Étude des mécanismes métaboliques et athérosclérotiques impliqués dans la dégénérescence des bioprothèses valvulaires

Étude des Mécanismes Métaboliques et

Athérosclérotiques impliqués dans la

Dégénérescence des Bioprothèses Valvulaires

Thèse

Haïfa Mahjoub

Docorat en Médecine Expérimentale

Philosophiae Doctor (Ph.D.)

Québec, Canada

© Haïfa Mahjoub, 2014

Résumé

280 000 prothèses valvulaires sont implantées chaque année à travers le monde pour traiter des valvulopathies. Le remplacement valvulaire a amélioré le pronostic des patients atteints de valvulopathies. La tendance ces dix dernières années est en faveur de l’implantation des prothèses biologiques ou bioprothèses par rapport aux prothèses mécaniques et actuellement, près de 80% des valves implantées sont des bioprothèses (BPs). Les BPs sont moins thrombogènes que les prothèses mécaniques et ne nécessitent généralement pas de traitement anticoagulant mais leur principal inconvénient est leur durée de vie limitée. La dégénérescence structurelle de la bioprothèse (DSB) est la cause principale de sa dysfonction, elle consiste en une calcification des feuillets qui entraîne une sténose progressive de la BP et/ou une déchirure de feuillet responsable d’une régurgitation. On estime que 20 à 30% des BPs présenteraient un certain degré de dysfonction 10 ans après l’implantation. La DSB est donc la principale limitation à l’utilisation des BPs et aucun moyen efficace de traitement de la bioprothèse avant l’implantation n’a pu être établi pour stopper ou éviter la progression de la DSB. Cependant, des études récentes suggèrent que la DSB serait un processus complexe incluant plusieurs mécanismes : une inflammation liée à la présence de lipides qui ressemblerait au phénomène d’athérosclérose, un dépôt de calcium lié à un métabolisme phospho-calcique dysfonctionnel et une réponse immune. Ainsi de nouvelles perspectives de recherche pourraient aboutir au développement d’approches thérapeutiques que ce soit dans le choix de la prothèse ou le traitement à instituer au moment de la chirurgie afin de prévenir la DSB. Néanmoins, pour développer de nouvelles stratégies efficaces afin d’éviter la DSB, il est d’abord nécessaire de comprendre les mécanismes qui aboutissent à la DSB et d’identifier les facteurs liés à la prothèse ainsi que les facteurs cliniques et métaboliques liés au patient qui sont impliqués dans ces processus et en particulier ceux qui sont modifiables.

L’objectif général du projet est d’élucider les mécanismes impliqués dans la pathogénèse

de la dégénérescence structurelle des bioprothèses aortiques et d’identifier les facteurs cliniques et métaboliques qui déterminent de façon indépendante ce processus pathologique.

Summary

Worldwide it is estimated that 280 000 valve substitutes are implanted each year to replace diseased heart valves. Hence, valve replacement has improved the outcome of patients with valvular heart diseases. The trend over the last decade is towards the use of biological valves or bioprotheses instead of mechanical valves and at the present time, nearly 80% of the implanted valve substitutes are bioprostheses (BPVs). BPVs have a low thrombogenicity, which generally obviates the need for anticoagulation. However, the use of BPVs is still plagued by their limited durability. Structural valve deterioration (SVD) is the major cause of bioprosthetic valve failure expressed clinically by a progressive prosthetic stenosis due to leaflet calcification and/or by regurgitation due to leaflet tear. It is estimated that 20-30% of implanted BPVs will have some degree of dysfunction at 10 years. Thus, SVD is a major hurdle to the widespread utilization of BPVs. Unfortunately, there are currently no effective means by which progression of SVD may be reduced or stopped by the treatment of valve tissues before implantation. However, recent studies suggest that SVD is a complex process probably modulated by several mechanisms including an atherosclerotic-like lipid-mediated inflammation, a calcium deposit induced by a dysfunctional phospho- calcic metabolism and an immune response. Therefore, new directions of research could lead to the development of treatment approaches for the prevention of SVD such as the choice of a specific type of BPV or the initiation of a treatment at the time of valve replacement. Nonetheless, to develop new efficient treatments to avoid BPV failure, it is first required to understand the mechanisms leading to BPV SVD and to identify the factors related to the BPV itself and to the patient clinical and metabolic factors, especially the modifiable ones, that are involved in these processes.

The general objective of the study is thus to elucidate the mechanisms implicated in the

pathogenesis of structural valve deterioration of aortic bioprostheses and to identify the clinical and metabolic factors that independently determine this pathologic process.

Table des matières

RÉSUMÉ  ...  III

SUMMARY  ...  V

TABLE  DES  MATIÈRES  ...  VII

LISTE  DES  TABLEAUX  ...  XIII

LISTE  DES  FIGURES  ...  XV

LISTE  DES  ABRÉVIATIONS  ET  ACRONYMES  ...  XXI

REMERCIEMENTS  ...  XXV

AVANT-­‐PROPOS  ...  XXXI

INTRODUCTION  ...  1

1

1.1   LE  CŒUR  :  ANATOMIE  ET  PHYSIOLOGIE  ...  7  

1.1.1

1.1.2

1.2   LES  VALVES  CARDIAQUES  ...  14  

1.2.1

1.2.2

1.2.3

1.2.4

1.2.5

2

2.1   LA  STÉNOSE  AORTIQUE  ...  24  

2.1.1

2.1.2

2.1.3

2.1.4

2.1.5

2.1.6

2.1.7

2.2   L’INSUFFISANCE  AORTIQUE  ...  59  

2.2.1

2.2.2

2.2.3

3

3.1.1

3.1.2

3.2   LES  INDICATIONS  ...  90  

3.2.1

3.2.2

3.2.3

3.3   LE  REMPLACEMENT  VALVULAIRE  AORTIQUE  ...  95  

3.3.1

3.3.2

3.3.3

3.3.4

3.3.5

3.4   L’IMPLANTATION  PERCUTANÉE  DE  PROTHÈSES  AORTIQUES  ...  113  

3.4.1

3.4.2

3.5   LA  PLASTIE  VALVULAIRE  AORTIQUE  ET  LA  VALVULOTOMIE  AORTIQUE  ...  118  

3.6   LE  REMPLACEMENT  DE  LA  RACINE  AORTIQUE  ...  119  

3.7   LES  RÉSULTATS  DU  TRAITEMENT  DE  LA  MALADIE  VALVULAIRE  AORTIQUE  ...  120  

3.7.1

3.7.2

3.8   LE  SUIVI  POST-­‐OPÉRATOIRE  ...  124  

3.8.1

3.8.2

3.8.3

4

4.1   LA  PATHOGÉNÈSE  DE  LA  DÉGÉNÉRESCENCE  STRUCTURELLE  DES  BIOPROTHÈSES  ...  149  

4.1.1

4.1.2

4.1.3

4.1.4

4.1.5

4.2   LES  FACTEURS  QUI  INFLUENCENT  LA  DÉGÉNÉRESCENCE  STRUCTURELLE  DES  BIOPROTHÈSES  ...  160  

4.2.1

4.2.2

4.3   HYPOTHÈSES  CONCERNANT  LES  MÉCANISMES  RESPONSABLES  DE  L’ASSOCIATION  ENTRE  LES   FACTEURS  DE  RISQUE  MÉTABOLIQUES  ET  LA  DSB  ...  166  

