ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Pr Zakaria Bazid I PHENOMENES ELECTRIQUES

ELECTROPHYSIOLOGIE CARDIAQUE Pr Zakaria Bazid

I. PHENOMENES ELECTRIQUES • Le cœur est un organe automatique : Il possède en lui même tous les éléments de son fonctionnement. • Cet automatisme est lié au tissu nodal (système de conduction cardiaque très spécialisé).

• Le cœur se contracte parce qu’un stimulus (ou onde de dépolarisation) prend origine au niveau de la paroi postérieure de l'oreillette droite –NS-. • Ce stimulus traverse d'abord les deux oreillettes puis passe par la suite aux ventricules.

A. Potentiel membranaire de repos 1. Description: • Il existe une différence de potentiel électrique (ddp) entre les secteurs intracellulaire et extracellulaire (interstitiel). • L’intérieur de la cellule est négatif par rapport au milieu extracellulaire (on dit que la cellule myocardique est polarisée).

• La DDP = potentiel de membrane est égale au repos à – 90 m. V. • Ce potentiel de membrane négatif est du à la répartition différente des ions de part et d'autre de la membrane cellulaire (constitution lipidique).

A l’état de repos : • le milieu extracellulaire est riche en Na+ et pauvre en K+ • le milieu intracellulaire est riche en K+ et pauvre en Na+ • la composition intracellulaire en K+ est trente fois celle du K+ extracellulaire. • Cette répartition est maintenue grâce à une différence de perméabilité membranaire au Na et au K+

2. Mécanisme du potentiel de repos+++ Les phénomènes qui génèrent ce déséquilibre électrique entre l’intérieur de la cellule qui est négatif et l’extérieur de la cellule qui est chargé positivement sont : • La quasi-imperméabilité membranaire aux protéines et aux phosphates organiques • L’inégalité de la perméabilité membranaire au K+ et Na+. • La pompe active Na+-K+-ATPase

a) La quasi-imperméabilité membranaire aux protéines et aux phosphates organiques: Ces anions (charges négatives) sont fortement concentrées dans le secteur intracellulaire et y restent.

b)L’inégalité de la perméabilité membranaire au K+ et Na+. • La membrane est très faiblement perméable au sodium ; en revanche à perméabilité au K+ très élevée • Les forces chimiques (liées au gradient de concentration) tendent à faire sortir le K+ • Les forces électrostatiques (dues à la DDP) qui tendent à faire entrer le K+. • Ce potentiel d’équilibre pour le K+ est calculé par l’équation de Nerst : il est de – 90 mv.

c)La pompe active Na+-K+-ATPase • Elle repousse à l'extérieur le Na+ et fait entrer le K+, elle est donc essentielle au maintient du gradient de concentration pour les ions Na+ et K+ • Elle participe également (mais secondairement) au gradient électrique : puisqu’elle fait sortir plus de charge positives qu’elle n’en laisse entrer (3 Na+ contre 2 K+).

B. Le potentiel d'action • Les différentes phases du PA du muscle cardiaque sont associées avec des variations dans la perméabilité de la membrane cellulaire, principalement aux ions Na, K et Ca. • Il existe principalement 2 types de PA cardiaque : – un à réponse rapide associé avec l'activité des muscles auriculaire et ventriculaire normaux et dans les fibres spécialisées de Purkinje. – L'autre à réponse lente associé avec l'activité des noeuds SA et AV.

1. Les myocytes indifférenciés : fibres à réponse rapide • Les myocytes cardiaques au repos sont polarisées. Il existe ainsi de part et d’autre de la membrane une différence de potentiel variable selon les types de cellules (de l’ordre de – 90 m. V pour les myocytes ventriculaires ou du système His-Purkinje). • Ce potentiel transmembranaire de repos est stable sur les cellules non automatiques.

• L’excitation par un stimulus issue d’une autre cellule dépolarisée déclenche des modifications de perméabilité membranaire aux ions Na+, K+ et Ca++, responsables d’un potentiel d’action.

