Post on 31-Jan-2021
Perfusion du cœur isolé de la grenouille
Etude des effets du calcium, du potassium et de quelques substances pharmacologiques sur l’activité mécanique
cardiaque
Introduction
• Le cœur est un organe doué d’automatisme dont l’activité électriquerythmique est à la base de sa contraction.
• Le foyer principal de l’automatisme est le nœud sinusal chez lesMammifères et le sinus veineux chez les Batraciens.
•L’excitation prend naissance au niveau de ce foyer
et se propage dans le reste du myocarde.
•Au niveau du myocyte, la contraction est précédée
et commandée par un potentiel d’action.
November 16 2H. TRABELSI
Introduction
• L’activité électrique est due à des mouvements d’ions à travers la membrane
cytoplasmique des cardiomyocytes.
• Les mouvements ioniques sont responsables du déclenchement
de l’activité contractile cardiaque.
• L’automatisme est en permanence régulé par le système nerveux
végétatif et par des facteurs hormonaux.
November 16 3H. TRABELSI
Pourquoi ?
En utilisant comme modèle d’étude le cœur perfusé de grenouille, l’objectif de la
manipulation est de :
• Déterminer l’effet de certains ions (Ca2+ et K+) sur l’activité contractile
du cœur
• Mettre en évidence l’effet de certaines substances pharmacologiques
(Adrénaline et acétylcholine) sur l’activité mécanique cardiaque.
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Comment ?
Matériel et méthodes
Après décérébration, la grenouille est fixée sur le dos, sur une plaque de liège. On fait une incision de la peau dans la région sternale et on enlève le plastron. Etape 2Après avoir dégagé le cœur du péricarde, on repère le bulbe artériel, les crosses aortiques et les oreillettes et on sectionne le frenulum (petite membrane qui retient le ventricule contre les viscères sous jacents).Etape 3On Fait une ligature serrée au niveau de la crosse aortique droite.Etape 4
On introduit le cathéter dans la crosse aortique gauche dans la direction du cœur. Le cathéter doit être hépariné pour éviter la coagulation du sang. Etape 5
On ligature fortement la crosse aortique gauche sur le cathéter.
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Comment ?
Matériel et méthodes
On sectionne les deux crosses aortiques au-delà des ligatures. Le cœur est ensuite soulevé et libéré rapidement de ses adhérences avec l’organisme
Etape 7
On fixe le cathéter sur une canule en T et on le relie à un dispositif à perfusion.
Etape 8
A l’aide d’une pince serre-fine on relie l’extrémité du ventricule au levier inscripteur.
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Comment ?
Cathétérisation
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Comment ?
Introduction du cathéter dans la crosse aortique gauche
Cathétérisation
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Comment ?
Dispositif expérimental
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Nécessité de la perfusion des
artères coronaires par un
liquide glucosé et oxygéné à
une température de 38°C.
Comment ?
(95% 02 5%
CO2)
LP
eau à 37°C
pompe
pompe
Perfusion du cœur chez les Mammifères
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Résultats et discussion
Effets de certains cations sur l’activité mécanique du cœur
isolé
Effets du calcium
Effets du potassium
Effets des substances pharmacologiques sur l’activité
mécanique du cœur isolé
Effets de l’adrénaline
Effets de l’acétylcholineNovember 16 11H. TRABELSI
Résultats et discussion
Effets des certains cations sur l’activité mécanique du cœur
isolé
Effets du calcium et du potassium
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Résultats et discussion
Effets du calcium
• Un temps d’arrêt (TA) : durée de 17 secondes.
•Le TA est suivi d’une modification de la forme des tracés se traduisant par un palierqui succède immédiatement une systole ventriculaire et dont la durée est de 15minutes. Cette durée correspond au temps de reprise (TR) après laquelle lesenregistrements reprennent une forme et une fréquence normale.November 16 13H. TRABELSI
Résultats et discussion
Effets du calcium
Arrêt après une systole
ventriculaire=
Arrêt systolique
Est un agent systolisant
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Résultats et discussion
1. Un temps d’arrêt (TA) d’une durée de 45 secondes.2. Une deuxième phase caractérisée par un tracé en forme de palier qui apparaît
après une diastole ventriculaire. La durée de cette phase est égale à 8 minutes et correspond au temps de reprise (TR).