4.3.1

4.3.2

4.3.3

5

5.1   OBJECTIFS  ...  177   5.1.1

6

6.1   RÉSUMÉ  ...  182   6.2   ABSTRACT  ...  183   6.3   INTRODUCTION  ...  185   6.4   METHODS  ...  186   6.4.1

6.4.3

6.4.4

6.4.5

6.4.6

6.5   RESULTS  ...  189  

6.5.1

6.5.2

6.5.3

6.5.4

6.5.5

6.6   DISCUSSION  ...  197  

6.6.1

6.6.2

6.6.3

6.6.4

6.6.6

6.7   CONCLUSION  ...  204  

7

7.1   RÉSUMÉ  ...  208  

7.3   INTRODUCTION  ...  210  

7.4   METHODS  ...  211  

7.4.1

7.4.2

7.4.3

7.4.4

7.4.5

7.4.6

7.5   RESULTS  ...  214  

7.5.1

7.5.2

7.5.3

7.5.4

7.6   DISCUSSION  ...  220  

7.6.1

7.6.2

7.6.3

7.6.4

7.7   CONCLUSION  ...  224  

8

8.1   RÉSUMÉ  ...  228  

8.2   ABSTRACT  ...  229  

8.3   INTRODUCTION  ...  230  

8.4   METHODS  ...  231  

8.4.1

8.4.2

8.4.3

8.4.4

8.4.5

8.4.6

8.5   RESULTS  ...  235  

8.5.1

8.5.2

8.5.3

8.6   DISCUSSION  ...  240  

8.6.1

8.6.2

8.6.3

8.6.4

9

LEFT  VENTRICULAR  MASS  AFTER  AORTIC  VALVE  REPLACEMENT  ...  247

9.1   RÉSUMÉ  ...  248   9.2   ABSTRACT  ...  249   9.3   INTRODUCTION  ...  250   9.4   METHODS  ...  251   9.4.1

9.5.1

9.5.2

9.5.3

9.5.4

9.6   DISCUSSION  ...  262  

9.6.1

9.6.2

9.6.3

9.6.4

9.7   CONCLUSION  ...  265  

10

10.1   LES  PRINCIPAUX  RÉSULTATS  DE  L’ÉTUDE  ...  267  

10.2   LES  IMPLICATIONS  CLINIQUES  ...  271  

10.2.1

10.2.2

10.3   PERSPECTIVES  ...  274  

10.4   LIMITATIONS  ...  275  

10.5   CONCLUSION  ...  276  

RÉFÉRENCES  ...  279

Liste des Tableaux

Tableau 2-1 : Valeurs seuils de la masse myocardique pour le diagnostic de l’hypertrophie ventriculaire gauche et de sa sévérité selon le sexe………..…....43 Tableau 2-2 : Evaluation de la fonction diastolique par Échocardiographie-Doppler…...….46 Tableau 2-3 : Classification fonctionnelle des lésions de l’insuffisance aortique……...67 Tableau 2-4 : Critères échocardiographiques de sévérité de l’IAo………..…76 Tableau 2-5 : Classification de Sellers de la sévérité de l’insuffisance aortique

en angiographie………...………...…81

Chapitre 3

Tableau 3-1 : Classes de recommandation………….………..….…..93 Tableau 3-2 : Traitement anticoagulant des patients avec prothèses valvulaires aortique…125 Tableau 3-3 : Valeurs de Référence Normales de l’Aire Valvulaire Effective des Prothèses Aortiques………..………...….133 Tableau 3-4 : Critères échographiques pour la détection et la quantification d’une sténose de prothèse valvulaire aortique………..………..134 Tableau 3-5 : Critères échographiques de sévérité d’une fuite prothétique (centrale et péri- prothétique)……….………..…...……...139

Chapitre 4

Tableau 4-1 : Outils cliniques pour le dépistage des patients à risque de syndrome

métabolique.………...162

Chapitre 6

Table 6-1 : Clinical and operative data………..188 Table 6-2 : Doppler Echocardiographic and CT data………....190 Table 6-3 : Laboratory data………...………...191 Table 6-4 : Determinants of ApoB/ApoA-I ratio in univariable and multivariable analysis.194

Chapitre 7

Table 7-1 : Clinical characteristics of patients with SVD……….…….211 Table 7-2 : Laboratory Data………..…….212 Table 7-3 : Determinants of SVD in Univariable and Multivariable Analysis…………...213 Table 7-4 : Correlation matrix between the Lp-PLA2 activity and clinical data………...…214 Table 7-5 : Clinical characteristics of patients used for IHC quantitative analysis…..…….215

Chapitre 8

Table 8-1 : Clinical and Operative Data………..……...…231 Table 8-2 : Laboratory Data………...………233 Table 8-3 : Multivariable Predictors of Bioprosthetic Valve Calcification..……….234 Table 8-4 : Univariable and Multivariable Correlates of Calcium-Phosphorus Product.…..235

Chapitre 9

Table 9-1 : Baseline characteristics of patients………..…………..………..…249 Table 9-2 : Echocardiographic data of patients………..………....250 Table 9-3: Correlations between indexed left ventricular mass and other variables…….…252 Table 9-4: Multivariate linear regression model for indexed left ventricular mass…..…….252 Table 9-5: Correlations between PTH blood levels and other variables………....254 Table 9-6: Multivariate linear regression model for PTH blood levels……….…...….255

Annexe 1

Tableau 1 : Valeurs seuils de l’aire valvulaire effective indexée des prothèses aortiques et mitrales (en cm2_/m2_{) pour l’identification et l’évaluation de la sévérité de la}

discongruence patient-prothèse ………308 Tableau 2 : Valeurs de Référence Normales de l’Aire Valvulaire Effective des Prothèses

Liste des Figures

Figure 0-1 : Portrait d’Ibn Sina (Avicenne) ………..…....1

Figure 0-2 : Page de garde du « Canon De la Médecine » d’Ibn Sina. Édition de 1593…...2

Figure 0-3 : Leçon d’anatomie du Dr Deyman. Rembrandt 1656………...……....3

Figure 0-4 : Planche anatomique de Léonard de Vinci.Torse humain………..……....4

Figure 0-5 : Frontispice du livre d’Anatomie d’Andreas Vesalus De Humani Corporis Fabrica………..….5

Chapitre 1 Figure 1-1 : Anatomie du cœur. Face antérieure du cœur……….…………....8

Figure 1-2 : Les parois du cœur………..….11

Figure 1-3 : Automatisme cardiaque. Schématisation des voies et du tissu nodal………...12

Figure 1-4 : Schématisation de la circulation sanguine………...14

Figure 1-5 : Les Valves Cardiaques………...……..…15

Figure 1-6 : Valve tricuspide et ses 3 feuillets septal, antérieur et inférieur et ses 3 piliers....17

Figure 1-7 : Valve mitrale avec ses 2 feuillets antérieur et postérieur et ses 2 piliers antéro- latéral et postéro-médian. Vue latérale sur le ventricule gauche ouvert….…18 Figure 1-8 : Valve aortique normale ouverte après incision longitudinale………..20

