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INTRODUCTION A LA PATHOLOGIE CARDIAQUE ET VASCULAIRE


Professeur Jean-Pierre BASSAND


Révision 06/2001
Mise à jour du 25/10/2005

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FINALITE DU SYSTEME CARDIOVASCULAIRE
COMPOSITION DU SYSTEME CARDIOVASCULAIRE
LA POMPE ET SES ANNEXES
LE SYSTEME ARTERIEL
LE SYSTEME VEINEUX
L'ENDOTHELIUM
LE FONCTIONNEMENT DU SYSTEME
REGULATION DU SYSTEME CARDIOVASCULAIRE
LE CONTENU SU SYSTEME CARDIOVASCULAIRE EST LE SANG
EXPLORATION DU SYSTEME CARDIOVASCULAIRE
PATHOLOGIE AFFECTANT LE SYSTEME CARDIOVASCULAIRE

Documentation multimédia
Distribution coronaire
Représentation schématique du myocarde
Mitochondrie
La relation pression-volume diastolique et la relation pression-volume télésystolique.
Mitochondrie :
Système de conduction intracardiaque
Représentation schématique des protéines contractiles et mitochondries
Face antérieure du cœur
Muscle Cardiaque
Vue supérieure du cœur
Face diaphragmatique du cœur
Coronaires
Structure d'une artère coronaire


FINALITE DU SYSTEME CARDIOVASCULAIRE

Apporter des substrats et de l'oxygène au cerveau,
Apporter des substrats et de l'oxygène aux organes annexes qui assurent la mise à disponibilité des substrats et de l'oxygène et qui assurent le rejet des déchets provoqués par la consommation de ces substrats. En bref, tous les organes qui assurent le métabolisme de l'organisme.
Enfin, accessoirement assurer la durabilité, le déplacement dans l'espace et la reproduction de l'individu.

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COMPOSITION DU SYSTÈME CARDIOVASCULAIRE

Le système est composé de :
2 pompes disposées en série,
alimentées par un système vasculaire veineux capacitif.
et assurant leur éjection dans un système résistif, (artéres et artérioles pulmonaires et systémiques).
le fonctionnement de ce système est automatique et autorégulé. Il est également sous l'influence du système nerveux végétatif et de systèmes endocrines et paracrines.
enfin, le contenu du système cardio-vasculaire est le sang composé d'éléments figurés et d'éléments non figurés, eau, électrolytes, protéines, lipides ainsi que de nombreux autres produits...

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LA POMPE ET SES ANNEXES

1 - Les protéines contractiles, principalement actine et myosine sont l'effecteur. Elles assurent le raccourcissement systolique et le relâchement diastolique.
C'est la modification stéréochimique de leur interconnection qui assure leur raccourcissement et partant la contraction.

2 - Les protéines contractiles pour assurer leur fonction consomment d'énormes quantités d'énergie sous forme d'ATP. Le coeur est avec le cerveau le plus grand consommateur d'ATP. Le coeur ne comporte aucune réserve d'énergie. Son fonctionnement est exclusivement assuré par les apports sanguins. 90 % de l'ATP consommé par le coeur est fourni par les acides gras libres et 10 % seulement par le glucose.

3 - La conversion de l'énergie est assurée par les mitochondries. La presque totalité du métabolisme oxydatif qui conduit à la transformation des acides gras libres en ATP est assurée dans les mitochondries.

4 - Les artères coronaires assurent l'alimentation du système en substrats, acides gras libres et glucose, et en oxygène qui en permet le catabolisme et la transformation en ATP.

5 - Le système de conduction assure l'automatisme du fonctionnement cardiaque et la transmission de cette commande automatique à l'ensemble du coeur par les voies de conduction.

6 - Enfin, les systèmes valvulaires, auriculo-ventriculaires et artériels font que la circulation sanguine à l'intérieur de la pompe est à sens unique, au moins à l'état physiologique.

La totalité des éléments constituants la pompe : protéines contractiles, réseau coronaire, systèmes valvulaires, tissu de conduction... peuvent être l'objet d'anomalies de fonctionnement. L'exploration de ces différents systèmes comporte une importance majeure en pathologie cardio-vasculaire.

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LE SYSTÈME ARTERIEL

Les artères composées de cellules musculaires lisses, d'éléments de structure, cellulaires et non cellulaires, fibres élastiques et fibres collagènes ainsi que de
l'endothélium.

