La pompe cardiaque, le débit cardiaque et son contrôle - Université ...
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UEMPSfO - PhysiologieChapitre 4 :<strong>La</strong> <strong>pompe</strong> <strong>cardiaque</strong>, <strong>le</strong> débit<strong>cardiaque</strong> <strong>et</strong> <strong>son</strong> contrô<strong>le</strong>Professeur Christophe RIBUOTAnnée universitaire 2010/2011Université Joseph Fourier de Grenob<strong>le</strong> - Tous droits réservés.
<strong>La</strong> <strong>pompe</strong> <strong>cardiaque</strong> :Plan du cours1) Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>.2) <strong>La</strong> courbe pression-volume du ventricu<strong>le</strong>gauche.3) Les bruits <strong>cardiaque</strong>s.4) <strong>La</strong> relation longueur - tension5) Le débit <strong>cardiaque</strong> <strong>et</strong> <strong>son</strong> contrô<strong>le</strong>.
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)VolumeVentriculaire (ml)Valves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)VolumeVentriculaire (ml)Valves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)VolumeVentriculaire (ml)Valves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)Volume télédiastoliqueVolumeVentriculaire (ml)Volume télésystoliqueValves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)VolumeVentriculaire (ml)Valves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Valves aortique <strong>et</strong> pulmonaireValves auriculo-ventriculairesPhasesO. G.O. D.V. G.V. D.PhasesMésodiasto<strong>le</strong> <strong>et</strong>télédiasto<strong>le</strong>Systo<strong>le</strong>ventriculaireProtodiasto<strong>le</strong>
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)ContractionisovolumétriqueVolumeVentriculaire (ml)Valves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong><strong>La</strong> contraction isovolumétrique en résumé :1) ferm<strong>et</strong>ure de la valve mitra<strong>le</strong>,2) contraction isovolumétrique du VG,3) baisse de la pression aortique alors quela pression intraventriculaire augmente,4) ouverture de la valve aortique lorsque lapression intraventriculaire est supérieure àla pression aortique.
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)VolumeVentriculaire (ml)Ejectionventriculaire :phases activepuis passiveValves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>L’éjection ventriculaire en résumé :1) ouverture de la valve aortique2) éjection active sous l'eff<strong>et</strong> de lacontraction isotonique du VG,3) éjection passive,4) ferm<strong>et</strong>ure de la valve aortique.
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)RelaxationisovolumétriqueventriculaireVolumeVentriculaire (ml)Valves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong><strong>La</strong> relaxation isovolumétrique en résumé :1) ferm<strong>et</strong>ure de la valve aortique,2) relâchement du VG alors que <strong>le</strong>s valves<strong>son</strong>t closes,3) remontée de la pression aortique: ondedicrote,4) ouverture de la valve mitra<strong>le</strong>.
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)RemplissageventriculaireVolumeVentriculaire (ml)Valves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)Protodiasto<strong>le</strong>VolumeVentriculaire (ml)Valves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)Mésodiasto<strong>le</strong>VolumeVentriculaire (ml)Valves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)Télédiasto<strong>le</strong>VolumeVentriculaire (ml)Valves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Le remplissage ventriculaire en résumé :1) se dérou<strong>le</strong> entre l'ouverture de la valvemitra<strong>le</strong> <strong>et</strong> sa ferm<strong>et</strong>ure,2) se décline en protodiasto<strong>le</strong>,mésodiasto<strong>le</strong> <strong>et</strong> télédiasto<strong>le</strong>.3) ramène <strong>le</strong> volume ventriculaire à sava<strong>le</strong>ur maxima<strong>le</strong>.