Figure 1-9 : Coupe histologique de la valve aortique normale………....21

Figure 1-10 : Schématisation des 3 couches histologiques de la valve aortique…………...22

Chapitre 2 Figure 2-1 : Principaux types de sténose aortique………...26

Figure 2-2 : Sténose aortique congénitale……….…..27

Figure 2-3 : Plan conceptuel de l’histoire naturelle de la sténose aortique……….32

Figure 2-4 : Image échocardiographique de bicuspidie aortique………..…..35

Figure 2-6 : Flux aortique au Doppler continu d’une valve aortique sténosante………40 Figure 2-7 : Évaluation de l’aire valvulaire aortique par échocardiographie………..…...41 Figure 2-8 : Aire valvulaire géométrique et aire valvulaire effective…………...…………..42 Figure 2-9 : Types de remodelage VG selon les valeurs de la masse myocardique indexée et

le ratio d’épaisseur des parois………..…………..44 Figure 2-10 : Évaluation de la fonction diastolique par Échocardiographie-Doppler……...45 Figure 2-11 : Conduite à tenir dans la sténose aortique bas débit, bas gradient………….….50 Figure 2-12 : Images tomographiques par scanner multi-barettes d’une valve aortique avec sténose après injection de produit de contraste………....51 Figure 2-13 : Images tomographiques par scanner multi-barettes de valves aortiques….….52 Figure 2-14 : Courbes des pressions du VG et de l’aorte chez un patient avec sténose aortique sévère………...54 Figure 2-15 : Image d’IRM cardiaque de sténose aortique………55 Figure 2-16 : Image d’IRM cardiaque de ventricule gauche………..56 Figure 2-17 : Insuffisance aortique sévère visualisée au Doppler couleur en

échocardiographie transthoracique………...………....69

Figure 2-18 : Insuffisance aortique sévère avec mesure du diamètre de la vena contract….70 Figure 2-19 : Visualisation de la zone de convergence hémisphérique d’une insuffisance

aortique……….………...……73 Figure 2-20 : Insuffisance aortique sévère avec mesure du rayon de la zone de

convergence………...74 Figure 2-21 : IRM d’un patient âgé de 67 ans avec une Insuffisance aortique et une dilatation

de l’aorte asendante………...……...….79 Figure 2-22 : Histoire naturelle de l’insuffisance aortique chronique asymptomatique chez

des patients avec fraction d’éjection VG normale……….82 Figure 2-23 : Images de tomodensitométrie d’une dissection aortique de type I de

DeBakey………...85

mécanique……….…96

Figure 3-2 : Implantation d’une prothèse aortique mécanique St-Jude Médical…………....97

Figure 3-3 : Prothèse à bille conçue par le Dr Charles A Hufnagel………...99

Figure 3-4 : Prothèse à bille de Starr-Edwards………...…..100

Figure 3-5 : Prothèse à disque Björk-Shiley………...101

Figure 3-6 : Prothèse mécanique à ailettes St-Jude………..…102

Figure 3-7 : Bioprothèse Carpentier-Edwards Perimount en péricarde bovin……….105

Figure 3-8 : Bioprothèse Medtronic Mosaïc……….106

Figure 3-9 : Bioprothèse sans armature Toronto SPV………..……107

Figure 3-10 : Bioprothèse sans armature Medtronic Freestyle……….108

Figure 3-11 : Schématisation de la prothèse 3F Therapeutics………..………108

Figure 3-12 : Prothèses chirurgicales sans suture………...109

Figure 3-13 : Prothèse percutanée SAPIEN……….…114

Figure 3-14 : Déploiement de la prothèse percutanée Medtronic Corevalve………115

Figure 3-15 : Plastie d’insuffisance aortique causée par une dilatation de la racine aortique………...119

Figure 3-16 : Image en échographie transthoracique (zoom en incidence parasternale grand axe) d’une bioprothèse aortique sténosante………..…128

Figure 3-17 : Bioprothèse aortique sténosante avec calcification sévère des feuillets...129-130 Figure 3-18 : Images échographiques de fuites prothétiques………...…136

Figure 3-19 : Fuites intra-prothétiques de bioprothèses aortiques avec armature……..……137

Figure 3-20 : Algorithme pour la conduite à tenir devant un gradient transprothétique anormalement élevé après remplacement valvulaire aortique…………...143

Chapitre 4 Figure 4-1 : Hypothèse du mécanisme passif de calcification des bioprothèses………...…150 Figure 4-2 : Analyse histologique de bioprothèses Freestyle……….…....152-153

Figure 4-3 : Images au microscope électronique de bioprothèse aortique explantée……...154 Figure 4-4 : Analyse immunohistochimique de bioprothèse aortique explantée………...156 Figure 4-5 : Images tomodensitométriques de bioprothèses………...…..….158 Figure 4-6 : Hypothèse de modèle pour la dégénérescence des bioprothèses…………...…159

Chapitre 6

Figure 6-1 : Multivariable predictors of bioprosthetic valve degeneration………..….193

Chapitre 7

Figure 7-1 : Immunohistochemistry studies in explanted bioprostheses………..….215 Figure 7-2 : Relationships between markers measured in explanted bioprotheses

with quantitative morphometric analyses……….216

Chapitre 9

Figure 9-1: Blood levels of PTH according to the concentrations of vitamin D and renal function………..………...….257

Annexe 1

Figure 1: Corrélation entre le gradient transprothétique moyen et l’aire valvulaire

effective………...307

Figure 2: Corrélation entre la réserve coronaire et l’aire valvulaire effective

indexée………...314 Figure 3: Courbes de survie globale et survie sans décès cardio-

vasculaire………...316 Figure 4: Algorithme pour la conduite à tenir devant un gradient transprothétique

anormalement élevé après remplacement valvulaire…...……....317 Figure 5: Discongruence patient-prothèse ……….322

Figure 6: Schéma des variations de vitesses et de pressions de la chambre de chasse du

ventricule gauche à l’aorte ascendante (AA) en présence d’une bioprothèse avec

armature (à gauche) et d’une prothèse mécanique à double-ailettes (à droite) qui illustrent les phénomènes de recouvrement de pression et de gradient élevé

localisé…….………...…...321 Figure 7: Mobilité anormale d’une ailette visualisée par échocardiographie transthoracique

(Figure 7A) et par cinéfluoroscopie (Figure 7B) chez un patient porteur d’une prothèse mécanique à double-ailettes

……….………..….325-326 Figure 8 : Calcul de l’aire valvulaire effective de prothèses aortique (A, B, C) et mitrale (D)

en utilisant l’équation de continuité. ………...……….328 Figure 9 : positionnement pour l’acquisition de la vitesse du flux aortique de la chambre de

chasse du vg (ccvg) au doppler pulsé et positionnement pour la mesure du diamètre de la ccvg pour le calcul du volume d’éjection systolique chez les patients avec prothèses percutanées……….……332 Figure 10: Incidence de la Discongruence patient-prothèse sévère dans 3 groupes de patients

porteurs de bioprothèses à la sortie de l’hôpital et au suivi en fonction de la taille de la prothèse ……….334 Figure 11: Discongruence patient-prothèse chez une patiente de 57 ans porteuse d’une

