fonctions physiologiques.

1.1.1 Généralités

Au point de vue anatomique, le cœur est décrit comme un organe conique situé dans la cavité centrale du thorax, le médiastin. Chez l’humain, son poids varie entre 250 et 350g. Il se situe entre la colonne vertébrale et le sternum et il est bordé latéralement par les poumons. Sa base fait face à l’épaule droite et son apex, qui repose sur la face supérieure du diaphragme, pointe vers la hanche gauche.

Au point de vue physiologique, le cœur agit comme une double pompe rythmée et a pour rôle de propulser le sang à travers les vaisseaux sanguins afin de procurer constamment à chacune des cellules de l’organisme l’oxygène et les nutriments nécessaires et à les libérer des déchets excrétés. Pour accomplir cette tâche fondamentale, le cœur possède un mécanisme hautement spécialisé basé sur un fin couplage entre son système de conduction et son système de contraction.

En effet, d’une part, le cœur comporte un système de conduction électrique intrinsèque comprenant un centre rythmogène, dont le rôle est d’initier la formation d’un influx à une fréquence régulière, adaptée aux besoins particuliers de l’organisme à un moment précis. Ce système de conduction comporte aussi un réseau de cellules spécialisées pour la conduction qui permettent la propagation de chacun des influx générés par le centre rythmogène à l’ensemble des cellules cardiaques, de façon synchronisée.

D’autre part, le cœur nécessite un système de contraction efficace lui permettant de propulser 5 à 6 litres de sang dans l’ensemble de l’organisme à travers un réseau de vaisseaux sanguins, avec un débit d‘environ 5,0 à 5,5

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L/min. Pour ce faire, le cœur comporte une épaisse couche de cellules musculaires contractiles rattachées par un squelette formé de fibres de tissu conjonctif entrelacées. À cela s’ajoute la présence d’un système d’ouverture et de fermeture de valves qui permet d’éviter le reflux sanguin, lequel constituerait une dépense énergétique très coûteuse.

En fin, le couplage excitation-contraction intracardiaque permet de produire un travail coordonné du cœur de sorte que celui-ci se contracte efficacement et permette une éjection optimale du sang à travers l’organisme. L’étude détaillée de la structure anatomique et du rôle physiologique des systèmes de conduction et de contraction cardiaques est essentielle à la compréhension du fonctionnement normal du cœur et des changements qui surviennent en conditions pathologiques.

1.1.2 Le système de conduction

1.1.2.1 Le système cardionecteur

Le système de conduction intrinsèque cardiaque est composé d’un système cardionecteur en association avec la présence de jonctions ouvertes entre les cellules. Le système cardionecteur est constitué de cellules cardiaques non contractiles spécialisées pour la conduction électrique, appelées cellules cardionectrices. Ces cellules produisent des potentiels d’action se propageant dans le cœur de façon coordonnée, de sorte que celui-ci se contracte efficacement. Les cellules cardionectrices sont organisées en différentes régions spécialisées : (1) le nœud sinusal, 2) le nœud auriculo-ventriculaire, (3) le faisceau de His, (4) les branches droites et gauches du faisceau de His, (5) les myofibres de conduction des parois ventriculaires, ou fibres de Purkinje (Marieb, 1998).

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Le nœud sinusal, situé dans la paroi de l’oreillette droite, juste sous l’ouverture de la veine cave supérieure, est le centre rythmogène. Cet amas de cellules spécialisées se dépolarise typiquement de 70 à 75 fois par minute, chez l’humain. L’onde de dépolarisation traverse ensuite le myocarde atrial, à une vitesse d’environ 1 m/s, pour être transmise jusqu’au nœud auriculo- ventriculaire. La conduction internodale atrial demeure mal définie. Il a été suggéré qu’elle pourrait être effectuée via des faisceaux de cellules semi- différenciées, en transition entre les cellules contractiles travaillantes du myocarde atriales et les cellules conductrices spécialisées retrouvées au niveau du nœud auriculo-ventriculaire, qui traverseraient l’oreillette droite et permettrait la connexion du noeud sinusal au nœud A-V. Cependant, cette hypothèse demeure controversée et certains auteurs suggèrent que la conduction pourrait également s’effectuée par les cellules contractiles du myocarde auriculaire (Anderson et Ho, 1998). Le nœud auriculo-ventriculaire (nœud A-V), localisé à droite du septum auriculaire postérieur, retarde alors l’influx de près de 100ms, de sorte que les oreillettes puissent achever leur contraction avant que les ventricules n’amorcent la leur. Il constitue l’unique connexion électrique existante entre les cellules musculaires auriculaires et ventriculaires, dans un cœur normal. L’influx provenant du nœud A-V parcourt ensuite le faisceau de His, qui se divise en branches droite et gauche, puis traverse les fibres de Purkinje, qui pénètrent dans l’apex du cœur et remontent dans les parois des ventricules. Le nœud auriculo-ventriculaire ainsi que le faisceau de His comprennent aussi des cellules cardionectrices qui se dépolarisent spontanément. Cependant, en condition physiologique normale, leur dépolarisation se produit à une fréquence beaucoup moins élevée que celle qui survient dans le nœud sinusal, soit environ 50 fois par minute pour le nœud AV et environ 30 fois par minute pour le faisceau de His. Puisque la fréquence de dépolarisation du nœud sinusal est supérieure à celle des autres régions du système de conduction, il règle la cadence de tout le système de conduction, et par conséquent, il contrôle la fréquence cardiaque (Marieb, 1998; Guyton, 1996).

Figure 1.

P

Q

R

S

T

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1.1.2.2 L’électrocardiogramme

Lors de la propagation d’un influx électrique cardiaque, le courant électrique se dissipe dans les tissus environnant du cœur. L’enregistrement obtenu à l’aide d’électrodes positionnées à la surface de la peau, qui permet de détecter le potentiel électrique généré par ces courants, est appelé électrocardiogramme (figure 1). Un électrocardiogramme normal est principalement composé d’une onde P, d’un complexe QRS et d’une onde T. L’onde P provient du potentiel généré par la dépolarisation des oreillettes, alors que le complexe QRS représente la dépolarisation des ventricules. Quant à l’onde T, elle est la conséquence de la repolarisation ventriculaire. L’absence d’une onde de repolarisation auriculaire visible sur l’électrogramme serait due à sa superposition au complexe QRS, qui masquerait le signal de cette dernière étant donné sa plus forte amplitude. Certains intervalles sont fréquemment utilisés comme paramètres de la fonction cardiaque. Par exemple, l’intervalle P- Q (aussi appelé P-R) représente le délai entre l’excitation des oreillettes et celle des ventricules. L’intervalle Q-T représente l’ensemble du cycle de dépolarisation-repolarisation des ventricules. Enfin, la fréquence cardiaque peut être calculée à partir de l’électrocardiogramme, puisqu’elle est la réciproque de la durée d’un cycle cardiaque (Marieb, 1998).

1.1.2.3 Le potentiel d’action

La propagation d’un influx, depuis le nœud sinusal jusqu’aux cellules musculaires des parois des ventricules, se produit sous la forme de potentiel d’action. Le potentiel d’action consiste en une série de changements du potentiel membranaire cellulaire, lequel est dépendant de la différence de concentration de chaque ion entre le milieu extracellulaire et le milieu intracellulaire et de sa perméabilité membranaire (équation de Goldman-Hodgkin-Katz). Ainsi, le changement de perméabilité de la membrane plasmatique à différents ions,

Figure 2.