Cours SVT

L’activité cardiaque

L’appareil circulatoire est composé principalement du muscle cardiaque ou myocarde et d’un ensemble de vaisseaux sanguins(les artères, les veines, les veinules et les artérioles).

I/ L’automatisme cardiaque

A/ Mise en évidence :

Chez une grenouille décérébrée et démédulée le cœur bat normalement pendant quelques heures. On peut distinguer à l’œil nu à l’aide d’un cardiographe les différentes phases que sont dans l’ordre la contraction du sinus suivi de celle des oreillettes, du ventricule puis du bulbe artériel. Les contractions étant plus nettes au niveau des oreillettes et du ventricule on admet une révolution cardiaque s’effectue en trois temps : La systole auriculaire, la systole ventriculaire et la diastole générale.

Il est possible de faire battre le cœur en dehors de l’organisme pour cela il suffit de le placer dans un liquide physiologique (liquide de ringer).

Puisque le cœur continu à battre en l’absence de toute innervation. On en déduit que le cœur est un muscule autonome.

B/ Recherche de l’automatisme cardiaque :

1. Expérience de Stannius (chez la grenouille)

On isole un cœur de grenouille dont l’analyse montre la présence de trois ganglions : le ganglion de Remarck dans le sinus, le ganglion de Ludwig dans les oreillettes et le ganglion de Bidder dans le ventricule La première expérience (ligature I) sépare le sinus du reste du cœur. On enregistre seulement les contractions des sinus appelées sinogramme. Les ligatures I et II séparent les trois compartiments du cœur. On enregistre les contractions du sinus et du ventricule mais à un rythme plus lent que celui du sinus.

Lorsqu’on maintien uniquement la ligature II entre oreillette et ventricule, le sinus et les oreillettes battent normalement. Le ventricule après un temps d’arrêt reprend ses contractions mais avec un rythme très lent.

Conclusion : puisqu’en l’absence de toute ligature, le cœur bat normalement avec le même rythme que celui du sinus. On en déduit que le sinus est le siège de l’automatisme cardiaque. On l’appelle  « Pace maker » (ou entraineur cardiaque). Ceci a permis de retenir que le ganglion de Remak est un centre excitateur d’où naissent les excitations à l’origine des contractions du cœur. Le ganglion de Ludwig est un centre inhibiteur et celui de Bidder un ganglion excitateur : c’est la théorie neurogeniste : puisque la destruction des cellules nerveuses groupées en ganglions n’altère pas l’automatisme et puisque chez la grenouille l’activité cardiaque précède la formation du système nerveux. La théorie neurogeniste n’a plus raison d’être.

1. Chez les mammifères

Depuis longtemps les biologistes ont constaté que des cellules cardiaques embryonnaires cultivées sur un milieu nutritif convenable prolifèrent et s’animent de mouvements périodiques. La contraction rythmique spontanée est donc une propriété caractéristique de la cellule musculaire cardiaque. Cette activité en effet est une conséquence du métabolisme cellulaire. Les transformations  chimiques entrainent une modification de la perméabilité membranaire qui dès qu’un seuil est atteint déclenche le départ d’une « PA ». C’est pourquoi toute variation de température en modifiant la vitesse des réactions chimiques modifie de façon identique le rythme cardiaque.

L’observation du cœur montre la présence de structures (le nœud sinusal) situé dans le sinus, le nœud septal ou nœud auriculo-ventriculaire qui se prolonge dans les ventricules par le faisceau de His et le réseau de Purkinje.

Expérience :

• Sur un cœur dénervé de mammifère dont le faisceau de His a été sectionné on observe que le rythme des oreillettes demeure normal mais celui des ventricules est plus lent : on parle de dissociation auriculo-ventriculaire.
• L’implantation d’électrodes réceptrices dans le nœud sinusal ou septal permet de recueillir des PA.

Interprétation :

Les PA qui sont à l’origine des contractions cardiaques naissent de façon spontané et rythmique dans le nœud sinusal se transmettent dans le myocarde auriculaire (systole auriculaire) puis au nœud septal ensuite au faisceau de His et enfin au réseau de Purkinje (systole ventriculaire) ainsi c’est le nœud sinusal qui impose son rythme à l’ensemble du cœur. Il est appelé pace maker. Le tissu modal est donc le siège de l’automatisme cardiaque d’où naissent les PA à l’origine de l’activité cardiaque : c’est la théorie myogeniste.

REMARQUE :

Chez l’Homme lorsque le cœur isolé et dénervé, le nœud sinusal continue de 100 à 110 cycle par minute alors que le rythme normal est de 70 à 80 cycle par minute. Il doit donc y avoir une action frénatrice qui ralentit le rythme. Inversement lors d’effort physique très intense la fréquence peut atteindre 180 à 200 cycles par minute.

II/ Activité cardiaque et pression artérielle

A/ Manifestation de l’activité cardiaque :

1. Observation :

En appuyant l’extrémité des doigts sur le sein gauche, on perçoit des battements qui se répètent régulièrement : ce sont les pulsations cardiaques du au choc de la pointe du cœur avec la paroi thoracique.

Si on comprime légèrement l’extrémité des doigts une artère sur un plan résistant, on aperçoit des chocs réguliers : c’est le pouls dont la fréquence est la même que celles des pulsations cardiaques.

1. Etude expérimentale de l’activité cardiaque

Technique d’étude de l’activité cardiaque : on utilise un appareil appelé cardiographe constitué par un stylet inscripteur relié au cœur par un fil et qui vient affleurer un cylindre enfumé et animé de mouvements de rotation. Le tracé obtenu est appelé cardiogramme qui résulte de la superposition du tracé des oreillettes et celui des ventricules. Une révolution cardiaque comprend une systole auriculaire, une systole ventriculaire et la diastole générale.

Remarque : Le temps de contraction du cœur est plus bref que le temps de relâchement. Le cœur est un muscle qui se repose plus qu’il ne travaille.

1. Propriétés du myocarde

1. Les électrocardiogrammes

        [pic 1]

1. Excitation du ventricule

• Pendant les systoles auriculaires ou ventriculaires : l’excitation portée à cette période est sans effet sur le cœur. Le cardiogramme n’est pas modifié. Le cœur est donc réfractaire  pendant les systoles.
• Excitation pendant la diastole ventriculaire, on observe une extra systole suivi d’une diastole prolongée : c’est le «  repos compensateur » dont la durée est telle que la systole suivante se produit au moment précis ou elle serait produite si le ventricule n’avait été excité. Il s’agit d’une extra systole non décadente.

[pic 2]

1. Excitation du sinus

Si une excitation est portée sur le sinus pendant la diastole suivi dans les délais habituels de systoles normales : il s’agit donc d’une extra systole décadente. Il n’y a pas de repos compensateur car les excitations prennent naissance au niveau du sinus

[pic 3]

1. Réponse du cœur à des stimulations d’intensités croissantes :

En augmentant l’intensité de la stimulation l’amplitude de la réponse reste constante. Le cœur répond à la loi du tout ou rien. Cela s’explique par sa structure. L’observation du myocarde au microscope optique montre qu’il est constitué de fibres en forme Y  et entre les fibres on trouve un tissu conjonctif avec des vaisseaux sanguins et des nerfs. Chaque fibre en forme de Y est une cellule réunie à la cellule contiguë par une strie scalariforme qui permet un contact étroit entre les cellules. C’est pour cela toute stimulation efficace au niveau du cœur provoque une contraction maximale.

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