Il comporte deux composantes :

1 - Une composante élastique dans les grosses artères proches du coeur. Ces artères élastiques emmagasinent en systole l'énergie développée par le ventricule gauche et la restituent en diastole en assurant l'écoulement du sang. Elles ne sont pas influencées par le système nerveux végétatif. Leur compliance ou distensibilité dépend de la qualité intrinsèque de la paroi, en particulier de sa composante élastique et fibreuse. Elle n'est pas constante, elle varie au cours de l'âge (pas dans le bon sens).

2 - Un système résistif éminemment vaso-actif constitué par les artérioles périphériques à composante musculaire principale. Il est sensible aussi bien à des conditions locales d'auto-régulation qu'à des inflences externes : système nerveux végétatif, système rénine angiotensine aldostérone, divers systèmes endocrines et paracrines (endothélium).
Le niveau des résistances vasculaires est hautement variable. C'est essentiellement lui qui influence la postcharge du ventricule gauche dans un sens comme dans l'autre.

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LE SYSTEME VEINEUX

Le système veineux est capacitif. Il est capable d'emmagasiner de grandes quantités de sang sous faible pression, en particulier dans les veines périphériques et les veines splanchniques.
Ce système capacitif est soumis à l'influence du système nerveux végétatif et du système renine-angiotensine aldostérone.
La quantité de sang contenu dans le système veineux est modulable.

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L'ENDOTHELIUM

1 - L'endothélium a une fonction importante aussi bien en ce qui concerne la régulation et l'autorégulation du calibre artériel et des résistances vasculaires. Il s'agit de la plus importante glande paracrine de l'organisme. Il a également une fonction de régulation des relations paroi vasculaire-éléments figurés du sang, à la base du processus de développement de l'athérome.

2 - L'endothélium sécrète un grand nombre de produits vaso-actifs parmi lesquels la prostacycline et le NO (oxyde nitrique). D'une façon générale, les produit sécrétés par l'endothélium ont un effet myorelaxant, vasodilatateur et antiagrégant (surtout la prostacycline). L'endothéline d'identification plus récente a un rôle vaso-constricteur.
Ces produits mettent à l'abri la paroi vasculaire des effets vasoconstricteurs qui s'exercent par l'intermédiaire des systèmes hormonaux, des peptides vaso-actifs sécrétés par les plaquettes, thromboxane A2, sérotonine.

3 - L'endothélium est à l'origine de la sécrétion d'enzymes parmi lesquels l'activateur tissulaire du plasminogène qui permet la transformation du plasminogène présent dans le sang sous forme inactive, en plasmine, fibrinolytique physiologique.

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LE FONCTIONNEMENT DU SYSTEME

Le coeur n'est capable que de se raccourcir en systole et de se distendre en diastole. C'est sa seule fonction aussi bien à l'échelle de la protéine contractile qu'à l'échelle du coeur entier.
Le fonctionnement du coeur ne dépend que de deux éléments, sa qualité contractile c'est à dire son aptitude à se raccourcir et sa capacité à se distendre en diastole ou compliance.

1 - La systole se décompose en raccourcissement puis relaxation. Les deux phénomènes sont consommateurs d'énergie.
L'éjection systolique s'effectue dans un système artériel à deux composantes : une élastique, une résistive (cf supra)

2 - La diastole ou phase de relachement est entièrement passive et ne consomme pas d'énergie. Le remplissage est passif ou presque passif.

Le sang provient du système capacitif, les veines périphériques en particulier splanchniques pour le coeur droit et pulmonaires pour le coeur gauche.

L'importance du remplissage, sa vitesse et les pressions sous lesquelles il s'effectue dépendent peu du contenant, pourtant vaso-actif, soumis à l'influence du système nerveux végétatif et du système rénine angiotensine aldostérone. Il dépend surtout de la volémie, c'est à dire de l'importance du contenu.

3 - En pratique, l'amplitude de raccourcissement du coeur dépend de:

la précharge ou longueur initiale avant la contraction. Au niveau du coeur entier elle s'exprime par le volume télédiastolique qui dépend de la compliance de la cavité ventriculaire ( aptitude à se distendre) et de l'importance du retour veineux.

la postcharge, c'est à dire l'ensemble des forces qui s'opposent au raccourcissement systolique, définie également comme la contrainte pariétale exercée au cours de la systole sur la paroi ventriculaire.
Interviennent dans la composition de la contrainte pariétale, la pression d'éjection du ventricule qui dépend à la fois de la distensibilité des artères à composante élastique principale et de la résistance périphérique offerte par les artérioles périphériques à composante musculaire principale.

