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PHYSIOLOGIE CARDIOVASCULAIRE ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE 2ème Année de Médecin

PHYSIOLOGIE CARDIOVASCULAIRE ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE 2ème Année de Médecine Abdelaziz BELAGUID, MD, PhD. Laboratoire de Physiologie Université Mohammed V Faculté de Médecine et de Pharmacie, Rabat. ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Plan • Systèmes de Stimulation et de Conduction • Potentiel Transmembranaire : Définition, Mise en Evidence, Potentiel de Repos, Potentiel d’Action, Périodes Réfractaires • Propriétés Physiologiques du Tissu Nodal : Propriétés de Dépolarisation Diastolique Spontanée et d’Automatisme • Conduction de l’Onde de Dépolarisation dans le Cœur • Couplage Excitation-Contraction : Structure du Muscle Cardiaque, Mécanisme de la Contraction, Etapes du Couplage Excitation-Contraction, Mécanisme de la Relaxation • Electrocardiogramme : Définition, Matériel d’Enregistrement, Dérivations, Paramètres • Conclusion 2 • Préciser les principaux mécanismes qui expliquent la négativité du potentiel de repos d’une cellule myocardique. • Expliquer, à l’aide des schémas commentés, les mouvements ioniques qui caractérisent les différentes phases des potentiels d’action d’une cellule stimulatrice du nœud sinusal et d’un myocyte ventriculaire. • Définir les périodes réfractaires absolue, effective et relative d’une cellule myocardique ventriculaire. • Citer les propriétés physiologiques du tissu nodal • Expliquer, à l’aide d’un schéma commenté, le phénomène de conduction de l’onde de dépolarisation dans le cœur. • Citer quelques substances chimiques qui modifient la vitesse de conduction dans le cœur. • Préciser les différentes étapes du couplage excitation-contraction du myocarde. • Représenter, à l’aide d’un tableau, les significations physiologiques et les valeurs normales de l’onde P, de l’espace PR, du complexe QRS, du segment ST et de l’onde T d’un électrocardiogramme. 3 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Objectifs ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Systèmes de Stimulation et de Conduction Description des Systèmes - Le cœur est composé de deux systèmes : • Le Système de Stimulation : - Tissu nodal composé du nœud sinusal (NS) et du nœud auriculoventriculaire (NAV). - Ce système contient des cellules stimulatrices ou automatiques. • Le Système de Conduction: Le faisceau de His avec ses deux branches droite et gauche et le réseau sous endocardique de Purkinje. 4 Nœud sinusal Nœud auriculo- ventriculaire Faisceau de His Branche gauche Réseau sous endocardique de Purkinje Branche droite 5 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Systèmes de Stimulation et de Conduction Description des Systèmes ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Système de Stimulation et de Conduction Remarques Pratiques • Il existe dans certaines situations pathologiques des faisceaux qui passent des oreillettes aux ventricules sans passer par le NAV (exemple faisceaux de Kent et James). • Ces faisceaux, qui constituent des voies de conductions anormales, sont responsables d’une pré-excitation ventriculaire (exemple: Wolf Parkinson White). 6 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire Définition • C’est la différence de potentiel (d.d.p) enregistrée par des microélectrodes placées entre l’intérieur et l’extérieur de la membrane des cellules cardiaques. • Le potentiel transmembranaire traduit la perméabilité et la conductivité des ions (Na+, K+, Ca++ , Cl- ) à travers des canaux ioniques spécifiques placés sur la membrane des cellules myocardiques. 7 Mise en Evidence - Microélectrode capillaire introduite dans la membrane d'un myocyte cardiaque, - Microélectrode indifférente placée à l'extérieur de cette membrane, - Ces deux microélectrodes sont reliées soit à : • un système électronique (amplificateur + CAD + enregistreur), • un potentiomètre. ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire 8 Technique d’Enregistrement d’un Potentiel de Repos d’un Myocyte du Ventricule Gauche (VG) A/D Amplificateur Enregistrement Microélectrode Solution physiologique Convertisseur - 90 0 d.d.p (mV) Pénétration de la microélectrode Potentiel de repos Temps Myocyte du VG 9 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire Mécanisme du Potentiel de Repos - Lorsque la cellule est au repos, on enregistre un potentiel de repos de l'ordre de -70 mV au niveau du tissu nodal et de -90 mV au niveau des ventricules. - Ce potentiel de repos est expliqué par : o la répartition inégale des ions Na+, K+ , Ca++ qui se trouvent de part et d'autre de la membrane des cellules cardiaques . o l’imperméabilité membranaire aux protéines qui sont chargées négativement, o la présence d’une pompe active membranaire Na+ / K+ responsable d’un flux actif entrant de l’ion K+ et sortant de l’ion Na+, o l’équilibre entre le gradient de concentration des ions qui tend à repousser le K+ à l’extérieur et le gradient électrique qui tend à retenir le K+ à l’intérieur. 