TP coeur isolé

ÉTUDE DES VARIATIONS DE LA FRÉQUENCE CARDIAQUE D’UN CŒUR ISOLÉ DE GRENOUILLE APRÈS INJECTIONS DE DIFFÉRENTES HORMONES PHARMACOLOGIQUES

PLAN : 

I. Introduction sur le cœur

II. Description de l’expérience

a) Prélèvement du cœur

b) Mesure de la fréquence cardiaque et injections de différentes substances pharmacodynamiques

IV. Résultats et interprétations

a)  Activité cardiaque basale

b) Effet de l’adrénaline

c) Effet de l’acétylcholine

d) Effet de l’atropine

V. Discussion

a) Analyse de l’activité cardiaque

b) Action des différentes substances pharmacodynamiques

Le cœur est un organe musculaire vital, il assure l’irrigation de tout l’organisme en fonctionnant comme une pompe et se contracte de manière cadencée.

Dans cette expérience nous mettons en évidence le caractère rythmique de l’activité cardiaque, sa dépendance à l’apport d’ions particuliers et sa régulation hormonale. En effet, dans un premier temps lors de la dissection et du prélèvement du cœur nous démontrons qu’il est un organe indépendant qui peut rester fonctionnel en étant isolé du corps, si nous continuons à lui apporter les ions nécessaires contenus dans le liquide de Ringer. Ensuite, en reliant le cœur isolé à un capteur isotonique et un oscillographe nous arrivons à retranscrire son activité cardiaque et montrer son caractère rythmique. Enfin en injectant différentes hormones au cœur nous pouvons en observer les effets inhibiteurs/ excitateurs sur sa fréquence cardiaque.

I. Introduction sur le cœur

Le cœur, enveloppé du péricarde, est situé dans le médiastin antérieur. Il est situé entre les deux poumons, sur la coupole diaphragmatique gauche, en arrière du sternum et du grill costal antérieur et en avant du médiastin postérieur, notamment de l’œsophage. 

C’est un organe musculaire creux formé du cœur droit et du cœur gauche qui sont entièrement séparés.

Les oreillettes sont séparées par une cloison appelée septum inter-auriculaire et les ventricules par le septum inter-ventriculaire.   Le cœur droit est formé de l’oreillette et du ventricule droits qui communiquent entre eux par l’orifice tricuspidien.   Le cœur gauche est formé de l’oreillette et du ventricule gauches qui communiquent entre eux par l’orifice mitral. 

L’oreillette droite reçoit les veines caves inférieure et supérieure par lesquelles le sang pauvre en oxygène passe des organes du corps au cœur. Le ventricule droit se vide via l’orifice pulmonaire dans l’artère pulmonaire ou le sang est ensuite conduit jusqu’aux poumons. L’oreillette gauche reçoit 4 veines pulmonaires qui drainent le sang oxygéné des poumons vers l’oreillette gauche. Le ventricule gauche se vide via l’orifice aortique dans l’artère aorte qui redistribue le sang oxygéné aux organes du corps.

Les parois du cœur sont formées de l’intérieur vers l’extérieur par l’endocarde, le myocarde (ou muscle cardiaque) et l’épicarde.   La paroi des ventricules est plus épaisse que celle des oreillettes car le myocarde y est plus important notamment au niveau du ventricule gauche.   A la jonction oreillettes-ventricules, les fibres myocardiques auriculaires et ventriculaires se fixent sans se toucher au niveau d’une structure fibreuse appelée squelette du cœur il n’y a donc pas de connexion myocardique entre oreillettes et ventricules, les oreillettes et les ventricules se contractent de  façon indépendante.

Le tissu nodal et de conduction est un tissu spécifique intrapariétal qui donne naissance aux impulsions électriques puis les conduit à grande vitesse vers les cellules myocardiques, engendrant ainsi les contractions automatiques cardiaques. Il correspond à l'innervation nerveuse intrinsèque cardiaque.

 Le rythme cardiaque est donc géré par son le tissu nodal. Cependant, les neurofibres du système nerveux autonome peuvent influer sur le cœur, et donc en modifier le rythme. Le système nerveux orthosympathique, qui est actif lors de situations de stress, est accélérateur, et augmente à la fois le rythme et la force du battement cardiaque. A l’inverse, le système nerveux parasympathique sert à ralentir ces deux points. Il est actif en situation de repos, c’est donc lui qui régule principalement la fréquence cardiaque.

Le système nerveux parasympathique est à l’origine du ralentissement de la fréquence cardiaque, il a donc un effet chronotrope négatif. Il exerce un ralentissement permanent ce qui correspond au tonus vagal-cardio-modérateur. Il peut donc accélérer la fréquence cardiaque en diminuant le tonus vagal-cardio-modérateur.

Le système nerveux parasympathique régule la fréquence cardiaque grâce à la libération d’acétylcholine. L’acétylcholine se fixe sur des récepteurs muscariniques qui active un protéine Gi inhibitrice qui elle-même agit sur une enzyme, l’adénylate-cyclase. Cette enzyme lorsqu’elle est couplée à de l’ATP forme un complexe enzymatique appelé AMPc. L’AMPc agit sur les canaux Na+ et Ca2+ et les ouvrent, ce qui augmente la pente de dépolarisation spontanée ce qui augmente la fréquence de potentiel d’action de tissu nodal ce qui engendre l’élévation de la fréquence cardiaque. Donc, lorsque que le système nerveux parasympathique est actif et que l’acétylcholine agit sur les récepteurs muscariniques, la protéine Gi inhibe l’adénylate-cyclase, il n’y a donc pas de complexe AMPc qui se forme, les canaux ioniques restent donc fermés ce qui permet d’aboutir à un ralentissement de la fréquence cardiaque.  

À l’inverse, le système nerveux orthosympathique, libère l’adrénaline qui active les récepteurs  β-adrénergiques qui activent la protéine Gs stimulatrice de l’enzyme adénylate-cyclase ce qui permet la formation du complexe AMPc qui ouvre les canaux Na+ et Ca2+ce qui permet d’aboutir à l’accélération de la fréquence cardiaque.  

Dans cette expérience nous cherchons à analyser l’activité cardiaque et notamment à étudier l’action de certaines substances pharmacologiques comme l’adrénaline, l’acétylcholine et l’atropine sur l’automatisme cardiaque chez la grenouille.

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