Liste des abréviations et acronymes

ACBA : ATP- binding cassette protein-1 AGL : Acides gras libres

ApoAI : Apoliporotéine AI ApoB : Apolipoprotéine B AVA : Aire valvulaire aortique AVE : Aire valvulaire effective AVG : Aire valvulaire géométrique BP : Bioprothèse

BPV : Bioprosthetic valve

CEC : Circulation extra-corporelle

CCVG : Chambre de chasse du ventricule gauche CCVD : Chambre de chasse du ventricule droit CT : Computed Tomography

DPP : Disproportion patient-prothèse

DSB : Dégénérescence structurelle des bioprothèses DS : Déviation Standard

ECA : Enzyme de conversion de l’angiotensine

ENPP-1 : Ectonucleotide pyrophosphatase –phosphodiesterase -1 EOA : Effective Orifice Area

ETO : Échocardiographie transoesophagienne ETT : Échocardiographie transthoracique FE : Fraction d’éjection

HDL-C : High density lipoprotein Cholesterol HVG : Hypertrophie ventriculaire gauche IAo : Insuffisance aortique

IC : Intervalle de confiance

IECA : Inhibiteurs de l’enzyme de conversion de l’angiotensine IFN : Interféron

IL : Interleukine

IP : Indice de perméabilité ITV : Intégrale temps-vitesse

IRM : Imagerie par résonnance magnétique LDL-C : Low density lipoprotein Cholesterol Lp-PLA2 : Lipoprotein – phospholipase A2 LV : Left Ventricular

LVM : left ventricular mass

iLVM : indexed left ventricular mass MCP-1 : Monocyte chemotactic protein-1 MEC : Matrice extra-cellulaire

MG : Mean Gradient

MMP : Matrix métallo-proteinase OG : oreillette gauche

Ph Alc : Phosphatase alcaline

PTH : parathyroid hormone/parathormone/hormone parathyroïdienne iPTH : intact parathyroid hormone

RAA : Rhumatisme articulaire aigu RVA : Remplacement valvulaire aortique RC : rapport des cotes

SA : Sténose aortique SM : Syndrome métabolique SR-BI : Scavenger receptor BI SVD : Structural valve degeneration TG : Triglycerides

TGF β1 : Transforming growth factor β1 TIMP : Tissue inhibitor of metalloproteinase TLR : Toll Like Receptor

TNF α : Tumor necrosis factor Total-C : Total Cholesterol

VCAM : Vascular cell adhesion molecule VES : Volume d’éjection systolique VG : Ventricule/ventriculaire gauche

Zva : impédance valvulo-artérielle/ valvuloarterial impedance 25 OH vitamin D : 25 hydroxy-vitamine D

« Work hard, stay humble » Crossfit mantra

Remerciements

Je suis très heureuse de ces cinq années passées à Québec et à l’Institut de Cardiologie et de Pneumologie. C’était une belle aventure, elle m’a enrichi et fait grandir et je ne l’oublierai jamais surtout grâce à toutes les belles âmes que j’y ai rencontrées et que je tiens à remercier. Merci Philippe.

Je n’avais jamais rencontré une personne qui allie autant d’intelligence, de savoir et de rigueur scientifiques avec autant de belles qualités humaines, de délicatesse, de gentillesse, d’honnêteté, et de respect des autres. Je suis tellement heureuse d’avoir travaillé avec toi. C’était un bonheur. J’ai tellement appris… le « Pibarotisme » est un art qui pourrait sauver le monde…

Je remercie beaucoup le Dr Patrick Mathieu, le co-directeur de ma thèse pour ses précieux conseils et sa gentillesse. C’était bien agréable de travailler avec vous et j’espère que cette belle collaboration continuera.

Je tiens également à remercier les membres du Jury qui ont accepté de réviser cette thèse et de participer à ma soutenance. Un merci particulier au Dr Kim O’Connor, cardiologue échographiste et chercheur à l’IUCPQ pour sa bonne humeur et son amitié tout au long de ses années et avec qui c’était un réel plaisir de travailler à Québec et à Liège, merci au Dr

George Thanassoulis, cardiologue et chercheur au Mc Gill University Health Centre de

Montréal et au Dr Marc Ruel, chirurgien cardiaque et chercheur à l’Institut Universitaire de Cardiologie d’Ottawa pour avoir effectué avec bienveillance ce lourd travail de révision. Un grand merci au Dr Jean-Gaston Dumesnil, star mondiale et légende de

bénéficié de son savoir et son expérience avec beaucoup d’humilité et de gentillesse. J’ai eu beaucoup de plaisir à vous retrouver au cours des congrès où j’ai pu profiter de votre grand sens de l’humour (surtout concernant mon choix d’hôtel et de moyen de transport!). Votre soutien et votre amitié ont été de précieux cadeaux. Merci.

Merci au Dr Mario Sénéchal, cardiologue échographiste de l’IUCPQ pour son amitié, ses conseils et son soutien. Nos discussions d’échographistes resteront un beau souvenir et je suis heureuse que vous m’ayez fait partager votre grande expérience en matière de valvulopathies. C’était un plaisir de travailler avec vous.

Un merci particulier au Dr Jean-Pierre Després, directeur de recherche en cardiologie à l’IUCPQ et directeur scientifique de la Chaire internationale sur le risque cardio-métabolique pour sa gentillesse et sa disponibilité, j’ai beaucoup apprécié votre enthousiasme scientifique et votre soutien, je suis fière que vous ayez collaboré à mon projet de recherche.

Je tiens à remercier également le Dr Éric Larose, cardiologue et chercheur à l’IUCPQ pour son aide précieuse, son enseignement et sa gentillesse.

Merci au Dr Paul Poirier, cardiologue et chercheur à l’IUCPQ, pour sa belle générosité, sa franchise, son humour et ses précieux conseils. Quel beau modèle de médecin et de chercheur vous êtes! Je suis bien heureuse d’avoir travaillé avec vous.

Je tiens à remercier également les étudiants avec qui j’ai eu la grande chance de travailler au cours de ces années, Marie-Annick Clavel, Romain Capoulade, Julio Garcia Flores,

Nicolas Girerd, Julien Magne, Catherine Bélanger, Lionel Tastet, le clan bien

Marina Urena Alcazar, Henrique Ribeiro, mes amis algériens Rihab Bouchareb et Abdelaziz Dahou et aussi l’irremplaçable Samuel Larue-Grondin.

Un merci particulier à l’adorable Marlène Dupuis et la merveilleuse Amélie Paquin, quel plaisir d’avoir travaillé avec vous!

Mon travail au centre de recherche de l’IUCPQ n’aurait pas été aussi agréable sans les merveilleux sourires de Rachel Vienneau (Madame Vienneau!), Louise Côté, Yvette

Parent, de la si agréable Martine Parent , Lise Renaud, Stéphanie Dionne, Lorraine Labrèque, Dominique Lachance, Isabelle Fortin, Louise Marois et Céline Boutin.

Merci à Jean Desjardins, Luc Châteauneuf et Bénedict Stubert-Gaumond pour leur aide précieuse et leur gentillesse.