3. La troisième phase qui survient après le TR et marque la fin de l’action de K+ et la reprise d’une activité mécanique normale.
Effets du potassium
November 16 15H. TRABELSI
Résultats et discussion
Effets du potassium
Arrêt après une diastole
ventriculaire=
Arrêt diastolique
Est un agent diastolisant
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Résultats et discussion
Effets des substances pharmacologiques sur l’activité
mécanique du cœur isolé
Effets de l’adrénaline et de l’acétylcholine
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Résultats et discussion
Effets de l’adrénaline
• Accélération de la fréquence des contractions qui passe de 30 battements/min à
60 battements/min.
• Elévation simultanée de l’amplitude des tracées qui passe de a = 2.4 cm à A =
4cm soit une augmentation (A- a) de 1.6cm November 16 18H. TRABELSI
Résultats et discussion
Effets de l’adrénaline
Augmentation de la fréquence
cardiaque Tachycardie
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Résultats et discussion
Effets de l’acétylcholine
•Diminution de la fréquence des battements et de l’amplitude des contractions
•L’activité mécanique du cœur s’arrête après une diastole ventriculaire et lecardiogramme prend la forme d’un palier.•L’effet de l’acétylcholine est presque immédiat et se produit après un temps d’arrêtde 3 secondes (TA). Toutefois, le temps de reprise (TR) est assez grand dépassant 30minutes (45 minutes)
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Résultats et discussion
Effets de l’acétylcholine
Diminution de la fréquence
cardiaque Bradycardie
November 16 21H. TRABELSI
Explications
• L’automatisme est lié au fait que certaines régions du cœur sont capablesd’émettre spontanément des potentiels d’action PA ( La paroi du sinus veineux).
• Les PA nés dans cette région se propage de proche en proche aux deux oreillettes puis au ventricule sous forme d’une onde de dépolarisation.
Activité électrique Activité mécanique
L’activité électrique débute avant la contraction
et constitue la cause de l’activité mécanique.
November 16 22H. TRABELSI
Explications
Activité électrique Activité mécanique
November 16 23H. TRABELSI
Explications
Dépolarisation liée à l’entrée rapide des cation Na+ dans les cellules
du cœur ;
Plateau traduisant un équilibre entre l’entrée lente de Ca++ dans les
cellules contractiles et une sortie de K+ ;
Repolarisation due à une sortie rapide de K+
1
1
2
2
3
3
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Explications
3
Na+ K+ Ca2+ K+
Dépolarisation Plateau Repolarisation
Systole
ventriculaireDiastole
ventriculaire
LEC
LIC LIC LIC
LEC
LIC = liquide intracellulaire ; LEC = liquide
extracellulaire
1 2 3
Corrélation entre les mouvements des ions dans les cellules contractiles ventriculaires et l’activité mécanique du cœur
November 16 25H. TRABELSI
Explications
Rôles du dans la contraction du muscle cardiaque
November 16 26H. TRABELSI
Explications
Injection de Ca2+
Augmentation du taux de calcium extracellulaire
Pénétration intense de Ca2+ dans les cellules
Augmentation du taux de Ca2+
intracellulaire
Activation soutenue de la machinerie contractile du cœur
November 16 27H. TRABELSI
ExplicationsEffets d’un excès de sur la contraction du
muscle cardiaque
Injection de KCl
Augmentation du taux de potassium extracellulaire
Inactivation des canaux sodiques et absence de PA
Arrêt diastolique
November 16 28H. TRABELSI
Explications
Effets de l’ sur la contraction du muscle
cardiaque
L’adrénaline ou épinéphrine est une hormone produite par les médullosurrénaleset appartenant à la famille des catécholamines
November 16 29H. TRABELSI
Explications
Effets de l’ sur la contraction du muscle
