Propriétés mécaniques : fonctions diastoliques et systoliques

significative les performances cardiaques (Regan et coll. 1974, Feuvray et coll. 1979).

Dans un premier temps, la cardiomyopathie diabétique se caractérise, sur le plan

mécanique, par une altération de la fonction diastolique, responsable du processus de

relaxation myocardique. Ce processus permet au cœur, dans des conditions normales, de

revenir à des conditions initiales de longueur et de force. Il est relié à la fin de l’interaction

de l’actine et de la myosine et au départ du calcium de la troponine C. Les anomalies de

cette fonction diastolique caractéristiques de la cardiomyopathie diabétique sont la

conséquence d’un ralentissement de la relaxation ventriculaire et/ou d’une diminution de la

compliance. Les études cliniques comme expérimentales s’accordent à dire que les

paramètres de la relaxation active sont altérés dans le myocarde diabétique en l’absence de

toutes autres maladies cardiaques (Fein et coll. 1980, Zarich et coll. 1988, Litwin et coll.

1990, Ishikawa et coll. 1999, Rajan et coll. 2002, Shen et coll. 2005). En effet, l’ensemble

des études s’accordent sur le fait que le diabète prolonge significativement la phase de

relaxation laquelle est exprimée en terme de durée de relaxation, de vitesse maximale de

relaxation ou d’aire sous la courbe de la phase de relaxation (Fein et coll. 1980, Rodgers

1986, Davidoff et coll. 1990, Litwin et coll. 1990, Bouchard et Bose 1991, Brown et coll.

1993, Kotsanas et coll. 2000, Ren et Bode 2000, Trost et coll. 2002). Les caractéristiques

de cette fonction anormale incluent donc une augmentation de la durée et une réduction du

rythme de la relaxation ventriculaire (dépression de -dP/dt) mesurée dans des muscles

ventriculaires isolés (Fein et coll. 1980) et dans des cœurs isolés travaillants (Rodgers

1986, Davidoff et coll. 1990). Ces dysfonctions au niveau des propriétés actives de la

relaxation myocardique sont apparentes dès 4-6 jours après l’induction du diabète (Ren et

Davidoff 1997) et peuvent être observés dans diverses conditions incluant différentes

longueurs de muscle, différentes fréquences de stimulations et diverses concentrations en

calcium, glucose ou norépinephrine.

Par ailleurs, l’altération de la fonction diastolique peut aussi être la conséquence d’une

modification des propriétés élastiques passives du ventricule gauche. En effet, le diabète

est fortement associé à une diminution de la compliance ventriculaire, résultat d’une

augmentation du tissu conjonctif interstitiel notamment liée à une accumulation de

glycoprotéines (triglycérides) et de collagène. Ainsi, une pression élevée du ventricule

gauche mesurée en fin de diastole est également caractéristique de la cardiomyopathie

diabétique (Litwin et coll. 1990, Tsuchida et coll. 1994, Maghoub et Abd-Elfattah 1998,

Golfman et coll. 1999). Bien que la raideur passive du myocarde ne soit pas élevée dans le

cœur de rat diabétique 3 à 4 semaines après l’injection de 65 mg/kg de STZ, la pression

ventriculaire en fin de diastole est augmentée (Litwin et coll. 1990, Tsuchida et coll. 1994,

Golfman et coll. 1999), résultat d’une accentuation de la rigidité de la paroi cardiaque

(Litwin et coll. 1990). Ces données suggèrent donc une diminution de la compliance

diastolique au cours de la cardiomyopathie diabétique. Selon Litwin et coll. (1990), les

animaux diabétiques présentent les caractéristiques précoses d’une cardiomyopathie

dilatée. Si cette diminution de la compliance ventriculaire est également retrouvé chez le

chien normoglycémique après un an de diabète induit par injection d’alloxan (Regan et

coll. 1974, 1981), elle ne l’est pas dans le cœur de rat 8 semaines après l’injection de 55

mg/kg de STZ, bien que la pression ventriculaire développée soit diminuée (Penpargkul et

coll. 1981).

Quoiqu’il en soit, les anomalies de la fonction diastolique ont pour conséquence une

diminution du remplissage ventriculaire qui sera à la base de la détérioration de la fonction

pompe et à long terme de l’insuffisance cardiaque.

En outre, une diminution de la fonction systolique est très souvent associée à ces

altérations de la fonction diastolique. Elle apparaît généralement plus tardivement. En

effet, il est désormais bien admis que les dommages diastoliques précèdent les dommages

systoliques chez l’animal mais aussi chez l’homme (Raev 1993, 1994, Mihm et coll. 2001).

Ainsi, aux stades avancés, les dysfonctions systoliques ventriculaires gauches deviennent

prédominantes (Hamby et coll. 1974, Reagan et coll. 1977, Mahgoub et Abd-Elfattah

1998) avec pour conséquence une modification des paramètres de la contraction cardiaque.

En effet, une contractilité cardiaque altérée est génaralement retrouvée au cours du diabète

(Fein et coll. 1980, Penpargkul et coll. 1980, Zarich et coll. 1988, Litwin et coll. 1990, Ren

et Davidoff 1997, Ishikawa et coll. 1999, Kotsanas et coll. 2000, Rithalia et coll. 2004,

Shen et coll. 2005). En effet, la force contractile des animaux atteints de diabète chronique

est déprimée (Fein et coll. 1980, Penpargkul et coll. 1980, Vadlamuldi et Mc Neill 1980,

Fein et coll. 1981, Schaible et coll. 1983, Pierce et Dhalla 1985). Ces dysfonctions

systoliques se manifestent également par une diminution du pic de pression systolique,

développée par le ventricule gauche (Penparkgul et coll. 1980, Maghoub et Abd-Elfattah

1998), par un rythme plus lent de développement de la pression systolique du ventricule

gauche et donc par un rythme plus lent de contraction (dépression de + dP/dt) (Fein et coll.

1980, Penpargkul et coll. 1980, Liu et coll. 1997, Maghoub et Abd-Elfattah 1998). De plus,

la vitesse maximale de contraction à charge nulle (Vmax) est l’index qui reflète le mieux

les propriétés contractiles intrinsèques de la fibre musculaire cardiaque. La Vmax mesurée

sur le muscle ventriculaire est diminuée chez le rat diabétique (Fein et coll. 1980). Une

dépression de la relation force-vitesse est observée dans les muscles ventriculaires au cours

du diabète. Ainsi, la Vmax de contraction isométrique mesurée sur le muscle ventriculaire

est diminuée à toutes les charges testées chez le rat diabétique et la durée de la contraction

isométrique est également allongée (Fein et coll. 1980). Malgré ces altérations, l’amplitude

de la contraction n’est pas altérée par le diabète (Fein et coll. 1980, Ishikawa et coll. 1999,

Rithalia et coll. 2004). L’ensemble de ces modifications contractiles se traduit par une

diminution concomitante du débit cardiaque (Penpargkul et coll. 1980) qui associée aux

altérations de la fonction de relaxation sont à la base de la détérioration de la fonction

cardiaque et à long terme de l’insuffisance cardiaque.

Notons que l’ensemble de ces altérations des fonctions diastoliques et systoliques sont au

moins partiellement réversées avec un traitement à l’insuline chez des animaux diabétiques

(Litwin et coll. 1990).

1.4.3. La phase transitoire dans le développement de la