LA POMPE CARDIAQUE

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    21-Jan-2016
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LA POMPE CARDIAQUE. I - Myocytes cardiaques Ponts actine-myosine, tropomyosine et troponines (50-60 %) Canaux calciques Réticulum sarcoplasmique Mitochondries Très grande densité capillaire. Fibre musculaire. 1 myofibrille. 1 fibre. Bande claire. Bande sombre. Ligne Z. - PowerPoint PPT Presentation

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  • LA POMPE CARDIAQUEI - Myocytes cardiaquesPonts actine-myosine, tropomyosine et troponines (50-60 %)Canaux calciques Rticulum sarcoplasmiqueMitochondriesTrs grande densit capillaire

  • Fibre musculaire

  • Disque ZActineMyosineStructure hexamrique2 fois plus de filaments dActine que de filaments de Myosine1 sarcomre

  • Filament fin dactineSites de liaison de lActine ( la Myosine)Site ATPasiqueQueue (chanes lourdes) Site de liaison de la Myosine ( lActine)TteFilament paisde MyosineChaneslgresTroponines C, I & T Tropomyosine

  • ctiCa++ActineSite deliaisonTropomyosineTroponine( i, c, t )Tte deMyosine123REPOS

  • ActineSite deliaisonTropomyosineTroponine( i, c, t )Tte deMyosine2REPOSACTIVATIONctiCa++1

  • ActineSite deliaisonTropomyosineTroponine( i, c, t )Tte deMyosine2REPOSACTIVATIONctiCa++1

  • ctiActineSite deliaisonTropomyosineTroponine( i, c, t )Tte deMyosine123REPOSACTIVATION

  • 90 45ADPPiMyosineADP-AM+.D.Pi a12 AM*.D.

    Pi

  • Ca++accrochagepivotementdcrochageADP + PiATPAMGlissement du filament dA[ADP + Pi ]1230Cycle des ponts Actine - Myosine: mtabolisme

  • Ca++accrochagepivotementdcrochageADP + PiATPAMGlissement du filament dA123Cycle des ponts Actine - Myosine0[ADP + Pi ]

  • Ca++accrochagepivotementdcrochageADP + PiATPAM123Cycle des ponts Actine - MyosineGlissement du filament dA0[ADP + Pi ]

  • Ca++accrochagepivotementdcrochageredressementADP + PiATPAM[ATP --> ADP + Pi + W]1234Cycle des ponts Actine - Myosine

  • Ca++accrochagepivotementdcrochageredressementADP + PiATPAMLe cycle se poursuit tant que (Ca++) reste > 10-6 M / l[ATP --> ADP + Pi + W]1234Cycle des ponts Actine - Myosine

  • B - Contraction isomtrique - Loi du coeur de Starling

    La force dveloppe lors de la contraction myocardique crot avec ltirement jusqu une valeur optimale

    Coeur entier : la force dtirement est la PRECHARGE VENTRICULAIRE F(Pression)Ca++-1FmaxCourbe activeCourbe passive Li Li optimale (Volume)~~~~

  • B - Contraction isomtrique - Loi du coeur de Starling

    La force dveloppe lors de la contraction myocardique crot avec ltirement jusqu une valeur optimale

    Coeur entier : la force dtirement est la PRECHARGE VENTRICULAIRE F(Pression)Ca++-1FmaxCourbe activeCourbe passive Li Li optimale (Volume)~~~~

  • B - Contraction isomtrique - Loi du coeur de Starling

    La force dveloppe lors de la contraction myocardique crot avec ltirement jusqu une valeur optimale

    Coeur entier : la force dtirement est la PRECHARGE VENTRICULAIRE F(Pression)Ca++-1FmaxCourbe activeCourbe passive Li Li optimale (Volume)~~~~