Un merci tout particulier à Dominique Labrèche pour sa précieuse collaboration et sa belle joie de vivre.

Un grand merci à Mélanie Côté pour son amitié, son aide et son infinie gentillesse. Un Big-up au maître Éric Nadreau et à toute son équipe Vincent Mainguy et Marjorie

Bastien, merci pour votre disponibilité, j’ai beaucoup aimé travailler avec vous!

C’était une réelle joie de travailler aux côtés du célèbre Jocelyn Beauchemin, le premier technicien en échographie du Québec, merci pour ton amitié et ton humour.

Je suis fière d’avoir fait partie du groupe de recherche sur les maladies valvulaires (GRV) et je voulais remercier les autres chercheurs de ce groupe avec qui il a été si enrichissant de collaborer, le Dr Marie Arsenault et le Dr Jacques Couët et leur équipe, le Dr Patrick

Mathieu et son équipe, Ablajan Mahmut, Diala El Husseini, Marie-Hélène Laflamme, Marie-Chloé Boulanger, Andrée Pépin et Audrey Audet, le Dr Yohan Bossé et son

équipe, en particulier Sandra Milena Guauque pour sa gentillesse, le Dr Frédéric Picard et son équipe, Sophie Cartier et le Dr Éric Larose et son équipe.

Un grand merci à tous les cardiologues de l’IUCPQ avec qui j’ai beaucoup apprécié travailler, le Dr Josep Rodès-Cabau, le Dr Mathieu Bernier, le Dr Marie-Hélène

Leblanc, le Dr Guy Proulx, le Dr Sébastien Bergeron, le Dr Élisabeth Bédard, le Dr Isabelle Nault, le Dr Marie-Chantal Audelin, le Dr Stéphane Rinfret et le Dr Gilles Dagenais.

Merci aux chirurgiens cardiaques qui ont eu la gentillesse de me permettre de collecter les données essentielles à cette thèse, le Dr François Dagenais, le Dr Éric Dumont, le Dr

Daniel Doyle, le Dr Richard Baillot, le Dr Pierre Voisine, le Dr Jean Perron, le Dr Jacques Metras et le Dr Siamak Mohammadi.

Je voulais aussi remercier Martine Poulin, magnifique « Martina » qui a embellit la dernière période de mon doctorat.

Un big merci à Dominique Fournier pour son travail si minutieux, son immense gentillesse et toutes ses délicates attentions.

Un grand merci à mes amis, Wahiba Dhahri pour son immense générosité, Fadwa Halfouni pour son beau sourire, Helena Tizon pour sa délicatesse, Rachel Moncy pour son affectueux soutien, Anik Pagé pour sa belle énergie, Irina Horduna et Bogdan Suman pour être aussi géniaux, Tiémoko-Malick Sidibé pour son esprit si positif et sportif et Frédéric Dionmou

Gamambayé pour sa sagesse.

Un merci très spécial à Jacinthe Aubé pour son amitié, son soutien et la beauté de son âme, j’ai beaucoup de chance de t’avoir rencontrée. Mes remerciements affectueux à Mr Rice Crispies!

Merci au Crossfit que j’ai découvert au cours de l’écriture de cette thèse, merci à mes amis crossfitters Sophie Héon, Stéphanie Tremblay-Chapdelaine, Chantale Perron, Aziz

Junior et aux super coachs de la Blackbox, Carol-Ann Reason-Thibault, Bruno St-Jacques et Duc Anh Lee.

Je tiens à remercier ma famille pour leur soutien et leur amour, merci à Rimen, Hélène,

Yazine, Izhar, Seïf, Lina et Sirine.

Je dédie cette thèse à mes parents Zouha et Nezil qui ont fait de moi ce que je suis et sans qui cette belle aventure n’aurait pas été réalisable.

Avant-propos

Les travaux de recherche inclus dans cette thèse de doctorat ont été effectués au centre de recherche de l’Institut Universitaire de Cardiologie et de Pneumologie de Québec (IUCPQ) dans le laboratoire d’échographie et de valvulopathies du Dr Philippe Pibarot.

L’étudiante a reçu pour ces travaux de recherche plusieurs bourses d’études :

 Bourse de recrutement au doctorat de l’Université Laval. Effective du 11 septembre 2009 au 30 août 2010

 Bourse de la Chaire sur le risque cardio-métabolique du Centre de recherche de l’Institut Universitaire de Cardiologie et de Pneumologie de Québec obtenue 3 années successives soit du 1 septembre 2010 au 31 août 2013.

Le premier article présenté dans cette thèse de doctorat est intitulé : « ApoB/ApoA-I ratio is

associated with increased risk of bioprosthetic valve degeneration ». Il a été publié dans la revue

« Journal of the American College of Cardiology » en février 2013 et l’étudiante en est le premier auteur. Son rôle fut de recruter la totalité des patients, de gérer les visites, de réaliser les consultations de cardiologie, de réaliser les échographies cardiaques et de les interpréter, de collecter les données opératoires, cliniques, biologiques, échographiques et de tomodensitométrie. L’étudiante a par la suite procédé à l’analyse des données, leur interprétation, la présentation des résultats et l’écriture du manuscrit. A chacune de ses étapes, l’étudiante a été supervisée par son directeur de recherche le Dr Philippe Pibarot et par son co-directeur de recherche le Dr Patrick Mathieu. Le Dr Jean Dumesnil et le Dr Mario Sénéchal étaient les cardiologues responsables de l’étude et ont assuré la supervision des consultations en cardiologie et la supervision de l’interprétation des échographies cardiaques. Le Dr Éric Larose a supervisé la réalisation des examens tomodensitométriques cardiaques et leur

ainsi que la réalisation et l’interprétation des mesures tomodensitométriques de quantification du tissu adipeux abdominal. Tous les co-auteurs ont participé à la révision et à la relecture du manuscrit final.

Le deuxième article est intitulé : « Lp-LA2 is associated with structural valve degeneration of bioprostheses ». Il a été publié dans la revue « European Journal of Clinical Investigation » en

novembre 2013. L’étudiante et le Dr Ablajan Mahmut sont tous deux premiers auteurs du manuscrit. L’étudiante a recruté la totalité des patients, géré les visites, réalisé les consultations de cardiologie, réalisé les échographies cardiaques et les a interprétées, elle a également collecté les données opératoires, cliniques, biologiques, échographiques et de tomodensitométrie. L’étudiante a par la suite participé à l’analyse des données, leur interprétation, la présentation des résultats et l’écriture du manuscrit. A chacune de ses étapes, l’étudiante a été supervisée par son directeur de recherche le Dr Philippe Pibarot et par son co-directeur de recherche le Dr Patrick Mathieu. Le Dr Ablajan Mahmut, Marie-Chloé Boulanger et Dominique Fournier ont réalisé les dosages biologiques liés à la Lp-PLA2 ainsi que l’analyse histologique et immunohistochimique des bioprothèses explantées. Le Dr Jean-Pierre Desprès a supervisé la réalisation d’analyses biologiques spécialisées. Tous les co-auteurs ont participé à la révision et à la relecture du manuscrit final.

