19.3 : Cycle cardiaque

Objectifs d'apprentissage

• Décrire la relation entre la pression artérielle et le débit sanguin
• Résumez les événements du cycle cardiaque
• Comparez la systole auriculaire et ventriculaire et la diastole
• Établir un lien entre les sons cardiaques détectés par l'auscultation et 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\(\PageIndex{1}\)). La période de contraction que subit le cœur pendant qu'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 sont soumis à une systole et à une diastole, et il est essentiel que ces composants soient soigneusement régulés et coordonnés pour que le sang soit pompé efficacement vers l'organisme.

Figure\(\PageIndex{1}\) : Vue d'ensemble du cycle cardiaque. Le cycle cardiaque commence par la systole auriculaire et progresse vers la systole ventriculaire, la diastole auriculaire et la diastole ventriculaire, lorsque le cycle recommence. Les corrélations avec l'ECG sont mises en évidence.

 

Animation : Cœur et cycle cardiaque

Cliquez sur le cœur ci-dessous pour télécharger une animation de chaleur battante avec le schéma de Wigger.

(CC-BY-SA ; Dre Jana)

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 où la pression est plus élevée vers des régions où la pression est plus faible. En conséquence, lorsque les cavités cardiaques sont détendues (diastole), le sang s'écoule dans les oreillettes à partir des veines, dont la pression est plus élevée. À mesure que le sang s'écoule dans les oreillettes, la pression augmente, de sorte que le sang se déplace initialement passivement des oreillettes vers les ventricules. Lorsque le potentiel d'action déclenche la contraction des muscles des oreillettes (systole auriculaire), la pression à l'intérieur des oreillettes augmente encore, pompant le sang dans les ventricules. Au cours de la systole ventriculaire, la pression augmente dans les ventricules, pompant le sang dans le tronc pulmonaire à partir du ventricule droit et dans l'aorte à partir du ventricule gauche. Encore une fois, lorsque vous considérez ce flux et que vous le reliez à la voie de conduction, l'élégance du système devrait devenir évidente.

Phases du cycle cardiaque

Au début du cycle cardiaque, les oreillettes et les ventricules sont détendus (diastole). Le sang circule dans l'oreillette droite à partir des veines cave supérieure et inférieure et du sinus coronaire. Le sang s'écoule dans l'oreillette gauche à partir des quatre veines pulmonaires. Les deux valves auriculo-ventriculaires, la valve tricuspide et la valve mitrale, sont toutes deux ouvertes, de sorte que le sang circule librement des oreillettes vers les ventricules. Environ 70 à 80 pour cent du remplissage ventriculaire se produit par cette méthode. Les deux valves semi-lunaires, la valve pulmonaire et la valve aortique, sont fermées, empêchant ainsi le reflux du sang dans les ventricules droit et gauche à partir du tronc pulmonaire à droite et de l'aorte à gauche.

Systole auriculaire et diastole

La contraction des oreillettes fait suite à une dépolarisation, représentée par l'onde P de l'ECG. Lorsque les muscles auriculaires se contractent de la partie supérieure des oreillettes vers le septum auriculo-ventriculaire, la pression augmente dans les oreillettes et le sang est pompé dans les ventricules par les valves auriculo-ventriculaires ouvertes (tricuspide et mitrale ou bicuspide). Au début de la systole auriculaire, les ventricules sont normalement remplis d'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\(\PageIndex{1}\)). La systole auriculaire dure environ 100 ms et se termine avant la systole ventriculaire, lorsque le muscle auriculaire retourne en diastole.

Systole ventriculaire

La systole ventriculaire (voir Figure\(\PageIndex{1}\)) suit la dépolarisation des ventricules et est représentée par le complexe QRS dans l'ECG. Il peut être commodément divisé en deux phases, d'une durée totale de 270 ms. À la fin de la systole auriculaire et juste avant la contraction auriculaire, 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 diastolique final (EDV) ou précharge.

