L2 UE13 Physiologie cardiovasculaire Débit cardiaque et ses déterminants · 2020. 3. 1. · 5....
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Dr Jean-Guillaume DILLINGER
Cardiologie – Physiologie – Explorations fonctionnelles – CREATIF – Hôpital Lariboisière – AP-HP
Débit cardiaque et
ses déterminants
L2 – UE13 Physiologie cardiovasculaire
Plan
1. Rappels
2. Le débit cardiaque
3. Le cœur et le cycle cardiaque
4. Les déterminants du débit cardiaque
5. Adaptation du débit en physiopathologie
6. Références1. Manuel de PHYSIOLOGIE CARDIO-VASCULAIRE intégrée, Michel Dauzat et al., Sauramps médical
2. ATLAS DE POCHE DE PHYSIOLOGIE, S. Silbernagl & A. Despopoulos, Médecine – Sciences
Flammarion
3. Comprendre la physiologie , Etienne-Paul d’Alché, Médecine – Sciences Flammarion
4. Fondamentaux de la pathologie cardiovasculaire, Ariel Cohen et al., Elsevier Masson
1. Rappels
Le coeur = la pompedu système cardiovasculaire
Veine cavesupérieure
Veine caveinférieure
Oreillettedroite
Aorte
Artère pulmonairegauche
Veines pulmonairesgauches
Ventricule droit
Oreillettegauche
Ventriculegauche
VGOGVP
CirculationSystémique
(hautespressions)
OD
VCSVCI
VDAP
Coeur Gauche
Coeur Droit
Ao
CirculationPulmonaire
(bassespressions)
RVSRVP
Artères
ArtèresVeines
Veines
PA syst
90 mmHg
PA pulmonaire
15 mmHg
Le système cardiovasculaire
2. Le débit cardiaque
Le Débit Cardiaque
1) Qc = VES x FC
2) Qc = PA / RV
3) Qc = VO2/DAVO2
(1ère définition)
Débit Cardiaque
Volume d'Ejection Systolique x Fréquence Cardiaque
70 mL x 70 /min
~ 5 ± 1 L/min
Télé-Diastole
Télé-Systole
Les volumes cardiaques
VES = VTD – VTS
Répartitiondu débit
cardiaqueau repos :
Environ5 000 mL/min
Myocarde: 250 mL/min (5%)
Muscles Squelettiques: 850 mL/min (16%)
Cerveau:750 mL/min (15%)
Peau: 450 mL/min (8%)
Rein:1200 mL/min (22%)
Circulation Hépato-Splanchnique:1500 mL/min (28%)
Reste: 350 mL/min (6%)
50%
Le Débit Cardiaque
1) Qc = VES x FC
2) Qc = PA / RV
3) Qc = VO2/DAVO2
(2ème définition)
Relation entre débit cardiaque, pression artérielle
et résistances vasculaires
U = R x I
ΔP = RV x Qc
Qc = ΔP / RV
Le débit est le même en tout point du circuit donc…
Qc = ΔPsyst / RVsyst = ΔPpulm / RVpulm (Equation de continuité)
(Loi d’Ohm)
VGOGVP
CirculationSystémique
(hautespressions)
OD
VCSVCI
VDAP
Coeur Gauche
Coeur Droit
Ao
CirculationPulmonaire
(bassespressions)
RVSRVP
Artères
ArtèresVeines
Veines
PA syst
90 mmHg
PA pulmonaire
15 mmHg
Le système cardiovasculaire
Relation entre débit cardiaque, pression artérielle
et résistances vasculaires
U = R x I
ΔP = RV x Qc
Qc = ΔP / RV
Le débit est le même en tout point du circuit donc…
Qc = ΔPsyst / RVsyst = ΔPpulm / RVpulm (Equation de continuité)
(Loi d’Ohm)
(Loi de Darcy)
PAsytémique = RVS x Qc
PApulm = RVP x Qc
Relation entre débit cardiaque, pression artérielle
et résistances vasculaires
Qc = ΔPsyst / RVsyst = ΔPpulm / RVpulm
Tête, Cou
Membres supérieurs
Bronches
Rate
Mésentère
TubulesGlomérules
Tronc, Pelvis
Membres inférieurs
Foie
Coronaires
Poumons
Michel Dauzat
Les résistances vasculaires :en série ou en parallèle ?