Le Troisième article est intitulé : « Determinants of bioprosthetic valve calcification assessed by computed tomography.» Il a été soumis à la revue « Heart » en mars 2014 et est actuellement en

révision, l’étudiante en est le premier auteur. Son rôle fut de recruter la totalité des patients, de gérer les visites, de réaliser les consultations de cardiologie, de réaliser les échographies cardiaques et de les interpréter, de collecter les données opératoires, cliniques, biologiques, échographiques et de tomodensitométrie. L’étudiante a par la suite procédé à l’analyse des données, leur interprétation, la présentation des résultats et l’écriture du manuscrit. A chacune de ses étapes, l’étudiante a été supervisée par son directeur de recherche le Dr Philippe Pibarot et par son co-directeur de recherche le Dr Patrick Mathieu. Le Dr Jean Dumesnil et le Dr Mario Sénéchal étaient les cardiologues

responsables de l’étude et ont assuré la supervision des consultations en cardiologie et la supervision de l’interprétation des échographies cardiaques. Le Dr Éric Larose a supervisé la réalisation des examens tomodensitométriques cardiaques avec les mesures des scores de calcification et leur interprétation. Le Dr Jean-Pierre Desprès a supervisé la réalisation d’analyses biologiques spécialisées. Tous les co-auteurs ont participé à la révision et à la relecture du manuscrit final.

Le quatrième article est intitulé : « Parathyroid hormone-vitamin D axis: impact on the

left ventricular mass after aortic valve replacement». Il a été soumis à la revue

« European Journal of Clinical Investigation » en janvier 2014 et est actuellement en révision. L’étudiante et Marie-Hélène Laflamme sont tous deux premiers auteurs du manuscrit.

L’étudiante a recruté la totalité des patients, géré les visites, réalisé les consultations de cardiologie, réalisé les échographies cardiaques et les a interprétées, elle a également collecté les données opératoires, cliniques, biologiques, échographiques et de

tomodensitométrie. L’étudiante a par la suite participé à l’analyse des données, leur interprétation, la présentation des résultats et l’écriture du manuscrit. A chacune de ses étapes, l’étudiante a été supervisée par son directeur de recherche le Dr Philippe Pibarot et par son co-directeur de recherche le Dr Patrick Mathieu. Hélène Laflamme, Marie-Chloé Boulanger et Dominique Fournier ont participé à la réalisation des dosages

Introduction

Ibn Sina (Avicenne de son nom latin), savant et médecin musulman du 10ème _siècle après JC, fut le premier à découvrir que le sang partait du cœur pour aller aux poumons, puis en revenir et à exposer avec précision le système des ventricules et des valves cardiaques (Figure 0-1). Ibn Sina considérait que « la médecine est l’art de conserver la santé et éventuellement de guérir la maladie survenue dans le corps » et recommandait à ses contemporains, il y a donc plus d’un millénaire, la pratique régulière du sport ainsi que la consommation de légumes et de fruits pour conserver une bonne santé. Son œuvre médicale majeure « Kitab Al Qanun fil Tibb » ou « Canon de la médecine » sera l’ouvrage de

référence de l’enseignement et de la pratique médicale en Europe et dans le monde du 10ème siècle à la Renaissance (Figure 0-2).

Figure 0-1 : Portrait d’Ibn Sina (Avicenne) (980-1037 ap J.-C)

Les observations anatomiques d’Ibn Sina étaient basées sur la pratique minutieuse de dissections animales. La dissection de corps humains était alors un crime sévèrement puni jusqu’ à ce que le pape Boniface VIII l’autorise et seulement dans des conditions

exceptionnelles en 1300 (Figure 0-3). Cela permettra notamment au 15ème _{siècle à Léonard de} Vinci d’en pratiquer une trentaine au cours de sa vie et de réaliser une description détaillée de l’anatomie du cœur, des artères coronaires, des valves cardiaques et de leur

fonctionnement. De Vinci fut le premier à décrire la bicuspidie aortique (malformation congénitale de la valve aortique qui possède deux feuillets au lieu de trois) et le premier à réaliser une description claire de l’athérosclérose à partir de la dissection des artères

Figure 0-2 : Page de garde du « Canon De la Médecine » d’Ibn Sina Édition de 1593

coronaires d’un centenaire. Malheureusement il mourut sans avoir le temps de réunir toutes ses notes comme il l’aurait voulu en un traité d’anatomie et celles-ci tombèrent dans l’oubli pour n’être publiées que quatre siècles plus tard (Figure 0-4).

Figure 0-3 : Leçon d’anatomie du Dr Deyman Rembrandt 1656

En 1543, Andreas Vesalus publie la description détaillée du cœur et des valves cardiaques dans son « De Humani Corporis Fabrica » (À propos de la structure du corps) qui sera le premier ouvrage d’anatomie moderne de l’Histoire comme aurait pu l’être le traité d’anatomie de Léonard de Vinci (Figure 0-5).

Figure 0-4 : Planche anatomique de Léonard de Vinci Torse humain

La première description de la circulation pulmonaire, de la circulation systémique artérielle et de l’interaction entre les deux revient à un médecin et anatomiste arabe du 13ème _{siècle Ibn} Al-Nafis qui réfute le dogme de la présence d’une communication entre les deux ventricules : « le sang, après avoir été raffiné, doit nécessairement passer dans la veine artérieuse, aller ainsi jusqu’au poumon, s’y mélanger avec l’air, puis passer dans l’artère veineuse pour arriver dans la cavité gauche du cœur…il n’existe entre ces deux cavités (cavité droite et cavité gauche) aucun passage. » L’œuvre de ce génial précurseur ne fut révélée en Europe que 260 ans après sa mort lors de la traduction latine de ses œuvres, déjà d’autres savants européens étaient arrivés aux mêmes conclusions et c’est à William Harvey en 1628 que l’on doit la première description complète du système circulatoire.

Figure 0-5 : Frontispice du livre d’Anatomi d’Andreas Vesalus

De Humani Corporis Fabrica

L’Histoire des débuts la Cardiologie nous enseigne toute la valeur de l’intuition des scientifiques, l’importance des études observationnelles mais aussi tout l’intérêt de publier rapidement ses résultats.

1 Chapitre 1 : Le Cœur et les valves cardiaques

Le cœur est le premier organe à se former chez l’embryon, son développement est précoce et rapide, il commence au 16ème _{jour de vie et sera complètement terminé vers le} 50ème _{jour avant même la fin de la période embryonnaire. Il doit se mettre à fonctionner} rapidement car il assure une fonction vitale, celle de pompe du système cardio-vasculaire en permettant de faire circuler le sang dans les vaisseaux et ainsi d’oxygéner les différents tissus de l’organisme. Le cœur va battre 50 à 80 fois par minute pour assurer un débit de l’ordre de 5 litres de sang par minute et cela plus de 2 milliards de fois au cours de la vie.

1.1 Le Cœur : Anatomie et physiologie

Le cœur se situe au centre du médiastin qui est la partie médiane de la cage thoracique délimitée de chaque côté par les poumons, en avant par le sternum et en arrière par la colonne vertébrale. Le cœur a la forme d’une pyramide quadrangulaire qui repose sur le diaphragme et dont la pointe est orientée vers la gauche (Figure 1-1).

