois latérales et septales : les ondes E, A et S peuvent être mesurées au niveau des parois latérales et septales. Les deux premières sont les plus utilisées et sont exprimées en tant que E’ et A’ (Figure 18) [6]. Il est recommandé d’en calculer la moyenne pour une évaluation globale de la fonction diastolique ventriculaire gauche [64].
Figure 18 : Exemple d’image obtenue à l’échocardiographie, au Doppler tissulaire, au
niveau du septum.
Tiré de Nagueh et al. J Am S Echo, 2009
i. E/E’ : Le ratio E/E’ prédit les pressions de remplissage ventriculaire gauche. L’onde E, décrite précédemment, est divisée par l’onde E’. L’onde E’ est obtenue en évaluant la vélocité de la paroi myocardique au niveau de l’anneau mitral. L’avantage de cette technique est qu’elle est indépendante de la précharge en cas de dysfonction diastolique; elle ne dépend donc que de la capacité de relaxation du ventricule gauche dans cette situation. Mesurée aux parois latérales et
Figure 19 : Exemple d’image obtenue à l’échocardiographie, au Doppler couleur M-Mode,
au niveau de l’apex.
Tiré de Nagueh et al. J Am S Echo, 2009
septales, il est recommandé que la valeur moyenne de ces deux mesures soit utilisée à des fins de diagnostic [6]. Un ratio E/E’ supérieur à 15 est associé à des pressions de remplissage augmentées [8].
3. Technique du Doppler couleur « M-mode »
a. Vélocité de la propagation du débit (Vp) : Cette dernière technique évalue la vélocité de la propagation du débit sanguin de l’anneau mitral jusqu’à l’apex (Figure 19) [6, 64]. Concrètement, cette mesure démontre l’ampleur du recul élastique et la vitesse de la relaxation active et rapide, donc de la force de succion du ventricule gauche. Une Vp supérieure à 50-55 cm/s est signe d’une propagation altérée du débit et peut signaler une fonction diastolique anormale [8, 64].
Les grades de dysfonction diastolique
La DDVG telle qu’évaluée à l’échocardiographie peut être catégorisée en quatre grades (Tableau 3). Dans l’ordre, le grade 1, dit léger, est caractérisé par une relaxation active retardée du ventricule gauche. Bien que la pression au niveau de l’oreillette gauche soit normale, le gradient de pression entre la chambre supérieure et inférieure se trouve diminué lors de l’ouverture de la valve mitrale, ce qui entraîne une diminution de la force de succion du ventricule gauche. À l’échocardiographie, cela est appréciable par un délai avant l’ouverture de la valve mitrale et se traduit par une relaxation isovolumétrique ralentie. Ainsi, l’image à l’échocardiographie démontre une onde E réduite en intensité, suivie d’une onde A proéminente. Le ratio E/A se trouve donc renversé [6]. Plus précisément, il est égal ou inférieur à 0,75 [9]. Le grade 2, un profil pseudonormal ou dysfonction modérée, est aussi caractérisé par une relaxation ralentie du ventricule gauche, un gradient auriculo- ventriculaire diminué et une force de succion ventriculaire gauche réduite. Plutôt qu’être attiré par la succion ventriculaire à l’ouverture de la valve mitrale, le volume de sang provenant de l’oreillette gauche est plutôt propulsé grâce à une pression auriculaire accrue. Ce grade est nommé « pseudonormal » car, en raison de la pression augmentée à l’oreillette gauche, le temps de relaxation isovolumétrique redevient normal. L’image obtenue à l’échocardiographie démontre une onde E et une onde A plus aiguës, quoi que le ratio soit similaire au profil normal (E/A >1) [6]. La manœuvre de Valsalva (expiration forcée tout en gardant le nez et la bouche fermés), est utilisée pour distinguer le profil normal du profil