VG OG VP
Circulation Systémique
(hautes pressions)
OD
VCS VCI
VD AP
Coeur Gauche
Coeur Droit
Ao
Circulation Pulmonaire
(basses pressions)
RVS RVP
Artères
Artères Veines
Veines
PA syst
90 mmHg
PA pulmonaire
15 mmHg
Lesystèmecardiovasculaire
Les deux circulations sont en série
ΔP = ΔP1 +ΔP2+ ΔP3
ΔP = (R1xQc) +(R2xQc) + (R3xQc)
RxQc = (R1xQc) +(R2xQc) + (R3xQc)
R = R1 + R2 + R3….
RV totale = RV systémiques + RV pulmonaires
La boucle circulatoire
Pinitiale P1 P2 P3=Psortie
R1 R2 R3
PAo POGQc Qc
La circulation systémique
Pinitiale
P1
P3
PAo PODQc Qc
P2
R1
R2
R3
P1=P2=P3=Psortie
Les organes sont branchés en parallèle
Qc= Q1+Q2+Q3ΔP/R = ΔP1/R1 +ΔP2/R2+ ΔP3/R3
1/RV systémique = 1/RV1 + 1/RV2 +1/RV3
Le Débit Cardiaque
1) Qc = VES x FC
2) Qc = PA / RV
3) Qc = VO2/DAVO2(3ème définition)
Mesure du Débit Cardiaque(Méthode de Fick)
Cv02=16mL/100mL
= 160 mL/L
Ca02=20mL/100mL
= 200 mL/L
DAVO2= 4 mL/100mL= 40 ml/L
VO2=200mL/min
40 mL/L x Q (L/min) = 200 mL/minDAVO2 x Q (L/min) = VO2
Q = VO2/DAVO2 = 200/40 = 5 L/min
3. Le cycle cardiaque
Diastasis
Le Cycle
Cardiaque
Volume
Télédiastolique
Contraction Isovolumique
Volume
Télédiastolique
SystoleAuriculaire
VolumeTélésystolique
EjectionVentriculaire
VolumeTélésystolique
RelaxationIsovolumique
RemplissageRapide
REMPLISSAGEDES VENTRICULES
CONTRACTION
RELAXATION
4 phases:- Remplissage- Contraction isovoluminique- Ejection- Relaxation isovolumique
Diastasis=remplissage lent
Contraction Relaxation DistensionPhysiologie
VolumeVentriculaire
Aortique
Ventriculaire
Pressions
Bruits du Coeur B4
B1B2 B3
Systole DiastoleClinique
Diastasis
B4
B1
PTS
PTD
VTS VTD
Volume
Pression
Travaild'Ejection
Remplissage
Ejection
Relaxationiso-volum.
Contractioniso-volum.
LA BOUCLEPRESSION-VOLUME
Ouverture aorte
Ouverture mitrale
4. Les déterminants du débit cardiaque
La fréquence cardiaque
4. Les déterminants du débit cardiaque
Précharge / remplissage des ventricules
Contraction sans éjection : expérience de Frank
PTS
PTD
VTS VTD
Volume
Pression
Travaild'Ejection
Relaxationiso-volum.
Contractioniso-volum.