Au début, lorsque les muscles du ventricule se contractent, la pression du sang dans la cavité augmente, mais elle n'est pas encore assez élevée pour ouvrir les valves semi-lunaires (pulmonaires et aortiques) et être éjectée du cœur. Cependant, la pression artérielle s'élève rapidement au-dessus de celle des oreillettes qui sont maintenant détendues et en diastole. Cette augmentation de pression fait refluer le sang vers les oreillettes, fermant ainsi les valvules tricuspide et mitrale. Comme le sang n'est pas éjecté des ventricules à ce stade précoce, le volume de sang dans la chambre reste constant. Par conséquent, cette phase initiale de la systole ventriculaire est connue sous le nom de contraction isovolumique, également appelée contraction isovolumétrique (voir Figure\(\PageIndex{1}\)).

Dans la deuxième phase de la systole ventriculaire, la phase d'éjection ventriculaire, la contraction du muscle ventriculaire a fait monter la pression à l'intérieur du ventricule au point qu'elle est supérieure aux pressions dans le tronc pulmonaire et l'aorte. Le sang est pompé par le cœur, ouvrant les valves semi-lunaires pulmonaire et aortique. La pression générée par le ventricule gauche sera nettement 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 systolique. Le volume systolique sera normalement compris entre 70 et 80 ml. Comme la systole ventriculaire a débuté avec un EDV 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 systolique final (ESV).

Diastole ventriculaire

La relaxation ventriculaire, ou diastole, suit la repolarisation des ventricules et est représentée par l'onde T de l'ECG. Il est également divisé en deux phases distinctes et dure environ 430 ms.

Au cours de la phase précoce de la diastole ventriculaire, lorsque le muscle ventriculaire se détend, la pression sur le sang restant dans le ventricule commence à baisser. Lorsque la pression à l'intérieur des ventricules descend en dessous de la pression dans le tronc pulmonaire et dans l'aorte, le sang retourne vers le cœur, produisant l'encoche dicrotique (petit creux) observée dans les tracés de tension artérielle. Les valves semi-lunaires se ferment pour empêcher le reflux vers le cœur. Comme les valves auriculo-ventriculaires restent fermées à ce stade, il n'y a aucun changement dans le volume de sang dans le ventricule, de sorte que la phase précoce de la diastole ventriculaire est appelée phase de relaxation ventriculaire isovolumique, également appelée phase de relaxation ventriculaire isovolumétrique (voir \(\PageIndex{1}\)Chiffre).

Au cours de la deuxième phase de la diastole ventriculaire, appelée diastole ventriculaire tardive, lorsque le muscle ventriculaire se détend, la pression sanguine 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. Lorsque la pression chute dans les ventricules, le sang s'écoule des veines principales vers les oreillettes relâchées et de là vers les ventricules. Les deux chambres sont en diastole, les valves auriculo-ventriculaires sont ouvertes et les valves semi-lunaires restent fermées (Figure\(\PageIndex{1}\)). Le cycle cardiaque est terminé. La figure\(\PageIndex{2}\) illustre la relation entre le cycle cardiaque et l'ECG.

Figure\(\PageIndex{2}\) : Relation entre le cycle cardiaque et l'ECG. Au début, les oreillettes et les ventricules sont détendus (diastole). L'onde P représente la dépolarisation des oreillettes et est suivie d'une contraction auriculaire (systole). La systole auriculaire s'étend jusqu'au complexe QRS, où les oreillettes se relâchent. Le complexe QRS représente la dépolarisation des ventricules et est suivi d'une contraction ventriculaire. L'onde T représente la repolarisation des ventricules et marque le début de la relaxation ventriculaire.