10 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire Mécanisme du Potentiel de Repos Membrane Cellulaire φNa+ φNa+ φK+ φK+ Intérieur Extérieur Flux passif lié au gradient de concentration du Na+/ K+ Flux actif sous l'action de la pompe Na+/ K+ ATPase 11 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire Potentiel d’Action - L’excitation de la membrane des cellules cardiaques est responsable de l’apparition d’un potentiel d’action. - La forme et l’amplitude du potentiel d'action enregistré dépend des cellules cardiaques excitées : – Pour les cellules du nœud sinusal (dites cellules pacemaker ou automatiques), le potentiel d’action est caractérisé par trois phases 0,1,2 de dépolarisation diastolique spontanée, de dépolarisation et de repolarisation. – Pour les cellules contractiles des ventricules, le potentiel d’action enregistré est caractérisé par cinq phases 0,1,2,3,4. 12 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire Mécanisme du Potentiel d’Action d’une Cellule Stimulatrice du Nœud Sinusal et d’une Cellule Contractile Ventriculaire Potentiel d'action d'une cellule du nœud sinusal (figure A) et d’une cellule contractile ventriculaire (figure B) Potentiel de membrane (mV) Potentiel de membrane (mV) temps (ms) - 90 + 20 0 150 300 temps (ms) - 70 - 50 + 10 0 300 600 0 Na+ Ca++ K+ Na+ Ca++ K+ K+ 13 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire Mécanisme du Potentiel d’Action d’une Cellule Stimulatrice du Nœud Sinusal - Phase 0: dépolarisation spontanée induite par un courant sodique entrant If et potassique entrant - Phase 1: dépolarisation due à l’entrée des ions Ca++ - Phase 2: repolarisation due à la sortie des ions K+ 14 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire Mécanisme du Potentiel d’Action d’une Cellule Contractile Ventriculaire - Phase 0: dépolarisation provoquée par l’entrée des ions Na+ - Phase 1: repolarisation rapide due à la sortie des ions K+ - Phase 2: plateau due à l’entrée des ions Ca++ . - Phase 3: repolarisation lente due à la sortie des ions K+ - Phase 4: potentiel de repos qui est stable 15 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire Les Potentiels d’Action des Systèmes de Stimulation et de Conduction 1 2 3 4 5 6 7 1: Nœud sinusal, 2: Muscle de l’oreillette, 3: Nœud auriculo-ventriculaire, 4: Faisceau de His, 5: Branches de faisceau de His, 6: Fibres de Purkinje, 7: Muscle du ventricule. 16 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire Périodes Réfractaires • Les périodes réfractaires sont des temps pendant lesquelles les cellules cardiaques sont inexcitables, peu excitables ou excitables. • On distingue les périodes réfractaires : – Absolue (PRA) qui correspond aux phases 0, 1 et 2 pendant lesquelles la cellule ou la fibre myocardique est inexcitable, – Effective (PRE) pendant laquelle la stimulation de la cellule cardiaque induit un potentiel gradué mais non propagé, – Relative (PRR) pendant laquelle la stimulation de la cellule cardiaque déclenche une dépolarisation propagée mais à une vitesse plus faible et à une amplitude inframaximale, – Totale (PRT) pendant laquelle la stimulation de la cellule cardiaque déclenche une dépolarisation normale. 17 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire Périodes Réfractaires Potentiel d’action normal et réponse après une série de stimulations appliquées pendant et après la fin de la repolarisation. PRA : Période réfractaire absolue, PRE : Période réfractaire effective, PRT : Période réfractaire totale, PRR : Période réfractaire relative, TRT : Temps de repolarisation totale. PRA PRE PRR TRT PRT d.d.p (mV) Seuil -90 0 +20 18 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Potentiel Transmembranaire Périodes Réfractaires et Antiarythmiques • Les antiarythmiques entraînent : – une dépression de la phase 0 du potentiel d’action par diminution de l’entrée du sodium à l’intérieur des cellules cardiaques (ex.: Quinidine, Lidocaïne…) – une augmentation du temps de repolarisation donc une augmentation des périodes réfractaires par blocage de courant potassique (ex.: Sotalol, Amiodarone..) – une diminution du plateau de repolarisation par blocage du courant entrant du calcium (ex : Verapamil, Diltiazem..) – une diminution de la vitesse de conduction (ex.: β bloquants..). 19 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Propriétés Physiologiques du Tissu Nodal – Propriété de Dépolarisation Diastolique Spontanée • Potentiel de repos n’est pas stable, • Seuil d’excitabilité est atteint rapidement ( -60 à -50 mV), • Fréquence de décharge sur cœur isolé = 120 c/mn. • Dépolarisation induite par un courant d’ions positifs entrants qui s’active progressivement avec la diastole. Ce courant (appelé If) est inhibé par la nouvelle génération des bradycardisants spécifiques telle que l’ivabradine. – Propriété d’Automatisme • Impulsion propagée aux tissus sous jacents caractéristique du rythme normal sinusal du cœur. • Responsable de la contraction spontanée du cœur. 20 ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Propriétés Physiologiques du Tissu Nodal a1 : pente de dépolarisation diastolique spontanée du nœud sinusal a2 : pente de dépolarisation diastolique spontanée du nœud auriculo-ventriculaire Constater que la pente a1 est supérieure à la pente a2, ce qui fait que la fréquence de décharge du nœud sinusal est de 120/mn contrairement à celle du nœud auriculo-ventriculaire qui est de 60/mn. De ce fait, c’est le nœud sinusal qui impose le rythme cardiaque. En cas de défaillance du nœud sinusal, c’est le nœud auriculo-ventriculaire qui va prendre le rythme mais avec uploads/Finance/ 2-electrophysiologie-cardiaque 1 .pdf