  • Z IA H AI Z1.6

    3.6 1.5 2.0 2.2 ADouble chevauchementBChevauchementoptimalCAbsence de chevauchement> 3.6 2.2 1.6 2.0 LFLi optLoi du coeur de Starling lchelon molculaire: Chevauchement actine-myosine : fonction de ltirement des sarcomresForce et vitesse de contraction croissent de A B puis diminuent de B C 1 1 ABC

  • Z IA H AI Z1.6

    3.6 1.5 2.0 2.2 ADouble chevauchementBChevauchementoptimalCAbsence de chevauchement> 3.6 2.2 1.6 2.0 LFLi optLoi du coeur de Starling lchelon molculaire: Chevauchement actine-myosine : fonction de ltirement des sarcomresForce et vitesse de contraction croissent de A B puis diminuent de B C 1 1 ABC

  • Z IA H AI Z1.6

    3.6 1.5 2.0 2.2 ADouble chevauchementBChevauchementoptimalCAbsence de chevauchement> 3.6 2.2 1.6 2.0 LFLi optLoi du coeur de Starling lchelon molculaire: Chevauchement actine-myosine : fonction de ltirement des sarcomresForce et vitesse de contraction croissent de A B puis diminuent de B C 1 1 ABC

  • C - Contraction htromtrique (isotonique) : post-chargeContraction musculaire avec raccourcissement : phase djection ventriculairePour le coeur entier : POST-CHARGE = pression aortique

    Contraction isotoniqueCContraction isomtriqueBtirement(pr-charge)AECECECEEPostChargeA B Cdl/dtChargeTempsStimulationRaccourcissementForce

  • C - Contraction htromtrique (isotonique) : post-chargeContraction musculaire avec raccourcissement : phase djection ventriculairePour le coeur entier : POST-CHARGE = pression aortique

    Contraction isotoniqueCContraction isomtriqueBtirement(pr-charge)AECECECEEPostChargeA B Cdl/dtChargeTempsStimulationRaccourcissementForce

  • C - Contraction htromtrique (isotonique) : post-chargeContraction musculaire avec raccourcissement : phase djection ventriculairePour le coeur entier : POST-CHARGE = pression aortique

    Contraction isotoniqueCContraction isomtriqueBtirement(pr-charge)AECECECEEPostChargeA B Cdl/dtChargeTempsStimulationRaccourcissementForce

  • C - Contraction htromtrique (isotonique) : post-chargeContraction musculaire avec raccourcissement : phase djection ventriculairePour le coeur entier : POST-CHARGE = pression aortique

    Contraction isotoniqueCContraction isomtriqueBtirement(pr-charge)AECECECEEPostChargeA B Cdl/dtChargeTempsStimulationRaccourcissementForce

  • C - Contraction htromtrique (isotonique) : post-chargeContraction musculaire avec raccourcissement : phase djection ventriculairePour le coeur entier : POST-CHARGE = pression aortique

    Contraction isotoniqueCContraction isomtriqueBtirement(pr-charge)AECECECEEPostChargeA B Cdl/dtChargeTempsStimulationRaccourcissementForce

  • D - Effet des variations de la pr-charge et de la post-charge

    V0

    0Vitesse deRaccourcissement(mm/s)10 8 4 4 2 0 0 0Raccourcissement(mm)Travail(g.mm)Puissance(g.mm/s) 0,5 1 1,5 2 2,5 POST-CHARGE (g)

  • Vitesse deRaccourcissement

    POST-CHARGE Ca++, 1+

    Basal

    Ca-T

  • V - Extensibilit et contraction du tissu myocardiqueA - Extensibilit du muscle cardiaque relax 625 -

    500 -

    375 -

    Tension 250 - (g) 125 -

    0 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Longueur du Sarcomre (m)

    Tension Myocarde TMuscle squelettique

    T

    L L Longueur

    Compliance : L / T > L / T FIBRE MYOCARDIQUESARCOMERE

  • HypertrophieFibrose Pricardite constrictive = Compliance diminue

    Pression N

    P

    P

    volume tl volume volume tl systolique diastolique (VTS) (VTD)

