Cellules cardiaques entour

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Introduction

• Cellules cardiaques entourées membrane (bicouche
  lipidique) imperméable.
• Membrane traversée par structures protéiques
  hydrophiles canaux ioniques qui lorsquils sont
  ouverts, laissent passer les ions ? genèse
  courant électrique.

• Chiffres concentrations ioniques en mM
• Flèche sens transports passifs
• Pompes Na-K et Na-Ca

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Introduction

• Fonction contractile cœur ? assurée grâce
  activité électrique adaptée
• Activité électrique cellules cardiaques ? PA
  de morphologies différentes
• Sommation dans lespace et temps des PA ?
  différentes ondes de lECG

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Potentiel de repos

• Au repos
• La cellule est 30 fois plus
• concentrée en K à
• lintérieur.
• Elle est 10 fois plus
• concentrée en Na à
• lextérieur .
• Ca e gtgtgtgtgt à Ca i.

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Potentiel de repos

• Différence de potentiel entre extérieur cellule
• chargée () et intérieur cellule chargée (-)
• ? potentiel de repos qui dépend
• Des caractéristiques de membrane qui au repos est
  pratiquement uniquement perméable au K.
• Des variations de concentrations ionique
  membrane cellulaire pompe Na-K ATPase (? Na , ?
  K).

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Potentiel de repos

• Compte tenu perméabilité sélective au K de la
  membrane cellulaire, la ? potentiel
  transmembranaire au repos est liée au gradient
  concentration de K cette membrane.
• ? potentiel électrochimique au K équation de
  Nerst
• EK (potentiel déquilibre) RT/ZF
  log Ke/Ki
• R constante gaz parfaits
• T température
  absolue
• Z valence
• F nombre de
  Faraday
• Ke. Ki
  (concentration extra et intracellulaire en K)
• Majorité des cellules (myocytes, P) ont potentiel
  membranaire de repos très proche de EK (? -90
  mV).

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Potentiel daction

• Au repos, cellule cardiaque polarisée.
• Lorsquelle est excitée (? électrique, mécanique,
  chimique), la surface cellulaire se dépolarise
  par modification transitoire perméabilité ionique
  ? PA variation fonction temps potentiel
  membranaire ? courant électrique ? contraction de
  la cellule.

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Potentiel daction

• Phase 0
• Dépolarisation
• tend inverser polarisation
• membranaire ext (-), lint ()
• Phase 1
• Repolarisation initiale rapide,
• brève et incomplète.
• Phase 2
• Plateau
• dépolarisation maintenue
• Phase3
• Repolarisation terminale lente
• ramenant Em à valeur repos
• Phase 4

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Potentiel daction

• Variations potentiel membranaire (Em) ?
  modification
• transitoire perméabilité ionique membrane ?
  courants
• ioniques trans-membranaires passifs ce qui
  requiert
• Concentration différente de lion de chaque côté
  de la membrane
• Perméabilité membrane à ion considéré
  Conductance ? Variable fonction niveau Em et temps

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Variations conductances fonction Em et temps
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• La phase ascendante PA
• sous dépendance courants entrants
• dépolarisants INa, ICa
• Le plateau, durée PA
• De courants entrants (ICa et I Na/Ca)
• qui ont tendance à maintenir le
• plateau et prolonger PA
• Le retour Em vers valeur repos
• De courants sortants repolarisants
• qui ont tendance à ramener le Em à
• sa valeur de repos

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• PA ? site denregistrement
• 2 types
• 1/ PA calciques ou réponses lentes NS. NAV
• 2/PA sodique ou réponses rapides (P. A. V)

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Potentiel daction

• 1/ PA sodique ou réponses rapides (P. A. V)
• Potentiel repos -90mV
• Potentiel seuil -70mV ? ouverture canaux Na ?
  phase 0 abrupte,ample
• À partir -40mV ? ouverture canaux Ca lents ?
  entrée passive Ca ? plateau
• Son inactivation et ouverture canaux K ? sortie
  passive K ? repolarisation terminale