Sons cardiaques

L'une des techniques diagnostiques les plus simples mais 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 en bonne santé, il n'y a que deux sons cardiaques audibles : S ₁ et S ₂. _S1 est le son créé par la fermeture des valves auriculo-ventriculaires lors de la contraction ventriculaire et est normalement décrit comme un « lub », ou premier bruit cardiaque. Le deuxième son cardiaque, S ₂, est le son de la fermeture des valves semi-lunaires pendant la diastole ventriculaire et est décrit comme un « dub » (Figure\(\PageIndex{3}\)). Dans les deux cas, à mesure que les valves se ferment, les ouvertures du septum auriculo-ventriculaire gardées par les valves se réduisent et le flux sanguin à travers l'ouverture devient plus turbulent jusqu'à ce que les valves soient complètement fermées. Il y a un troisième son cardiaque, S ₃, mais il est rarement entendu chez les personnes en bonne santé. Il peut s'agir du bruit du sang qui coule dans les oreillettes, du sang qui coule d'avant en arrière dans le ventricule, ou même d'une tension des cordes tendineuses. Le S ₃ peut être entendu chez les jeunes, certains athlètes et les femmes enceintes. Si le son est entendu plus tard dans la vie, il peut indiquer une insuffisance cardiaque congestive, justifiant des tests supplémentaires. Certains cardiologues appellent les sons collectifs S ₁, S ₂ et S ₃ le « galop du Kentucky », car ils imitent ceux produits par un cheval au galop. Le quatrième bruit cardiaque, S ₄, résulte de la contraction des oreillettes qui poussent le sang vers un ventricule rigide ou hypertrophique, indiquant une défaillance du ventricule gauche. S ₄ apparaît avant S ₁ et les sons collectifs S ₄, S ₁ et S ₂ sont appelés « galop du Tennessee » par certains cardiologues, en raison de leur similitude avec le son produit par un cheval au galop avec une démarche différente. Quelques individus peuvent avoir à la fois S ₃ et S ₄, et ce son combiné est appelé S ₇.

Figure\(\PageIndex{3}\) : Bruits cardiaques et cycle cardiaque. Dans cette illustration, l'axe X reflète le temps avec un enregistrement des sons du cœur. L'axe Y représente la pression.

Le terme murmure est utilisé pour décrire un son inhabituel provenant du cœur qui est causé par la circulation turbulente du sang. Les murmures sont classés sur une échelle de 1 à 6, 1 étant le son le plus courant, le plus difficile à détecter et le moins grave. Le plus grave est un 6. Des phonocardiogrammes ou des auscultogrammes peuvent être utilisés pour enregistrer des sons normaux et anormaux à l'aide de stéthoscopes électroniques spécialisés.

Lors de 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 flux sanguin vers le côté droit du cœur et peut augmenter l'amplitude des souffles cardiaques du côté droit. L'expiration limite partiellement le flux sanguin vers le côté gauche du cœur et peut amplifier les souffles cardiaques du côté gauche. La figure\(\PageIndex{4}\) indique le placement correct de la cloche du stéthoscope pour faciliter l'auscultation.

Figure\(\PageIndex{4}\) : Emplacement du stéthoscope pour l'auscultation. Le placement correct de la cloche du stéthoscope facilite l'auscultation. À chacun des quatre endroits du thorax, une valve différente peut être entendue.

Révision du chapitre

Le cycle cardiaque comprend une relaxation et une contraction complètes des oreillettes et des ventricules et dure environ 0,8 seconde. En commençant par toutes les cavités de la diastole, le sang circule passivement des veines vers les oreillettes et passe par les valves auriculo-ventriculaires pour atteindre les ventricules. Les oreillettes commencent à se contracter (systole auriculaire), suite à la dépolarisation des oreillettes, et pompent le sang dans les ventricules. Les ventricules commencent à se contracter (systole ventriculaire), ce qui augmente la pression à l'intérieur des ventricules. Lorsque la pression ventriculaire dépasse la pression dans les oreillettes, le sang circule vers les oreillettes, produisant le premier son cardiaque, _S1 ou lub. Lorsque la pression dans les ventricules s'élève au-dessus de deux artères principales, le sang ouvre les deux valves semi-lunaires et pénètre dans le tronc pulmonaire et l'aorte pendant la phase d'éjection ventriculaire. Après la repolarisation ventriculaire, les ventricules commencent à se détendre (diastole ventriculaire) et la pression à l'intérieur des ventricules diminue. Lorsque la pression ventriculaire baisse, le sang a tendance à refluer dans les oreillettes à partir des artères principales, produisant ainsi l'encoche dicrotique de l'ECG et fermant les deux valves semi-lunaires. Le deuxième son cardiaque, S ₂ ou dub, se produit lorsque les valves semi-lunaires se ferment. Lorsque la pression chute en dessous de celle des oreillettes, le sang circule des oreillettes vers les ventricules, ouvrant les valves auriculo-ventriculaires et marquant un cycle cardiaque complet. Les valves empêchent le reflux du sang. Le mauvais fonctionnement des valvules provoque une turbulence du flux sanguin dans le cœur ; le souffle cardiaque qui en résulte peut souvent être entendu à l'aide d'un stéthoscope.