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Fréquence <strong>cardiaque</strong> 75 bpm 200 bpm(battements/min)Durée d’un cyc<strong>le</strong> (s) 0,80 0,30Durée de la systo<strong>le</strong> (s) 0,27 0,16Durée de la diasto<strong>le</strong> (s) 0,53 0,14
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>- 62,5 %Fréquence <strong>cardiaque</strong> 75 bpm 200 bpm(battements/min)Durée d’un cyc<strong>le</strong> (s) 0,80 0,30Durée de la systo<strong>le</strong> (s) 0,27 0,16Durée de la diasto<strong>le</strong> (s) 0,53 0,14- 40 %
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>- 62,5 %Fréquence <strong>cardiaque</strong> 75 bpm 200 bpm(battements/min)Durée d’un cyc<strong>le</strong> (s) 0,80 0,30Durée de la systo<strong>le</strong> (s) 0,27 0,16Durée de la diasto<strong>le</strong> (s) 0,53 0,14- 73,5 %
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)VolumeVentriculaire (ml)Valves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
1208040013010070Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>0 Temps (s) 1VolumeVentriculaire (ml)Pression (mmHg)
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Pression artériel<strong>le</strong>
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Pression artériel<strong>le</strong>diastolique : PADPression artériel<strong>le</strong>systolique : PASIncisure catacrote= Onde dicrote
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>120Pression (mmHg)10080systo<strong>le</strong>diasto<strong>le</strong>systo<strong>le</strong>diasto<strong>le</strong>60Suj<strong>et</strong> jeuneSuj<strong>et</strong> âgé
Rythme circadien de la PAPression artériel<strong>le</strong> (mmHg)Pression artériel<strong>le</strong>systoliquePression artériel<strong>le</strong>diastoliqueHeures de la journée
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Pressionventriculaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Pression télésystoliquedu VG : PTSVGPression télédiastoliquedu VG : PTDVG
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Pressionauriculaire
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>acv
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>acv
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>acv
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>PressionsVa<strong>le</strong>ur moyenne(mmHg)Va<strong>le</strong>urs norma<strong>le</strong>s(mmHg)Oreil<strong>le</strong>tte droite 3 0-8Ventricu<strong>le</strong> droit syst. 25 15-30Ventricu<strong>le</strong> droit diast. 4 0-8Artère pulmonaire (moy.) 15 9-16Oreil<strong>le</strong>tte gauche (moy.) 8 2-12Ventricu<strong>le</strong> gauche syst. 130 90-140Ventricu<strong>le</strong> gauche diast. 9 5-12Artère brachia<strong>le</strong> (moy.) 85 70-105
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong><strong>La</strong> fraction d’éjection (FE) :rapport en % du VS par <strong>le</strong> VTD.Conditions Va<strong>le</strong>urs FE (%)Cœur normal 54-64Exercice jusqu’à 100Cœur défaillant jusqu’à 20
<strong>La</strong> <strong>pompe</strong> <strong>cardiaque</strong> :Plan du cours1) Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>.2) <strong>La</strong> courbe pression-volume du ventricu<strong>le</strong>gauche.3) Les bruits <strong>cardiaque</strong>s.4) <strong>La</strong> relation longueur - tension5) Le débit <strong>cardiaque</strong> <strong>et</strong> <strong>son</strong> contrô<strong>le</strong>.
<strong>La</strong> courbe pression-volumePression du ventricu<strong>le</strong> gauche(mmHg)12080400EFDABCI I I50 100 150Volume du ventricu<strong>le</strong> gauche (ml)
<strong>La</strong> courbe pression-volumePente d’élastance(Index de fonction systolique)Pression du ventricu<strong>le</strong> gauche(mmHg)Courbe de compliance VG(Index de fonction diastolique)Travail <strong>cardiaque</strong>PTDVG < 10 mmHgVolume du ventricu<strong>le</strong> gauche (ml)
<strong>La</strong> courbe pression-volumePression du ventricu<strong>le</strong> gauche(mmHg)Choc cardiogéniquePTDVG > 18 mmHgPTDVG < 10 mmHgVolume du ventricu<strong>le</strong> gauche (ml)
<strong>La</strong> <strong>pompe</strong> <strong>cardiaque</strong> :Plan du cours1) Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>.2) <strong>La</strong> courbe pression-volume du ventricu<strong>le</strong>gauche.3) Les bruits <strong>cardiaque</strong>s.4) <strong>La</strong> relation longueur - tension5) Le débit <strong>cardiaque</strong> <strong>et</strong> <strong>son</strong> contrô<strong>le</strong>.
Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>Cœur gaucheE<strong>le</strong>ctrocardiogrammePhonocardiogrammePression (mmHg)VolumeVentriculaire (ml)Valves auriculo-ventriculairesValves aortique <strong>et</strong> pulmonaire
<strong>La</strong> <strong>pompe</strong> <strong>cardiaque</strong> :Plan du cours1) Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>.2) <strong>La</strong> courbe pression-volume du ventricu<strong>le</strong>gauche.3) Les bruits <strong>cardiaque</strong>s.4) <strong>La</strong> relation longueur - tension5) Le débit <strong>cardiaque</strong> <strong>et</strong> <strong>son</strong> contrô<strong>le</strong>.