    BASES MOLECULAIRES DE LA COMPLIANCE MYOCARDIQUE: 1. TITINE TITINE 2. COLLAGNE BANDE ACTINE Z MYOSINE ACTINE

    TITINE ACTINE MYOSINE ACTINE

    TITINE ACTINE MYOSINE ACTINEVENTRICULEGAUCHE

  • Rticulum sarcoplasmique : Rserve calcique en rseau intracellulaire Tubules Reticulum Myofibrilles Transverses SarcoplasmiqueOuverture des TT danslespace extracellulaireMembrane cellulaire

  • Ph.lamban~~3Na+2K+RSSERCA Canal calciquede type LRc Ryanodine Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~~3Na+2K+RSSERCA Canal calciquede type LRc Ryanodine Calsquestrine ~PA

  • Ph.lamban~~3Na+2K+RSSERCA Canal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Calsquestrine ~PA

  • Ph.lamban~~3Na+2K+RSSERCA Canal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Canal calcique du Rticulum SarcoplasmiqueCaL RSRcepteur la RyanodineFace sarcoplasmique

  • Ph.lamban~~3Na+2K+RSSERCA Canal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca++~3Na+2K+RSSERCA Canal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca++~3Na+2K+RSSERCA Canal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++RSSERCA Canal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca++Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++10-3 MRSSERCA Canal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca++Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++10-3 MRSSERCA Canal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca++Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++10-3 MRSSERCA AdrAdrCanal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca++Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++10-3 MRSSERCA R1Ra1AdrAdrCanal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca++Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++10-3 MRSSERCA R1Ra1AdrAdrCanal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca++Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++10-3 MRSSERCA R1Ra1AdrAdrCanal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca++Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++10-3 MRSSERCA +R1Ra1AdrAdrCanal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca++Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++10-3 MRSSERCA +R1Ra1RMusc.AchAdrAdrCanal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca++Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++10-3 MRSSERCA +R1Ra1RMusc.AchAdrAdrCanal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban~Ca++Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++10-3 MRSSERCA +R1Ra1RMusc.AchAdrAdrCanal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~

  • Ph.lamban-~Ca++Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++10-3 MRSSERCA +NOR1Ra1RMusc.AchAdrAdrCanal calciquede type LRc Ryanodine Ca++Ca++Calsquestrine ~GMPc

  • PLBREGULATION PAR LES B+~Ca++Ca+++3Na+Ca++~3Na+2K++10-3 MRSSERCA +R1AdrCanal CaLRc Ryanodine Ca++Ca++~+++++INOTROPIELUSITROPIE

  • B1 ReposExercice10-710-5[Ca]i(Mol/l)Rcepteur la Ryanodine (95%)Canal calcique lent (5%)Ca ATPase du RS231231Temps (ms)

  • B1 ReposExercice10-710-5[Ca]i(Mol/l)Rcepteur la Ryanodine (95%)Canal calcique lent (5%)Ca ATPase du RS231231Temps (ms)

  • B2ExerciceTensionReposTemps (ms)

  • A. Electroanatomie1. Rappel: potentiel de repos - potentiel daction 2. Protines sarcoplasmiques:Conductances ioniques et canaux Na, K, Ca, Pompe Na-Ca Rgulation des canaux3. Protines du rticulum sarcoplasmique:Rcepteur la ryanodine, Triades, Calcium ATPase, phospholamban4. Protines de la conduction, Gap junction, Connexines

    B. Electrophysiologie 1. Couplage excitation - contraction 2. Mouvements ioniques de la relaxation3. Automaticit, Excitabilit et Priodes rfractaires4. Propagation et conduction5. Electrocardiogramme

  • (msec)0 100 200 300Entrerapidede Na+ Entre lente de Ca++ et Na+> Sortie de K+Sortie de K+sans entre deCa++ ni Na+PA

  • (msec)0 100 200 300Ca++Entrerapidede Na+ Entre lente de Ca++ et Na+> Sortie de K+Sortie de K+sans entre deCa++ ni Na+PA

  • (msec)0 100 200 300Ca++ForcePA

  • ACTIVITE ELECTRIQUE DU COEUR3. Noeud sinusal 10. Noeud atrio-ventriculaire4. Oreillette gauche 12. Systme de His-Bndel 5. Oreillette droite 13. Branches du faisceau de HisRPTQSE.C.G. 0 100 200 300 400 500 600 Temps (msec)Rponses lentes : noeuds de Keith et Flack (Sinusal) et de Tawara (Auriculo-ventriculaire).Vitesse de propagation lente.