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Potentiel daction

• 2/ PA calciques ou réponses
• lentes NS. NAV
• Potentiel repos -60mV
• Potentiel seuil -40mV
• Phase 0 (amplitude faible, ascension lente)
  entrée du courant calcique lent
• Son inactivation et ouverture de canaux K ?
  repolarisation

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Propriétés des cellules cardiaques
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Propriétés des cellules cardiaques

• Trois propriétés essentielles
• Excitabilité
• Automatisme
• Propagation de lexcitation

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Excitabilité
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Excitabilité

• Potentiel seuil (PS)
• PS Valeur de Em permettant louverture
• Des canaux sodiques (réponse rapide) -70mV
• Des canaux calciques (réponse lente) -40mV
• Seuil dexcitabilité lintensité courant
  nécessaire et suffisante pour obtenir une réponse
  ? dépolarisation cellulaire jusquau PS

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• S1. S2. S3. trois extrastimuli dintensité
  croissante
• Seul S3 dépolarise suffisament membrane ?
  atteinte du PS ? PA

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Cycle dexcitabilitépériodes réfractaires

• Pendant grande partie du PA, cellule est
  inexcitable ? lintensité du stimulus période
  réfractaire absolue ? canaux Na et Ca fermés.
• La réactivation de ces canaux dépend Em et temps
• Cellules à réponses rapides (PA Na)
  régénération dun nouveau PA Em proche de -50
  mV.
• Cellules à réponses lentes, le cycle
  dexcitabilité dépend plutôt du temps que du
  niveau du Em. (réactivation gCa très lente)

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Cycle dexcitabilitépériodes réfractaires

• Pour des Em proches de -50mV les PA
• Obtenus pour des intensités supra-liminaires
• Leurs vitesse dascension et amplitude sont
  faibles (réponses lentes canaux Ca seulement
  utilisables)
• À mesure que se poursuit repolarisation ?
  réactivation gNa ? amplitude et vitesse
  dascension PA de en ? jusquà restauration
  réponse normale ?
  Période réfractaire relative (PRR)

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PRA aucune réponse même locale nest obtenue ?
intensité stimulus PRE aucune réponse propagée
nest 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 dascension / Em (max -90mV)
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Périodes réfractaires

• Hétérogénéité des périodes réfractaires
• PR physiologiquement
• jonction sino-auriculaire gt NAV gt fibres purkinje
• Sans conséquence quand rythme normal (durée du
  cycle cardiaque est très gt PR les plus longues)
• Dangereuses en cas dactivité prématurée.

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Périodes réfractaires

• Adaptation des périodes réfractaires
• Durée PA et PR varient fonction longueur cycle
  précédent
• ? avec diastole longue
• ? avec diastole courte (lencoche? par inhibition
  de Ito)

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Automatisme
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Automatisme

• Cellule automatique Em présente pente
  dépolarisation
• diastolique (phase 4) ? PS atteint spontanément
• Physiologique cellules NS, NAV
• pathologique myocytes A. V ? automatisme
  anormal

Pente dépolarisation diastolique
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• Mécanismes ioniques
• Courant entrant essentiellement
• sodique (courant pacemaker IF) qui participe à
  la phase initiale de la pente de dépolarisation
  diastolique)
• Courant K retardé iK qui se désactive lentement
  en diastole contribuant à dépolarisation
  spontanée cellule
• Courant calcique rapide ICaT qui sactive à la
  fin de la phase 4

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Automatisme

• Normalement les cellules automatiques se
  dépolarisent spontanément et rythmiquement.
• Plus leur pente de dépolarisation diastolique est
  forte plus le PS est atteint et plus la fréquence
  de décharge est élevée.