cardiaque
November 16 30H. TRABELSI
Explications
L’adrénaline produit son effet en se fixant sur les récepteurs adrénergiques descellules cibles. Les effets de l’adrénaline dépendent fortement de la dose et dela répartition des récepteurs alpha et bêta sur les organes
α1
•Mydriase
•Vasoconstriction
α2
•Diminution de l’insulinémie
• Inhibition de la lipolyse
β1
•Augmentation de la fréquence cardiaque
β2
•Broncho-dilatation
•Vasodilatation des coronaires
β3
•Relaxation des fibres musculaires lisses de l’utérus et de la vessie
Effets de l’ sur la contraction du muscle
cardiaque
November 16 31H. TRABELSI
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9cepteurhttp://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9cepteur_adr%C3%A9nergique
Explications
L’adrénaline présente une action :
Inotrope positive : favorise la capacité des cellules musculaires
myocardiques à se contracter en réponse à un potentiel d'action
Chronotrope positive : augmentation de la fréquence cardiaque
Dromotrope positive : la vitesse de conduction de l'influx nerveux des
fibres musculaires myocardiques
bathmotrope positive : favorise l’excitabilité des cellules cardiaques
L’adrénaline a une brève durée d’action (de l’ordre de 2 minutes) car elle est rapidement
dégradée par deux enzymes, la catéchol-oxyméthyltransférase (COMT) et la monoamine
oxydase (MAO).
Effets de l’ sur la contraction du muscle
cardiaque
November 16 32H. TRABELSI
Explications
Effets de l’ sur la contraction du muscle cardiaque
L'acétylcholine est un ester de l'acideacétique et de choline, synthétisée dans lecytoplasme des neurones pré-synaptiques àpartir de choline et d'acétyl-coenzyme A aucours d'une réaction catalysée par lacholine acétyltransférase (CAT).
November 16 33H. TRABELSI
Explications
Effets de l’ sur la contraction du muscle cardiaque
1. Dans le système nerveux périphérique végétatif, l'acétylcholine est libéré :
Dans la synapse pré-ganglionnaire des fibres orthosympathiques etparasympathiques
Dans la synapse neuro-effectrice du système parasympathique.
2. L'acétylcholine est libéré dans les jonctions neuromusculaires reliant lesmotoneurones aux muscles squelettiques (plaque motrice).
November 16 34H. TRABELSI
Explications
Effets de l’ sur la contraction du muscle cardiaque
November 16 35H. TRABELSI
Explications
Récepteurs cholinergiques
Récepetursmuscariniques
(métabotropes)
Récepteurs M2 et M4 à action inhibitrice
Récepteurs M1, M3 et M5 à action excitatrice
Récepteurs nicotiniques
(ionotrope)
SNSM : Plaque motrice (contraction des muscles
squelettiques)
SNA : mouvements volontaires, la mémoire
et l'attentionNovember 16 36H. TRABELSI
Explications
Effets de l’ sur la contraction du muscle cardiaque
L'acétylcholine est libéré par les terminaisons post-synaptiques des fibres PSinnervant essentiellement le tissu nodal.
Fixation aux récepteurs muscariniques (M2) des cellules nodales et provoquentune augmentation de la perméabilité cellulaire au K+.
Augmentation de l'amplitude de l’hyperpolarisation spontanée des cellulesnodales .
Diminution du rythme autonome du tissu nodal et ralentissement de laconduction auriculo-ventriculaire
Diminution de la vitesse de contraction cardiaque globale.November 16 37H. TRABELSI
Explications
Effets de l’ sur la contraction du muscle cardiaque
La fixation de l’Ach sur M2 provoque l'activation de la sous-unité alpha d'uneprotéine Gi.
Inhibition de l'adénylate cyclase, enzyme qui déclenche une cascade deréactions métaboliques libérant du glucose comme source d’énergie.
Ces deux effets réduisent la fréquence et la force des contractions dumyocarde.
Au niveau des cellules myocardiques
November 16 38H. TRABELSI