Questions de révision

Q. Le cycle cardiaque comprend une phase distincte de relaxation et de contraction. Quel terme est généralement utilisé pour désigner la contraction ventriculaire lorsqu'aucun sang n'est éjecté ?

A. systole

B. diastole

C. au repos

D. contraction isovolumique

 

Réponse : D

Q. La majeure partie du sang entre dans le ventricule pendant ________.

A. systole auriculaire

B. diastole auriculaire

C. systole ventriculaire

D. contraction isovolumique

 

Réponse : B

Q. Le premier son cardiaque représente quelle partie du cycle cardiaque ?

A. systole auriculaire

B. systole ventriculaire

C. fermeture des valves auriculo-ventriculaires

D. fermeture des valves semi-lunaires

 

Réponse : C

Q. La relaxation ventriculaire suit immédiatement ________.

A. dépolarisation auriculaire

B. repolarisation ventriculaire

C. dépolarisation ventriculaire

D. repolarisation auriculaire

 

Réponse : B

Questions sur la pensée critique

Q. Décrivez un cycle cardiaque, en commençant par le relâchement des oreillettes et des ventricules.

R. Le cycle cardiaque comprend une relaxation et une contraction complètes des oreillettes et des ventricules, et dure environ 0,8 seconde. En commençant par toutes les cavités de la diastole, le sang circule passivement des veines vers les oreillettes et passe par les valves auriculo-ventriculaires pour atteindre les ventricules. Les oreillettes commencent à se contracter à la suite de la dépolarisation des oreillettes et pompent le sang dans les ventricules. Les ventricules commencent à se contracter, ce qui augmente la pression à l'intérieur des ventricules. Lorsque la pression ventriculaire dépasse la pression des deux artères principales, le sang ouvre les deux valves semi-lunaires et pénètre dans le tronc pulmonaire et l'aorte pendant la phase d'éjection ventriculaire. Après la repolarisation ventriculaire, les ventricules commencent à se détendre et la pression à l'intérieur des ventricules diminue. Lorsque la pression chute en dessous de celle des oreillettes, le sang circule des oreillettes vers les ventricules, ouvrant les valves auriculo-ventriculaires et marquant un cycle cardiaque complet.

Lexique

cycle cardiaque

période entre le début de la contraction auriculaire (systole auriculaire) et la relaxation ventriculaire (diastole ventriculaire)

diastole

période pendant laquelle le muscle cardiaque est détendu et où les cavités se remplissent de sang

volume diastolique final (EDV)

(également, précharger) la quantité de sang dans les ventricules à la fin de la systole auriculaire juste avant la contraction ventriculaire

volume systolique final (ESV)

quantité de sang restant dans chaque ventricule après la systole

des bruits cardiaques

sons entendus par auscultation à l'aide d'un stéthoscope de la fermeture des valves auriculo-ventriculaires (« lub ») et des valves semi-lunaires (« dub »)

contraction isovolumique

(également, contraction isovolumétrique) phase initiale de la contraction ventriculaire au cours de laquelle la tension et la pression dans le ventricule augmentent, mais aucun sang n'est pompé ou éjecté du cœur

phase de relaxation ventriculaire isovolumique

phase initiale de la diastole ventriculaire lorsque la pression dans les ventricules chute en dessous de la pression des deux artères principales, le tronc pulmonaire et l'aorte, et que le sang tente de refluer dans les ventricules, produisant l'encoche dicrotique de l'ECG et fermant les deux valves semi-lunaires

murmure

bruit cardiaque inhabituel détecté par auscultation ; généralement lié à des anomalies septales ou valvulaires

précharger

(également, volume diastolique final) quantité de sang dans les ventricules à la fin de la systole auriculaire juste avant la contraction ventriculaire

systole

période pendant laquelle le muscle cardiaque se contracte

phase d'éjection ventriculaire

deuxième phase de la systole ventriculaire au cours de laquelle le sang est pompé du ventricule