ó =

P x R
h

où P = pression d'éjection, R = rayon de la cavité, h = épaisseur de la paroi, ó = contrainte.

L'état contractile du coeur c'est à dire sa qualité intrinsèque ou son aptitude à se raccourcir.

Dans ce mode de fonctionnement, plus la longueur initiale est grande c'est à dire plus le remplissage est important, plus l'amplitude de raccourcissement est grande. Plus la postcharge est basse plus le raccourcissement systolique est intense. C'est la loi du coeur de Starling.
Cette propriété est utilisée dans le traitement de l'insuffisance cardiaque où l'approche pharmacologique s'efforce de modifier pré- et post-charge, dans le sens d'une diminution, de façon à faciliter le travail cardiaque et augmenter le débit cardiaque.

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REGULATION DU SYSTEME CARDIOVASCULAIRE

Le système cardiovasculaire est régulé de plusieurs façons.

1 - l'automatisme cardiaque assuré par le système de conduction est éminemment sensible à l'influence du système nerveux végétatif, sympatique et parasympatique ainsi qu'à des influences hormonales, catécholamines entre autres.

2 - les systèmes artériolaires sont autorégulés en particulier au niveau des artères coronaires. Il existe une auto-régulation locale du débit coronaire en fonction des besoins métaboliques et d'éventuels phénomènes ischémiques.

3 - Les systèmes vaso-constricteurs :
système adrénergique ou sympathique,
système rénine-angiotensine aldostérone,
système arginine-vasopressine,
auxquels il faut rajouter les systèmes vasoconstricteurs d'action locale telles que les prostaglandines vascoconstrictrices, thromboxane A2, sérotonine dans certaines conditions, endothéline.

Ces systèmes vasoconstricteurs maintiennent les tonus veineux et artériels, agissent sur la volémie et les échanges électrolytiques, agissent sur l'inotropisme.

4 - Les systèmes vasodilatateurs
système parasympathique,
peptide natriurétique auriculaire,
les glandes paracrines de l'organisme surtout l'endothélium qui sécrète des produits vasodilatateurs, prostacycline, NO, nitré endogène.
s'opposent aux effets des sytèmes vaso-contricteurs.
.

5 - La mise en jeu de ces systèmes s'effectue par l'intermédiaire de récepteurs :
baro-récepteurs artériels.
volo-récepteurs au niveau des cavités cardiaques
Ces systèmes jouent un très grand rôle dans la physiopathologie de l'insuffisance cardiaque.

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LE CONTENU DU SYSTEME CARDIOVASCULAIRE EST LE SANG

Il ne s'agit pas d'une matière inerte.
Il est composé :

d'éléments figurés qui ont une influence capitale dans la régulation du système cardiovasculaire et dans son vieillissement, plaquettes, neutrophiles, monocytes.
de protéines, en particulier système de coagulation et système fibrinolytique,
d'un transporteur d'oxygène, l'hémoglobine

Tous ont une importance capitale en physiologie et en pathologie.

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EXPLORATION DU SYSTEME CARDIOVASCULAIRE

Les explorations du système cardiovasculaire vont donc s'efforcer d'évaluer :
la fonction contractile du coeur,
la morphologie et la taille des cavités
l'intégrité des systèmes valvulaires,
la capacité du coeur à assurer un régime de pression et un débit,
la capacité du système coronaire à assurer les apports sanguins,
la perméabilité des artères et des veines,
l'efficacité de l'automatisme cardiaque et du sytème de conduction,
les systèmes neuro-hormonaux.

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PATHOLOGIES AFFECTANT LE SYSTEME CARDIOVASCULAIRE

Ces explorations sont rendues nécessaires car il n'y a pas d'organe, de sous organe, de fonction ou de système de régulation du système cardiovasculaire qui ne puisse faire l'objet d'anomalies pathologiques, qu'il s'agisse de la qualité du muscle, des systèmes valvulaires, de l'automatisme cardiaque, des artères coronaires, des systèmes artériels et veineux périphériques et même des systèmes de régulation extrintrinsèques, système nerveux végétatif, système neuro-hormonaux.


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