Il s’agit d’un organe creux formé d’un muscle, le myocarde, lequel est entouré d’une membrane séreuse, le péricarde, et tapissé à l’intérieur par une fine membrane, l’endocarde. Le coeur est composé de quatre cavités, deux cavités droites, l’oreillette droite et le ventricule droit, et deux cavités gauches, l’oreillette gauche et le ventricule gauche. Les cavités gauches et droites sont totalement séparées par une cloison, le septum.

1.1.1 Anatomie du Coeur

1.1.1.1 Le péricarde

Le péricarde est une enveloppe séro-fibreuse qui entoure le cœur et l’origine des gros vaisseaux. Elle est composée de deux tuniques, l’une profonde séreuse faite de deux feuillets pariétal

Figure 1-1 : Anatomie du cœur Face antérieure du cœur

résistant a pour principales fonctions d’assurer la contention et la protection du cœur et de s’opposer à une distention brutale des ventricules. Les deux feuillets du péricarde séreux délimitent la cavité péricardique normalement virtuelle qui contient quelques millilitres de liquide péricardique servant de lubrifiant et facilitant les mouvements cardiaques.

Le feuillet viscéral du péricarde est aussi appelé épicarde et il est est appliqué directement sur le cœur. La surface libre de l’épicarde est constituée d’une couche unique de cellules épithéliales aplaties, le mésothélium qui secrète le liquide péricardique. Ce mésothélium repose sur une fine couche de tissu fibro-élastique puis une épaisse couche de tissu adipeux qui le sépare du myocarde. Les artères et les veines coronaires ainsi que les nerfs du système autonome traversent l’épicarde pour irriguer et innerver le myocarde.

1.1.1.2 Le myocarde

Le myocarde constitue la plus grande partie de la paroi cardiaque. Le myocarde est un muscle strié squelettique épais et creux qui se contracte spontanément et de façon rythmique. Contrairement aux autres muscles squelettiques, il n’est pas sous le contrôle du système nerveux somatique (commande volontaire) , il est sensible à des stimulations hormonales et au système nerveux autonome. Il est formé de cellules musculaires spécialisées, les cardiomyocytes, qui sont

anastomosées entre elles par leurs extrémités et organisées sous forme de travées myocardiques qui peuvent avoir des orientations différentes dans l’espace. Dans le ventricule gauche, les cardiomyocytes ou fibres musculaires les plus internes et les plus externes ont une orientation longitudinale alors que les fibres moyennes ont une orientation circulaire ce qui permet lors de la contraction, un

raccourcissement longitudinal du ventricule gauche, un raccourcissement circonférentiel et un

épaississement radial accompagné d’un mouvement de torsion du ventricule entre la base et la pointe. Les travées myocardiques sont insérées sur le squelette fibreux du cœur ce qui permet des

contractions auriculaires et ventriculaires indépendantes. Entre les travées se trouve un tissu conjonctif riche en capillaires sanguins et fibres nerveuses. Les cardiomyocytes possèdent plusieurs propriétés qui les distinguent des autres cellules musculaires ; elles sont intétanisables (c’est-à-dire incapables de contractions prolongées), elles sont excitables (par le système nerveux autonome), conductrices (elles transmettent l’excitation), contractiles et douées d’automatisme (elles se contractent spontanément).

1.1.1.3 L’endocarde

L’endocarde est la tunique la plus interne du cœur qui tapisse les cavités cardiaques, les valves et les cordages. L’endocarde est constitué d’un endothélium qui est en continuité avec celui des gros vaisseaux cave, pulmonaire et aortique et d’une couche sous-endothéliale faite de fibres collagène, de fibres élastiques et de fibroblastes. Au niveau des valves et des cordages, l’endocarde est en contact avec une couche de tissu conjonctif dense alors qu’au niveau des cavités cardiaques, la couche juxta-myocardique est un tissu conjonctif lâche vascularisé (vaisseaux de petit calibre) et innervé (fibres nerveuses) (Figure 1-2).

1.1.1.4 Le squelette fibreux du cœur

Le squelette fibreux du cœur contient les quatre valves cardiaques, leurs anneaux, le septum membraneux et les deux trigones fibreux aortiques intervalvulaires droit et gauche. La valve aortique est au centre du squelette cardiaque et en forme la pierre angulaire d’où partent des extensions fibreuses pour les trois autres valves.

1.1.2 Physiologie cardiaque

1.1.2.1 L’Automatisme cardiaque

Le muscle cardiaque ou myocarde est doué d’automatisme c’est-à-dire que ses contractions surviennent de façon régulière et spontanée à une fréquence d’environ 70 battements par minute. Cet automatisme est du à des cellules musculaires cardiaques particulières ou cellules cardionectrices qui constituent le tissu nodal. Ce tissu est composé d’un premier amas de cellules situé dans la paroi de

Figure 1-2 : Les parois du cœur

l’oreillette droite à proximité de l’abouchement de la veine cave supérieure, c’est le nœud sinusal appelé aussi pace-maker du cœur. Ces cellules sont capables de générer spontanément des potentiels d’action provoquant une dépolarisation qui se propage dans la paroi de l’oreillette droite puis de l’oreillette gauche, de myocyte en myocyte, entraînant ainsi la contraction des oreillettes. La dépolarisation atteint ainsi un 2ème _{amas de myocytes automatiques, le nœud auriculo-ventriculaire} situé à la base du septum inter-auriculaire puis dans un réseau de myocytes automatiques qui assurent la conduction rapide de la dépolarisation à l’ensemble du myocarde ventriculaire par un tronc, le faisceau de His, ses branches droite et gauche puis des rameaux, les fibres de Purkinje entrainant ainsi la contraction des ventricules. C’est cette propriété du cœur, l’automatisme, qui lui permet d’assurer tout au long de la vie sa fonction de pompe du système cardio-vasculaire (Figure 1-3).

Figure 1-3 : Automatisme cardiaque Schématisation des voies et du tissu nodal

1.1.2.2 La pompe cardiaque

La circulation sanguine s’effectue grâce aux contractions du coeur : A chaque systole qui

correspond à la contraction des ventricules, le sang est éjecté vers le reste de l’organisme et à chaque diastole, les ventricules se relâchent et permettent le remplissage du cœur. Cette alternance de systoles et de diastoles qui se fait à raison de plusieurs milliers de fois par jour permet ainsi le transport du sang d’une part du cœur vers les poumons (pour la partie droite du cœur) et d’autre part du cœur vers les organes périphériques (pour la partie gauche du cœur). En effet, le sang veineux désoxygéné provenant de tout l’organisme arrive à l’oreillette droite par les veines caves inférieure et supérieure, passe dans le ventricule droit puis est propulsé dans la circulation pulmonaire par l’intermédiaire de l’artère pulmonaire, c’est « la petite circulation » qui est un système de basses pressions. Le sang oxygéné après son passage dans les capillaires pulmonaires arrive à l’oreillette gauche par les quatre veines pulmonaires, passe dans le ventricule gauche puis est propulsé dans le reste de l’organisme par l’intermédiaire de l’aorte et des artères, c’est « la grande circulation» ou circulation systémique qui est un système de hautes pressions. La circulation systémique permet d’apporter aux muscles et organes l’oxygène et les nutriments nécessaires à leur fonctionnement et la circulation pulmonaire permet de réoxygéner le sang et d’éliminer le dioxyde de carbone.

