19.3 Cycle cardiaque
Objectifs d'apprentissage
À la fin de cette section, vous serez capable de :
- Décrire la relation entre la pression artérielle et le débit sanguin
- Résumer les événements du cycle cardiaque
- Comparer la systole et la diastole auriculaire et ventriculaire
- Relier les bruits cardiaques détectés par l'auscultation à l'action des valves cardiaques
La période qui commence par la contraction des oreillettes et se termine par la relaxation ventriculaire est connue sous le nom de cycle cardiaque (Figure 19.27). La période de contraction que le cœur subit lorsqu'il pompe le sang dans la circulation est appelée systole. La période de relaxation qui se produit lorsque les cavités se remplissent de sang est appelée diastole. Les oreillettes et les ventricules subissent tous deux la systole et la diastole, et il est essentiel que ces composants soient soigneusement régulés et coordonnés pour garantir que le sang est pompé efficacement vers le corps.
Pressions et débit
Les fluides, qu'il s'agisse de gaz ou de liquides, sont des matériaux qui s'écoulent selon des gradients de pression, c'est-à-dire qu'ils se déplacent des régions de haute pression vers les régions de basse pression. En conséquence, lorsque les cavités cardiaques sont relâchées, le sang s'écoulera dans les oreillettes depuis les veines, où la pression est plus élevée. À mesure que le sang s'écoule dans les oreillettes, la pression augmentera, de sorte que le sang se déplacera initialement passivement des oreillettes vers les ventricules. Lorsque le potentiel d'action déclenche la contraction des muscles des oreillettes, la pression dans les oreillettes augmente encore, pompant le sang dans les ventricules. Pendant la systole ventriculaire, la pression augmente dans les ventricules, pompant le sang dans le tronc pulmonaire depuis le ventricule droit et dans l'aorte depuis le ventricule gauche. Encore une fois, en considérant ce flux et en le reliant à la voie de conduction, l'élégance du système devrait devenir apparente.
Phases du cycle cardiaque
Au début du cycle cardiaque, les oreillettes et les ventricules sont tous deux relâchés. Le sang s'écoule dans l'oreillette droite depuis les veines caves supérieure et inférieure et le sinus coronaire. Le sang s'écoule dans l'oreillette gauche depuis les quatre veines pulmonaires. Les deux valves atrioventriculaires, les valves tricuspide et mitrale, sont toutes deux ouvertes, de sorte que le sang s'écoule sans entrave des oreillettes vers les ventricules. Environ 70 à 80 % du remplissage ventriculaire se produit par cette méthode. Les deux valves semi-lunaires, les valves pulmonaire et aortique, sont fermées, empêchant le reflux du sang dans les ventricules droit et gauche depuis le tronc pulmonaire à droite et l'aorte à gauche.
Systole et diastole auriculaires
La contraction des oreillettes suit la dépolarisation, représentée par l'onde P de l'ECG. Lorsque les muscles auriculaires se contractent de la partie supérieure des oreillettes vers le septum atrioventriculaire, la pression augmente dans les oreillettes et le sang est pompé dans les ventricules à travers les valves atrioventriculaires ouvertes. Au début de la systole auriculaire, les ventricules sont normalement remplis à environ 70 à 80 % de leur capacité en raison de l'afflux pendant la diastole. La contraction auriculaire, également appelée « coup de pied auriculaire », contribue aux 20 à 30 % restants du remplissage (voir Figure 19.27). La systole auriculaire dure environ 100 ms et se termine avant la systole ventriculaire, lorsque le muscle auriculaire retourne en diastole et que le débit sanguin dans les oreillettes reprend.
Systole ventriculaire
La systole ventriculaire (voir Figure 19.27) suit la dépolarisation des ventricules et est représentée par le complexe QRS dans l'ECG. Elle peut être commodément divisée en deux phases, d'une durée totale de 270 ms. À la fin de la systole auriculaire et juste avant la contraction ventriculaire, les ventricules contiennent environ 130 mL de sang chez un adulte au repos en position debout. Ce volume est connu sous le nom de volume télédiastolique ou précharge.
Initialement, lorsque les muscles du ventricule se contractent, la pression du sang dans la cavité augmente, mais elle n'est pas encore suffisamment élevée pour ouvrir les valves semi-lunaires et être éjectée du cœur. Cependant, la pression artérielle augmente rapidement au-dessus de celle des oreillettes qui sont maintenant relâchées et en diastole. Cette augmentation de pression provoque un reflux sanguin vers les oreillettes, fermant les valves tricuspide et mitrale. Puisque le sang n'est pas éjecté des ventricules à ce stade précoce, le volume de sang dans la cavité reste constant. Par conséquent, cette phase initiale de la systole ventriculaire est connue sous le nom de contraction isovolumétrique, également appelée contraction isovolumique (voir Figure 19.27).
Dans la deuxième phase de la systole ventriculaire, la phase d'éjection ventriculaire, la contraction du muscle ventriculaire a élevé la pression dans le ventricule au point qu'elle est supérieure aux pressions dans le tronc pulmonaire et l'aorte. Le sang est pompé hors du cœur, ouvrant les valves semi-lunaires pulmonaire et aortique. La pression générée par le ventricule gauche sera sensiblement supérieure à la pression générée par le ventricule droit, car la pression existante dans l'aorte sera beaucoup plus élevée. Néanmoins, les deux ventricules pompent la même quantité de sang. Cette quantité est appelée volume d'éjection systolique. Le volume d'éjection systolique sera normalement de l'ordre de 70 à 80 mL. Puisque la systole ventriculaire a commencé avec un VTD d'environ 130 mL de sang, cela signifie qu'il reste encore 50 à 60 mL de sang dans le ventricule après la contraction. Ce volume de sang est connu sous le nom de volume télésystolique.