Travaild'Ejection
Plus la précharge est grande, plus le VES est grand (Loi de Starling)
VES
VES
Ejection du VES
Volume
PTDVG
Précharge / remplissage des ventricules
Remplissage ventriculaire
• Le remplissage des ventricules dépend de 4 facteurs :
1. Le retour veineux (quantité de sang qui revient au cœur droit par les veines caves)
2. La relaxation (activité de SERCA2a)
3. Les propriétés passives du ventricule (épaisseur & composition du myocarde)
4. La contraction atriale
• La fin du remplissage correspond à la préchargedu ventricule
1. Le retour veineux
POG
PVG
0
10
20
mmHg
2. RELAXATION
3. PROPRIETESPASSIVES DU VG 4. CONTRACTION
DES OREILLETTES
PressionTélé -Diastolique duVentriculeGauche= PTDVG
11
2. RELAXATION
Ca2+-ATPase du sarcolemme = PMCA
« Fuite calcique»
Calséquestrine
Ca2+-ATPase du RS (SERCA)+ Phospholamban (PL)
Canal calcique de type L
Canal calcique du RS= Récepteur de la Ryanodine
Échangeur Na+-Ca2+ = NCX
Cytosol
Tubule T
Membrane cellulaire du myocyte = Sarcolemme
RS Longitudinal
RS Jonctionnel
ZSarcomère Sarcomère
Ca2+
« Synapse »calcique
2 2
3
3
Pression
(mmHg)
Volume (ml)
10
30
DP
DV1 DV2
3. PROPRIÉTÉS PASSIVES DU VENTRICULE :
Compliance/Rigidité ventriculaire
Rigidité = DP / DV = 1 / CCompliance = Capacitance ; Rigidité=Elastance
PTS
PTD
VTS VTD
Volume
Pression
Remplissage
PTDVG
CONTRACTIONDES OREILLETTES
4. CONTRACTION DES OREILLETTES
4. Les déterminants du débit cardiaque
Contractilité / Effet Inotrope
Travaild'Ejection
PTS
PTD
VTS VTD
Volume
Pression
Travaild'Ejection
Remplissage
Relaxationiso-volum.
Contractioniso-volum.
AUGMENTATION DE LA CONTRACTILITE (INOTROPIE)
Ejection
4. Les déterminants du débit cardiaque
Postcharge / contraction des ventricules
PTS
PTD
VTS VTD
Volume
Pression
Travaild'Ejection
Relaxationiso-volum.
Contractioniso-volum.
Travaild'Ejection
Plus la postcharge est grande, plus le VES est petit
Ejection
Contraction des ventricules / postcharge
Contraction/Éjection
Ventriculaire
Ejection ventriculaire et postcharge
3) Résistancesvasculaires
Plus la postcharge est grande plus le VES est petit
Remplissage ventriculaire
1) Pression
2) Rigidité vasculaire
• Une boucle circulatoire
• Une pompe cardiaque
• Ajustement des débits locaux
• Régulation de la pression dans le système
Conclusion
La circulation systémique
Pinitiale
P1
P3
PAo PODQc Qc
P2
R1
R2
R3
P1=P2=P3=Psortie
Les organes sont branchés en parallèle
Qc= Q1+Q2+Q3
ΔP/R = ΔP1/R1 +ΔP2/R2+ ΔP3/R3
1/RV systémique = 1/RV1 + 1/RV2 +1/RV3
PTDVG
(mmHg)
VTDVG (ml)
10
30
DP
DV1 DV2
Compliance/Rigidité vasculaire
R = DP / DV = 1 / C
5. Adaptation du débit en
physiopathologie
Le choc cardiogéniqueContractilité (ex: IDM)
VES
Qc = VES x FC
FC
Qc (mais insuffisament)
Index cardiaque < 2,2L/min/m2
RV (vasoconstriction) mais insuffisant
PA = Qc x RV
PA
Le choc anaphylactique
Vasolidatation brutale avec RV
PA = Qc x RV
Qc = VES x FC
FC mais VTD donc VES
Qc mais insuffisament
PA
Le choc hypovolémique
Perte brutale volume sanguin (hémorragie)
Diminution de la pression
RV (malgré vasoconstriction reflexe)
FC mais VTD donc VES
Qc mais insuffisament
PA = Qc x RV
PA
• Définitions du débit cardiaque
• Les déterminants du débit cardiaque
• Fréquence cardiaque
• Remplissage VG
• Contractilité
• Post-charge
• Comprendre les situations physiopathologiques
Conclusion