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Automatisme

• Cellules du nœud sinusal
• Automatisme le rapide (70bpm)
• Commendent rythme cardiaque
• ?  pacemaker  physiologique déclenchant les PA
  des fibres automatiques sous-jacentes
  (nodo-hisiennes et de purkinje) avant que leur
  pente de dépolarisation diastolique nait atteint
  le PS.
• Centres automatiques sous-jacents représentent
   pacemakers  subsidiaires sextériorisant dans
  conditions pathologiques (BSA, BAV)

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Conduction
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Conduction

• Voies de conduction
• Linflux électrique part du NS ? dépolarisation
  oreillettes ? voies conduction spécifiques (NAV,
  HIS, Branches et ramifications sous endocardiques
  réseau de purkinje ?Activation cellules
  ventriculaires musculaires

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Conduction

• La conduction dune excitation électrique revêt
  dans le cœur des caractéristiques propres.
• Fibre purkinje câble électrique
• zone centrale résistance ? couplage
  intercellulaire
• entourée gaine isolante à résistance? bicouche
  lipidique
• Couplage intercellulaire
• zones daccolement des membranes de cellules
  voisines  jonctions communicantes  ou  nexus 
  constitués de canaux de structure protéique
   connexons  permettant le passage de molécules
  ou dions dune cellule à lautre.

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Mécanisme de la conduction de lexcitation
électrique

• Connexons
• ? Passage ions dune cellule à lautre (flux de
  courant passif ou électrotonus qui dépolarise
  membrane quiescente jusquà PS ? PA)
• Fonctionnement syncytial des cellules cardiaques
• Assimiler un groupe de cellules voisine à une
  fibre

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Conduction

• Vitesse de conduction
• Dépend des propriétés électriques passives de
• la membrane (nombre de connexons) ?
  propagation passive ou électrotonique.
• Des caractéristiques des PA

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Vitesse de conduction

• Propriétés électriques passives membrane
• propagation passive ou électrotonique dautant
  meilleure que résistance interne des fibres est
  plus faible (nombre de connexons ? et diamètre
  fibre ?)
• Fibres purkinje gros ?, densité de connexons ?
• ? vitesse
  propagation ?

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Vitesse de conduction

• caractéristiques des PA
• Vitesse de conduction liée
• Amplitude
• Vitesse maximale dascension phase 0 (corrélée au
  niveau Em au moment de genèse du PA)
• Fibres purkinje très polarisées au repos
  conduisent rapidement.
• Au contraire, dans les cellules du NAV,
  partiellement dépolarisées au repos (réponses
  lentes) londe dactivation progresse lentement.

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Vitesse de conduction
Nombre de connexon, diamètre des fibres et
PA his, purkinje très polarisée au repos
(vit max et amplitude PA ?), densité de connexons
la plus élevée et fibres de gros diamètre ?
vitesse la rapide 100 - 500cm/s.
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Caractéristiques de la conduction

• Lanisotropie de conduction
• Différence des propriétés de conduction selon
  lorientation des fibres myocardiques.
• Propagation influx cardiaque 3 à 5 fois rapide
  dans le sens longitudinal fibres myocardiques que
  dans sens transverse (disques intercalaires
  connectent fibres bout à bout, ont une résistance
  électrique très ? surtout au niveau des nexus)
• propagation de linflux plus rapide dans le sens
  longitudinal que transversal.
• mais blocage plus facile par une extrasystole
  dans le sens longitudinal que transversal marge
  de sécurité  safety factor 

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Influence du système nerveux végétatif

• La stimulation sympathique ou ladministration de
  drogues à action bêta-adrénergique
• ? vitesse de conduction
• Accélération des pacemakers (? pentes de
  dépolarisation diastolique spontanée)
• La section des fibres sympathiques ou
  ladministration de médicaments bêta-bloquants
• Action inverse

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Influence du système nerveux végétatif

• La stimulation parasympathique
• ? fréquence sinusale (hyper-polarisation et ?
  pentes de dépolarisation diastolique spontanée)
• Ralentissement de la conduction au niveau du NAV
• La vagotomie ou linjection datropine
• Effets inverses