Diastole ventriculaire
La relaxation ventriculaire, ou diastole, suit la repolarisation des ventricules et est représentée par l'onde T de l'ECG. Elle est également divisée en deux phases distinctes et dure environ 430 ms.
Pendant la phase précoce de la diastole ventriculaire, lorsque le muscle ventriculaire se relâche, la pression sur le sang restant dans le ventricule commence à chuter. Lorsque la pression dans les ventricules tombe en dessous de la pression dans le tronc pulmonaire et l'aorte, le sang reflue vers le cœur, produisant l'incisure dicrote observée dans les tracés de pression artérielle. Les valves semi-lunaires se ferment pour empêcher le reflux dans le cœur. Puisque les valves atrioventriculaires restent fermées à ce stade, il n'y a pas de changement dans le volume de sang dans le ventricule, de sorte que la phase précoce de la diastole ventriculaire est appelée la phase de relaxation ventriculaire isovolumétrique, également appelée phase de relaxation ventriculaire isovolumique (voir Figure 19.27).
Dans la deuxième phase de la diastole ventriculaire, appelée diastole ventriculaire tardive, lorsque le muscle ventriculaire se relâche, la pression sur le sang dans les ventricules diminue encore davantage. Finalement, elle tombe en dessous de la pression dans les oreillettes. Lorsque cela se produit, le sang s'écoule des oreillettes vers les ventricules, ouvrant les valves tricuspide et mitrale. À mesure que la pression diminue dans les ventricules, le sang s'écoule des grandes veines vers les oreillettes relâchées et de là vers les ventricules. Les deux cavités sont en diastole, les valves atrioventriculaires sont ouvertes et les valves semi-lunaires restent fermées (voir Figure 19.27). Le cycle cardiaque est terminé.
Figure 19.28 illustre la relation entre le cycle cardiaque et l'ECG.
Bruits cardiaques
L'une des techniques diagnostiques les plus simples et pourtant efficaces appliquées pour évaluer l'état du cœur d'un patient est l'auscultation à l'aide d'un stéthoscope.
Dans un cœur normal et sain, il n'y a que deux bruits cardiaques audibles : S1 et S2. S1 est le bruit créé par la fermeture des valves atrioventriculaires pendant la contraction ventriculaire et est normalement décrit comme un « lub », ou premier bruit cardiaque. Le deuxième bruit cardiaque, S2, est le bruit de la fermeture des valves semi-lunaires pendant la diastole ventriculaire et est décrit comme un « dub » (Figure 19.29). Dans les deux cas, à mesure que les valves se ferment, les ouvertures dans le septum atrioventriculaire gardées par les valves se réduiront, et le débit sanguin à travers l'ouverture deviendra plus turbulent jusqu'à ce que les valves soient complètement fermées. Il existe un troisième bruit cardiaque, S3, mais il est rarement entendu chez les individus sains. Il peut s'agir du bruit du sang s'écoulant dans les oreillettes, ou du sang qui s'agite d'avant en arrière dans le ventricule, ou même de la tension des cordages tendineux. S3 peut être entendu chez les jeunes, certains athlètes et les personnes enceintes. Si le bruit est entendu plus tard dans la vie, il peut indiquer une insuffisance cardiaque congestive, justifiant des tests supplémentaires. Certains cardiologues appellent les bruits collectifs S1, S2 et S3 le « galop du Kentucky », car ils imitent ceux produits par un cheval au galop. Le quatrième bruit cardiaque, S4, résulte de la contraction des oreillettes poussant le sang dans un ventricule rigide ou hypertrophique, indiquant une insuffisance du ventricule gauche. S4 se produit avant S1 et les bruits collectifs S4, S1 et S2 sont appelés par certains cardiologues le « galop du Tennessee », en raison de leur similitude avec le bruit produit par un cheval au galop avec une démarche différente. Quelques individus peuvent avoir à la fois S3 et S4, et ce bruit combiné est appelé S7.
Le terme souffle est utilisé pour décrire un son inhabituel provenant du cœur qui est causé par le flux turbulent du sang. Les souffles sont classés sur une échelle de 1 à 6, 1 étant le plus courant, le plus difficile à détecter et le moins grave. Le plus grave est un 6. Les phonocardiogrammes ou auscultogrammes peuvent être utilisés pour enregistrer les sons normaux et anormaux à l'aide de stéthoscopes électroniques spécialisés.
Pendant l'auscultation, il est courant que le clinicien demande au patient de respirer profondément. Cette procédure permet non seulement d'écouter le flux d'air, mais elle peut également amplifier les souffles cardiaques. L'inhalation augmente le débit sanguin vers le côté droit du cœur et peut augmenter l'amplitude des souffles cardiaques du côté droit. L'expiration restreint partiellement le débit sanguin vers le côté gauche du cœur et peut amplifier les souffles cardiaques du côté gauche. Figure 19.30 indique le placement correct du pavillon du stéthoscope pour faciliter l'auscultation.