Après stimulation++++++ Phase 1: Repolarisation rapide Sortie de K+ Phase 0 Dépolarisation rapide Entrée rapide de Na+ Phase 2: Phase de Plateau Repolarisation lente Entrée lente de Ca++ et Na+ Phase 3: Repolarisation lente Sortie de K+ - 90 m. V Phase 4 Phase de repos

Dépolarisation+++ (phase 0) • Lorsqu'une cellule est stimulée, la perméabilité aux ions sodium est augmentée de 500 fois. • Du fait de leur forte concentration extracellulaire (environ 15 fois supérieure à celle du milieu intracellulaire) les ions sodium vont pénétrer dans la cellule. • En 1 à 4 ms, l'intérieur de la cellule va devenir positif et on enregistre un potentiel membranaire de + 15 m. V (+15 à +20 m. V).

Repolarisation (phase 1 à 3) La repolarisation permet le retour du potentiel transmembranaire à sa valeur de repos ou diastolique.

2. Les cellules nodales : fibres à réponse lentes • Cellules pace maker, douées d’une activité rythmique spontanée. • Leur potentiel de membrane de repos est bas de l’ordre de – 60 mv, il n’est pas stable • Leur potentiel d’action a une allure différente avec : – Une dépolarisation + lente (vitesse de montée lente de la phase 0) et qui ne dépasse pas 0 m. V. – Absence de plateau

La cellule du tissu nodal m. V Origine du pré-potentiel Modification de la perméabilité membranaire Diminution de la perméabilité au flux sortant de K+ Lente augmentation au flux entrant de Na+ - 50 - 70 Pente de prépotentiel Seuil critique

II. Les périodes réfractaires : +++ Période (après excitation) pendant laquelle la cellule myocardique est peu ou pas excitable quelque soit le stimulus

Cette période relativement longue : +++ • Evite une tétanisation ou un spasme du cœur qui interrompait le flux sanguin et provoquerait la mort. • Protège, dans les conditions physiologiques, contre les phénomènes de réentrées (amorces de la FV mortelle). • Maintient une conduction harmonieuse

• On dit qu'une cellule est réfractaire quand elle est incapable de répondre à un stimulus : si ce stimulus arrive durant la dépolarisation ou la phase initiale de repolarisation.

• PR absolue (le voltage intracellulaire est > à 50 m. V) : la cellule est totalement inexcitable : qq soit l’intensité du stimulus, il n’y a pas de réponse (phase 0, 1 et 2 du PA). • PR effective = PR absolue + période pendant laquelle, un stimulus intense entraine une modification du potentiel de membrane (non propagé) sans engendrer de PA (phase 3 du PA). • PR relative : seul un stimulus intense (plus fort que la normale) peut engendrer une réponse = PA propagé. (partie finale de la repolarisation (hyperpolarisation). (phase 4 du PA).

PRA: aucune réponse même locale n’est obtenue intensité stimulus PRE: aucune réponse propagée n’est obtenue PRR: située entre la fin PRA et retour excitabilité normale (PA: réponse lente ou réponses rapides déprimées selon niveau Em auquel sont générées) TRT (temps récupération totale): Quand Em retrouve valeur de repos Courbe de Weidmann: relie vit d’ascension / Em (max -90 m. V)

III. La régulation de la fréquence cardiaque C’est la fréquence de décharge de cellules du NS qui détermine la fréquence cardiaque.

La fréquence cardiaque peut se ralentir à travers : a) une diminution de la pente de dépolarisation diastolique : (augmentation du temps nécessaire pour atteindre le seuil de potentiel). b) une augmentation du niveau du potentiel seuil c) une augmentation dans la magnitude du potentiel de repos.

• Tous ces facteurs augmentent le temps que prend le potentiel du pacemaker pour atteindre le seuil; • Ceci aboutit à une diminution du taux de décharge du PA et ainsi une diminution de la fréquence cardiaque. Inversement, les variations opposées augmenteront la fréquence cardiaque. • La fréquence de décharge du pacemaker est contrôlée par les 2 divisions du système nerveux autonome

la stimulation sympathique (ou l’administration de drogues ayant une action bêta adrénergique) a pour effet : +++++ • Une augmentation de la fréquence cardiaque (augmente la pente de DDS) • Une augmente de la vitesse de conduction à travers le noeud AV, l'oreillette et les ventricules, • Une augmentation de la force de contraction cardiaque.

la stimulation parasympathique (ou l’administration d’agents vagomimétiques (ADP ou stryadine) ++++ • Une diminution de la fréquence sinusale (par hyperpolarisation et diminution des pentes de dépolarisation diastolique) • Un ralentissement de la conduction au niveau du nœud SA.

Exploration du SNA