PÔLE 6 : CŒUR ET CIRCULATION

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PÔLE 6 : CŒUR ET CIRCULATION

• Thème 1 - L’organisation et le fonctionnement du cœur

• Thème 2 – la circulation du sang dans les vaisseaux

• Thème 3 – La régulation cardiaque

• Thème 4 – Une pathologie de la circulation : l’athérosclérose

• Thème 5 – Les insuffisances coronariennes : de l’angor à

l’infarctus du myocarde.

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Thème 1 - L’organisation et le fonctionnement du cœur

• 1 L’anatomie du cœur

• 2 L’aspect mécanique de la révolution cardiaque

• 3 Fréquence, volume d’éjection et débit cardiaques

• 4 L’activité électrique du cœur, l’automatisme cardiaque

• 5 L’enregistrement de l’activité électrique : ECG

(3)

Le cœur in situ

(4)

Faces du cœur

(5)

Vue antérieure avec ablation du cœur

(6)

1 L’anatomie du cœur

Dans la cavité thoracique, au niveau du médiastin

^.

péricardite

(7)

Morphologie

externe du

coeur

(8)

Les tissus du cœur

Endocarde

Péricarde viscéral

Péricarde pariétal Cavité péricardique

myocarde

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Tissu musculaire cardiaque au microscope optique Q 7 A partir de l’étymologie, définir le terme myocarde.

• Q 8 : Légender la figure 3.

• 1 strie scalariforme ou disque intercalaire

• 2 sarcoplasme

• 3 sarcolemme

• 4 myofibrilles striées

• 5 noyau

• 6 tissu conjonctif

• Q 9 : Citer les caractéristiques cytologiques de ce tissu.

• Cellules striées en forme de Y.

• Un seul noyau central

• Cellules anastomosées (reliées) par des stries scalariformes.

• 1

4

• 2 5

• 3 6

Les cardiomyocytes représentent 99% du myocarde

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1 veine cave supérieure 2 oreillette droite

3 sillon auriculoventriculaire 4 ventricule droit

5 apex

6 artère aorte

7 artère (ou tronc artériel) pulmonaire 8 oreillette gauche

9 sillon interventriculaire 10 ventricule gauche

Vaisseaux coronaires 3

9

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Schéma de la coupe frontale du cœur

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frontal

1 oreillette droite 2 ventricule droit 3 oreillette gauche 4 ventricule gauche 5 septum ou

cloison interventriculaire

6 myocarde

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VAV = valvule auriculoventriculaire

VAV

VAV droite

Va sigmoïde

Va = valvule O = oreillette V = ventricule

Va sigmoïde pulmonaire

Sa fermeture

empêche le reflux du sang

entre O dte et V dt entre V gche et aorte entre V dt et tronc artériel pulmonaire

A = VAV dte ou Va tricuspide C = VAV gche ou Va mitrale ou Va bicuspide B = Va sigmoïdes D = cordages tendineux

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Valvules auriculo-ventriculaires Droite = tricuspide

Gauche = bicuspide ou mitrale

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Valvules sigmoïdes

Valvule sigmoïde aortique

Valvule sigmoïde pulmonaire

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Valvules artificielles

Mauvaise ouverture ou fermeture des valvules  turbulences  son sifflant = SOUFFLE AU CŒUR

Rétrécissement (sténose) de l’orifice de la valvule = SOUFFLE AU

COEUR

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Va sigmoïde pulmonaire Va sigmoïde aortique

VAV dte

VAV gche

V gche V dt

O dte O gche

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I 3 organisation du cœur

 SYNTHESE

 Anatomie (réaliser un schéma légendé).

 Histologie : le tissu cardiaque est formé, pour:

• 99%, de tissu musculaire contractile constitué de cellules striées (myofibrilles) en forme de Y

présentant un noyau central :les cardiomyocytes.

• 1%, de tissu nodal constitué de cellules nodales

peu contractiles qui conservent des propriétés

embryonnaires.

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Synthèse : Tissu musculaire cardiaque contractile au microscope optique

1 = noyau

2 = strie scalariforme 3 = myofibrille striée 4 = cardiomyocyte

4

(21)

 MOTS CLES

• Anatomie: oreillettes, ventricules.

• Histologie : cardiomyocytes, tissu nodal

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2 L’aspect mécanique de la révolution cardiaque

La contraction et le relâchement du myocarde se répète de façon régulière.

1 systole 1 diastole

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La révolution cardiaque Contraction = systole Repos = diastole

À chaque cycle cardiaque:

Systole auriculaire (les deux oreillettes se contractent)

Systole ventriculaire (les deux ventricules se contractent)

Diastole générale

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2 1 s

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Artère aorte

O V

La Ps V ↗ Ps V > Ps O

Ps V < Ps aortique

Constant et maximal = Vol télédiastolique

Fermeture VAV V contracté, toutes les Val sont fermées La Ps V ↗

Ps V > Ps O

Ps V > Ps aortique

↘

La Val sigmoïde s’ouvre, le sang est éjecté dans l’aorte La Ps V ↘

Ps V > Ps O

Constant et minimal = Vol télésystolique

Fermeture Val

sigmoïde. V relâché, toutes les Val. fermées La Ps aortique ↘

Ps V < Ps O

↗ jusqu’à 70%

de sa valeur max.