<strong>La</strong> relation longueur - tensionprécharge = degré d’étirement dumusc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>,postcharge = pression qui s’opposeà l’ouverture des valves aortique <strong>et</strong>pulmonaire.
<strong>La</strong> relation longueur – tension352515Pressionveineuse(mmH2O)VolumeVentrculaire(ml)VS = 8 mlTemps (s)
<strong>La</strong> relation longueur – tension3525VS = 13 ml15Pressionveineuse(mmH2O)VolumeVentrculaire(ml)Temps (s)
<strong>La</strong> relation longueur – tension352515Pressionveineuse(mmH2O)VolumeVentrculaire(ml)VS = 3 mlTemps (s)
<strong>La</strong> relation longueur – tension<strong>La</strong> loi de Frank-Starling :« Dans des limites physiologiques, <strong>le</strong>cœur est capab<strong>le</strong> de rem<strong>et</strong>tre encirculation tout volume sanguincorrespondant au r<strong>et</strong>our veineux … »
<strong>La</strong> relation longueur – tension
<strong>La</strong> <strong>pompe</strong> <strong>cardiaque</strong> :Plan du cours1) Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong>.2) <strong>La</strong> courbe pression-volume du ventricu<strong>le</strong>gauche.3) Les bruits <strong>cardiaque</strong>s.4) <strong>La</strong> relation longueur - tension5) Le débit <strong>cardiaque</strong> <strong>et</strong> <strong>son</strong> contrô<strong>le</strong>.
Le débit <strong>cardiaque</strong>Définitions :Le débit <strong>cardiaque</strong> est la quantité de sangéjecté par <strong>le</strong> ventricu<strong>le</strong> en une minute.Norma<strong>le</strong>ment <strong>le</strong> ventricu<strong>le</strong> droit <strong>et</strong> <strong>le</strong>ventricu<strong>le</strong> gauche ont <strong>le</strong> même débit.Au repos <strong>le</strong> débit <strong>cardiaque</strong> se situe entre 4<strong>et</strong> 5 l.min -1 .
Le débit <strong>cardiaque</strong>Définitions :L'index <strong>cardiaque</strong> est la quantité de sangéjecté en un minute par mètre de surfacecorporel<strong>le</strong>. (IC = DC / S. Corp.)Au repos l'index <strong>cardiaque</strong> se situe entre2,5 <strong>et</strong> 4 l.min -1 .m -2 de surface corporel<strong>le</strong>.
Le débit <strong>cardiaque</strong>Définitions :<strong>La</strong> réserve <strong>cardiaque</strong> est la différencepour un individu donné entre <strong>son</strong> débit<strong>cardiaque</strong> de repos <strong>et</strong> <strong>son</strong> débit <strong>cardiaque</strong>maximum.C<strong>et</strong>te réserve pourra être de 25 l.min -1
Le débit <strong>cardiaque</strong>DC (l.min -1 ) = FC (batt.min -1 ) x VS (l.batt -1 )Les déterminants du débit <strong>cardiaque</strong> <strong>son</strong>t :- <strong>La</strong> fréquence <strong>cardiaque</strong>,- Le volume d'éjection sous la dépendancede :- la précharge- la postcharge- la contractilité
Le débit <strong>cardiaque</strong>Caractéristiques de la fréquence <strong>cardiaque</strong> :- spécificité d'espèce,- varie avec l'âge du suj<strong>et</strong>,- varie avec l'état physiologique du suj<strong>et</strong>,- varie avec l'état pathologique du suj<strong>et</strong>.Plus la fréquence <strong>cardiaque</strong> augmente,plus <strong>le</strong> débit <strong>cardiaque</strong> augmente.
Le débit <strong>cardiaque</strong>50 batt.min -1 < FC < 180 batt.min -1
Le débit <strong>cardiaque</strong>Influence chronotrope +<strong>La</strong> fréquence <strong>cardiaque</strong> augmenteavec l'hyperthermie, l'exercice,l'anxiété, l'hypotension,l'hypoxémie, l'anémie, la dou<strong>le</strong>ur,<strong>le</strong>s stimulants ou encore <strong>le</strong>schronotropes positifs.Influence chronotrope -<strong>La</strong> fréquence <strong>cardiaque</strong> diminueavec <strong>le</strong>s manœuvres vaga<strong>le</strong>s, <strong>le</strong>smédicaments chronotropesnégatifs.