Ainsi, les deux moitiés indépendantes du cœur constituent en réalité non pas une mais deux pompes disposées en série, une pompe droite et une pompe gauche. Une coupe transversale des ventricules montre que la paroi ventriculaire gauche est plus épaisse que la paroi ventriculaire droite : la pompe gauche effectue le travail le plus important (Figure 1-4).

1.2 Les Valves Cardiaques

Le cœur possède quatre valves, deux valves auriculo-ventriculaires, la valve mitrale qui sépare l’oreillette gauche du ventricule gauche et la valve tricuspide qui sépare l’oreillette droite du ventricule

Figure 1-4 : Schématisation de la circulation sanguine

droit ainsi que deux valves artérielles, la valve aortique située entre le ventricule gauche et l’aorte et la valve pulmonaire entre le ventricule droit et l’artère pulmonaire.

Les valves cardiaques jouent le rôle de portes qui empêchent le sang de refluer assurant ainsi un passage unidirectionnel du sang. Battement après battement, année après année, les valves cardiaques effectuent le même mouvement répétitif d’ouverture et de fermeture provoqué par les variations de pression sanguine au cours du cycle cardiaque au niveau des différentes cavités cardiaques (oreillettes et ventricules), de l’aorte et de l’artère pulmonaire.

Les quatre valves cardiaques possèdent les mêmes caractéristiques de base, elles sont élastiques, non musculaires et sans vascularisation sanguine ni innervation. Les valves tricuspide, pulmonaire et aortique sont composées de trois feuillets, seule la valve mitrale est constituée de deux feuillets (Figure 1-5).

Figure 1-5 : Les Valves Cardiaques

Base des ventricules visible par ablation des oreillettes et section de l’aorte et l’artère pulmonaire Lithographie.

1.2.1 La valve tricuspide

La valve tricuspide est composée de cinq éléments, l’anneau tricuspide, les feuillets, les commissures, les cordages et les muscles papillaires.

La valve tricuspide sépare l’oreillette droite du ventricule droit, elle a une forme quasi-circulaire et elle est composée comme son nom l’indique de trois feuillets ou cuspides : le feuillet antérieur (ou latéral) qui est le plus large et le plus mobile séparant la chambre de remplissage de la chambre de chasse du ventricule droit , le feuillet septal qui est le moins mobile car attaché directement au septum par de nombreux cordages et feuillet postérieur généralement le plus petit. Chaque feuillet est attaché au pourtour fibreux de l’orifice auriculo-ventriculaire ou anneau tricuspidien par un bord et il est relié au niveau de sa face ventriculaire par des cordages à l’un des trois piliers ou muscles papillaires du ventricule droit : Le pilier septal ou muscle papillaire du cône artériel, le pilier antérieur auquel aboutit la bandelette ansiforme et le pilier inférieur. Les piliers sont des

projections musculaires en forme de cône issues des parois (Figure 1-6). Lors de la contraction du ventricule droit, la pression sanguine repousse les feuillets de la valve vers l’oreillette et les piliers tirent sur les cordages de manière à empêcher l’éversion des feuillets et le reflux de sang dans l’oreillette.

1.2.2 La valve mitrale

L’appareil mitral est lui aussi composé des mêmes cinq éléments que la valve tricuspide l’anneau mitral, les feuillets, les commissures, les cordages et les muscles papillaires. La valve mitrale sépare l’oreillette gauche du ventricule gauche et présente la forme d’une ellipse, sa configuration tridimensionnelle s’apparente à celle d’une selle de cheval. C’est la seule valve cardiaque qui comporte deux feuillets, un feuillet antérieur et un feuillet postérieur. La valve mitrale se compose de deux Figure 1-6 : Valve tricuspide et ses 3 feuillets septal, antérieur et inférieur et ses 3

piliers.

Vue antérieure sur le ventricule droit ouvert.

commissures antérieure et postérieure et chacun des feuillets est lui subdivisé en trois sections ou festons (antérieur, médian et postérieur). Les muscles papillaires ou piliers sont au nombre de deux, un pilier antérieur (ou antéro-latéral) et un pilier postérieur (ou postéro-médian). Les cordages sont nombreux et s’insèrent au niveau du bord libre des feuillets mais aussi au niveau de la partie médiane et de la base pour le feuillet postérieur. Contrairement à la valve tricuspide où chaque pilier est relié à un feuillet valvulaire, les cordages issus des piliers de la valve mitrale s’insèrent sur les deux feuillets (Figure 1-7). A noter que le feuillet antérieur de la valve mitrale est en relation directe avec la valve aortique par l’intermédiaire d’un tissu fibreux rigide, le trigone aorto-mitral. L’appareil valvulaire mitral subit des variations tout au long du cycle cardiaque : en systole, l’anneau mitral se contracte sur lui-même et est attiré vers la pointe du cœur du fait de la contraction du ventricule gauche , la valve se ferme par apposition des feuillets au niveau de leur bord libre, la zone de coaptation se situant dans le ventricule gauche en avant du plan de l’anneau mitral.

Figure 1-7 : Valve mitrale avec ses 2 feuillets antérieur et postérieur et ses 2 piliers antéro-latéral et postéro-médian. Vue latérale sur le ventricule gauche ouvert.

1.2.3 La valve pulmonaire

La valve pulmonaire est située à l’entrée de l’artère pulmonaire et elle est composée de trois feuillets ou sigmoïdes orientés vers l’artère pulmonaire, un feuillet antérieur, un feuillet postéro-gauche et un feuillet postéro-droit qui ont une forme semi-lunaire. La valve pulmonaire s’ouvre pendant la contraction du ventricule droit permettant l’éjection du sang vers les poumons, ensuite elle se referme évitant le reflux sanguin.

1.2.4 La valve aortique

Contrairement à la valve mitrale et tricuspide, la valves aortique comme la valve pulmonaire n’a pas d’appareil tenseur, soit pas de cordage ni de pilier.

La valve aortique normale est composée de trois feuillets ou sigmoïdes et de trois sinus (Figure 1-8). Les feuillets représentent la partie la plus mobile de la valve et les sinus sont des cavités derrière les feuillets. A leur partie inférieure, les sinus sont en continuité avec le ventricule gauche et à leur partie supérieure ils deviennent une part intégrante de l’aorte ascendante. Les artères coronaires gauche et droite s’abouchent dans deux des sinus et permettent de distinguer le sinus coronaire gauche, le sinus coronaire droit et le sinus non coronaire. Les feuillets aortiques sont nommés en fonction de leur relation avec les ostia coronaires : feuillet coronarien gauche gauche), feuillet coronarien droit (antéro-droit) et feuillet non coronarien (postérieur). Les feuillets aortiques ont comme les feuillets pulmonaires une forme semi-lunaire et lorsqu’ils sont fermés ils présentent deux parties distinctes, l’une qui sépare le ventricule de l’aorte et subit la pression sanguine la plus importante et l’autre qui est en contact avec les deux autres feuillets, appellée aussi zone de coaptation.