Ouverture de la VAV, le sang s’écoule de l’O vers le V, qui sont relâchés

Ps = pression sanguine

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Ouvertes Fermées Fermées Fermées Fermées Ouvertes Fermées Fermées

Ouvertes Fermées

SA ou fin DG remplissage des V

Les VAV sont ouvertes et les Val sigmoïdes sont fermées

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D E et E F

A B , B C et C D

B C et C D

≈ 0,6 s

≈ 0,4 s

Fermeture des VAV

Fermeture des Val sigmoïdes

E

C D

B

stéthoscope

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V contracté, toutes les Val

fermées, volume V maximal et constant

SV : contraction isovolumétrique

O et V relâchés, toutes les Val sont fermées, volume V minimal et constant

Début DG : relâchement isovolumétrique O contractée, VAV ouvertes, Val

sigmoïdes fermées : fin de remplissage des V

SA

O et V relâchés, VAV ouvertes, Val sigmoïdes fermées : début de remplissage des V

Fin DG

V contractés, VAV fermées, Val sigmoïdes ouvertes : le sang est éjecté dans les artères.

SV : phase d’éjection 3, 1, 5, 2 et 4.

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II 2 Activité mécanique

 SYNTHESE

Une révolution cardiaque ou cycle cardiaque ou battement cardiaque présente :



Une systole auriculaire : les 2 O se contractent. Permet la fin du remplissage des V.



Une systole ventriculaire : les 2 V se contractent.

Se fait en 2 étapes :

•

Phase de mise en tension ou phase de contraction isovolumétrique commence par la fermeture des VAV= 1

^er

bruit du cœur.

•

Phase d’évacuation ou d’éjection ou phase de contraction isotonique. Les V se vident, la quantité de sang éjecté par un V est le volume systolique (V droit et V gauche éjectent le même volume systolique).



Une diastole générale : les O et les V sont relâchés.

Se fait en 2 étapes :

•

Début de la DG ou relâchement isovolumétrique commence par la fermeture des VA = 2

^ème

bruit du cœur.

•

Fin de la DG, ouverture des VAV qui permet le remplissage des V à 80%.

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(34)

SA

SV contraction isovolumétrique

SV phase d’éjection

artères

Début DG :

relâchement isovolumétrique Fin DG : début

remplissage des V

O V

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Q : Compléter chaque schéma, en indiquant par des flèches les mouvements du sang dans le cœur et en figurant l’état d’ouverture ou de fermeture des valvules

auriculo-ventriculaires et artérielles, de façon à représenter les étapes de la contraction cardiaque.

Q : Donner un titre à chacun des schémas présentés.

Titre : 1 2 3 4 5

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3 Fréquence, volume d’éjection et débit cardiaques

Nombre de révolution cardiaque par minute.

cpm = contractions ou cycles par minute – bpm = battements par minute

1 cycle dure 1 seconde

X cycles durent 60 secondes x = 60 : 1 = 60 cpm 140 mL 80 mL 140 – 80 = 60 mL

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Un volume de fluide traversant une section par unité de temps.

Volume de sang éjecté par un ventricule vers une artère en une minute.

mL . min¯¹

DC = VES (volume de sang éjecté à chaque contraction) x FC (nombre de contraction par minute) DC = 60 x 60 = 3600 mL . min¯¹ = 3,6 L . min¯¹

5 à 6 L

D’après le doc 3 : le cœur éjecte chaque minute près des ¾ du sang total.

En moyenne, presque la totalité du volume sanguin passe dans une artère chaque minute.

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SYNTHESE : 3 Fréquence, volume d’éjection et débit cardiaques

• Fréquence cardiaque = FC :

– Définition : Nombre de révolution cardiaque par minute.

– Unités : cpm = contractions ou cycles par minute – bpm = battements par minute – Mode de calcul : 1 minute = 60 secondes

FC = 60 : durée d’1 cycle en seconde = x cpm

• Volume d’éjection systolique = VES :

– Définition : volume de sang éjecté par un ventricule à chaque systole.

– Unités : mL ou L – Mode de calcul :

VES = Volume télédiastolique – volume télésystolique Volume télédiastolique = volume ventriculaire maximal Volume télésystolique = volume ventriculaire minimal

• Débit cardiaque = DC :

– Définition : le volume de sang expulsé par minute, par chaque ventricule.

– Unités : L.min⁻¹ ou mL.min⁻¹ – Mode de calcul

DC L.min⁻¹ = FC cpm x VES L (L= litre)

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4 L’activité électrique du cœur, l’automatisme cardiaque.