Le débit <strong>cardiaque</strong>Plus la précharge augmente,plus <strong>le</strong> débit <strong>cardiaque</strong> augmente.
Le débit <strong>cardiaque</strong>Pcp seuilDébit VG (l/min)Pcp optima<strong>le</strong>Pcp (mmHg)
Le débit <strong>cardiaque</strong>Les déterminants de la postcharge :- <strong>le</strong>s résistances vasculaires,- <strong>le</strong>s conditions pathologiques,- la viscosité du sang.Plus la postcharge augmente,plus <strong>le</strong> débit <strong>cardiaque</strong> diminue.
Le débit <strong>cardiaque</strong><strong>La</strong> résistance vasculaire = différence depression moyenne entre deux endroits dusystème vasculaire divisée par <strong>le</strong> débitmoyen.L’unité internationa<strong>le</strong> est <strong>le</strong> : dynes/sec/cm -5 .RVP 150 à 250 dynes/sec/cm -5RVS 1000 à 1500 dynes/sec/cm -5
Le débit <strong>cardiaque</strong><strong>La</strong> contractilité = vitesse de raccourcissement de lafibre myocardique au moment de la systo<strong>le</strong>.Les principaux déterminants de la contractilité <strong>son</strong>t:- la contrainte pariéta<strong>le</strong>,- l'état de la fibre myocardique <strong>et</strong> des artères coronaires,- l’environnement de la fibre myocardique,- l'activité du système nerveux sympathique.Les indicateurs <strong>son</strong>t <strong>le</strong>s index de travail systolique du VG <strong>et</strong> du VDIWSVGIWSVD50 +/- 5 g.m/m²8 +/- 5 g.m/m²
Le débit <strong>cardiaque</strong><strong>La</strong> régulation du débit <strong>cardiaque</strong> estnerveuse (SNA) <strong>et</strong> humora<strong>le</strong>.Régulation nerveuse rapide.Régulation humora<strong>le</strong> <strong>le</strong>nte.Le SNA se divise en SN sympathique <strong>et</strong>SN parasympathique.
Le débit <strong>cardiaque</strong>Eff<strong>et</strong> du SN sympathique (noradrénaline) :Chronotrope positif : la noradrénaline augmentela pente de la ddl des cellu<strong>le</strong>s automatiquessinusa<strong>le</strong>s.Dromotrope positif : diminue <strong>le</strong> temps deconduction AV.Inotrope positif : contraction plus forte <strong>et</strong> plusrapide.Vasoconstriction périphérique : augmentationde la post-charge
Le débit <strong>cardiaque</strong>Eff<strong>et</strong> du SN parasympathique (acétylcholine) :Chronotrope négatif : l’acétylcholine diminue lapente de la ddl des cellu<strong>le</strong>s automatiquessinusa<strong>le</strong>s.Dromotrope négatif : augmente <strong>le</strong> temps deconduction AV.Vasodilatation périphérique : diminution de lapost-charge
Le débit <strong>cardiaque</strong>Eff<strong>et</strong> du SN parasympathique (acétylcholine) :Chronotrope négatif : l’acétylcholine diminue lapente de la ddl des cellu<strong>le</strong>s automatiquessinusa<strong>le</strong>s.Dromotrope négatif : augmente <strong>le</strong> temps deconduction AV.Bradycardie Arrêt <strong>cardiaque</strong> Reprise= Phénomène d’échappement
Le débit <strong>cardiaque</strong><strong>La</strong> régulation humora<strong>le</strong> :- Hormones : l’adrénaline, l’angiotensine II,la thyroxine …<strong>le</strong> facteur natriurétiqueauriculaire.- Ions : Ca++, K+, Na+, Cl- …
A r<strong>et</strong>enir …Le cyc<strong>le</strong> <strong>cardiaque</strong><strong>La</strong> courbe pression-volumeLes bruits <strong>cardiaque</strong>s<strong>La</strong> relation tension longueurLe débit <strong>cardiaque</strong> <strong>et</strong> sa régulation
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