Localisation du tissu nodal

1 nœud sinusal 2 nœud septal ou auriculo-ventriculaire 3 = faisceau de His 4 = réseau de Purkinje

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Conditions physiologiques

Le fonctionnement cardiaque ne nécessite pas de connexions avec l’organisme

La FC d’un cœur isolé est 2 fois supérieure à celle d’un cœur in situ au repos.

Il existe une régulation cardiaque qui ralentit le cœur et qui est extérieure à celui-ci.

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Propriétés des cellules nodales: expériences

Analyses:

• Les cultures de cellules nodales présentent différentes fréquences de contraction en fonction de leur localisation : nœud sinusal est le plus rapide (100 contractions par minute), puis le nœud septal (50 cpm) et le faisceau de His (avec 40 cpm).

• Les cellules du nœud sinusal ayant la fréquence de contraction la plus élevée imposent leur rythme aux cellules les plus lentes.

• Les cultures de cardiomyocytes montrent qu’ils sont incapables de se contracter sans contact avec les cellules nodales. Lorsque ce

contact est établi elles se contractent avec la même fréquence que les cellules nodales.

Interprétation : cellules nodales sont auto-excitables et excitatrices

(42)

DOCUMENT 5 p 68

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Le tissu nodal est responsable de l’automatisme cardiaque.

Les cel. nodales des V prennent le relais des nœuds sinusal et septal mais sont sans effet sur les O et imposent un rythme plus lent aux V.

Le nœud septal prend le relais du nœud sinusal, à un rythme plus lent mais plus rapide que le tissu nodal des V.

Le faisceau de His fait le lien entre les nœuds sinusal et septal d’une part, et le réseau de Purkinje d’autre part. Son rythme est plus lent que celui des tissus nodaux auriculaires.

(44)

L’onde excitatrice part du nœud sinusal se propage au nœud septal, au faisceau de His et enfin au réseau de Purkinje.

Le tissu nodal produit une onde excitatrice (de

stimulation) qui se propage au myocarde et déclenche sa contraction.

Stimulateur cardiaque

Car le nœud sinusal a un rythme plus rapide et il l’impose aux autres tissus nodaux.

Défibrillateur

Fibrillation

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Rappel cours 1°

LE POTENTIEL DE REPOS : la polarité membranaire

• Définition : différence de potentiel entre la face interne et la face

extérieur de la

membrane plasmique.

• La membrane de toutes les cellules est polarisée

• Origine : répartition

inégale des ions positifs et négatifs entre

l’intérieur et l’extérieur de la cellule.

• Enregistrement du potentiel de

membrane .

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Maintien du potentiel de repos

• Transport

passifs et actifs d’ions à travers la membrane

• Transports passifs :

– Na⁺ entrent par les canaux de fuite, – K⁺ sort par les canaux de fuite

• Transports actifs :

– Pompe Na⁺/K⁺ ATPase dépendante fait sortir le Na⁺ et

entrer le K⁺, ce qui maintient le gradient de concentration

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LE POTENTIEL D’ACTION

• Le potentiel d’action traduit une variation du potentiel de

membrane.

• A l’issue du potentiel d’action, la pompe Na⁺/K⁺ ATPase dépendante rétablit la répartition normale du Na⁺

et du K⁺.

(48)

DOCUMENT 6 p 69

Le potentiel membranaire du neurone (-7O mV) est légèrement inf. à celui d’une cel. nodale (- 60 mV)

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Correspond à une augmentation progressive du potentiel (dépolarisation lente) jusqu’à atteindre une valeur seuil (- 40 mV) qui déclenche le potentiel d’action.

Cette augmentation est spontanée (sans stimulation).

Après chaque potentiel d’action, la cel. nodale se dépolarise spontanément ce qui déclenche un nouveau potentiel d’action et ainsi de suite.

Le potentiel d’action des cel. nodales est transféré aux cardiomyocytes.

Dépolarisation brutale et brève, repolarisation plus lente et progressive.

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Propriétés des cellules nodales

• Les cellules nodales sont autoexcitables ou autorythmiques c’est à dire qu’elles sont capables de se dépolariser et se repolariser

spontanément et rythmiquement. Ces dépolarisations (phénomènes électriques) génèrent des potentiels d’action qui provoquent la

contraction de ces cellules (phénomène mécanique).

Potentiels d’action nodaux

contraction relâchement Phénomènes électriques

Phénomènes mécaniques

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Observation du tissu myocardique

2 types de cellules myocardiques

• Cellules nodales : moins de 1%, tissu musculaire pauvre en myofibrilles, riche en sarcoplasme.

• Cardiomyocytes striés : abondants, ce sont des cellules

musculaires striées de taille moyenne: riche en myofibrilles

sarcoplasme

Myofilament fin d’actine Strie M

Strie scalariforme Myofilament épais de myosine

sarcomère

mitochondrie

JONCTIONS

COMMUNICANTES PERMETTANT UNE DÉPOLARISATION RAPIDE DES

CARDIOMYOCYTES STRIÉS

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