    Rponses rapides : cardiomyocytes auriculaires et ventriculaires, fibres de Purkinje.

  • I - Potentiel de repos+-KKi = 120 mM Ke = 4 mMA lquilibre : K sortant = K entrantFlux net = 0

    [K]iEk = -61,5 log [K]e

    Si K est le seul ion diffusible :Vm = Ek

  • Na+ = 10 mM K+ = 120 mMNa+K+Flux nets :Na+ : entrantK+ : sortantCa++ : entrant

    iNa = (Vm - ENa).gNaiK = (Vm -EK).gK

  • Canaux Calciques Lents RapidesEvnementsPrimaires

    (Patch clamp)

    Sommationtemporelle

  • II - Rponse rapide

    A - Dpolarisation rapide : canaux sodiques rapides dVm maximal = 100-200V/s dans les cellules myocardiques dt

    dVm maximal = 500-1000 V/s dans les cellules de Purkinje dtNa++ 30 mV0Vm- 80 mVNa+

  • Canaux SodiquesTtramre de 6 sous-units trans-membranairesStructure chane et boulet

  • B - Repolarisation prcoce (partielle)

    Vm

    Sortie de K+ : activation de canaux ito

    C - Plateau

    Vm

    Sortie de K+Entre de Ca++ : activation des canaux calciques type L, sensibles . aux inhibiteurs calciques (inhibiteurs). aux catcholamines (activatrices) - 80 mV t t 12

  • B - Repolarisation prcoce (partielle)

    Vm

    Sortie de K+ : activation de canaux ito

    C - Plateau

    Vm

    Sortie de K+Entre de Ca++ : activation des canaux calciques type L, sensibles . aux inhibiteurs calciques (inhibiteurs). aux catcholamines (activatrices) - 80 mV t t 12

  • D - Repolarisation finale

    Vm

    Sortie de K+ : augmentation des conductances au potassium (ito, ik, iK1)

    - 80 mV t 3

  • 100234- 904 Vm(mV)Temps (ms)0 100 200 300 400Sortie Entre

  • V - EXCITABILITE CARDIAQUE - 120Rponse rapideRponse lente40- 80- 4000 100 200 300 0 100 200 300 time (ms)bca04312432edcPRRPRAPRRPRAMillivolts- 10040- 80- 400Vm (mV)20- 20- 60- 100- 80- 40+ 20- 20- 600Pas de canaux sodiques rapides Pas de phase 0 ni de phase 1

  • Dure du Cycle (DC) = 2000 msDure du potentiel daction (DPA) = 200 msDC = 660 msDC = 400 msDC = 250 msDC = 200 msDPA = 180 msDPA = 140 msDPA = 170 msDPA = 130 msEFFET DE LA FREQUENCE CARDIAQUE SUR LA DUREE DU POTENTIEL DACTION ET LEXCITABILITE CARDIAQUE

  • - 100- 80- 400Cellule ventriculaire A+ 20- 20- 6001234- 80- 400Cellule du noeud sino-auriculaire B- 20- 60340Potentiel Pacemaker SeuilPhnomne intrinsque : contrle de lautomaticit et de la rythmicitnormalement contrles par le noeud sino-auriculaireVI - Excitation naturelle du coeur

  • CATECHOLAMINES : iCa et if (b1-AMPc)ACETYLCHOLINE : gK (iK) iCaL (NO dp) et ifif(Na+)iCa = canaux T&LiKSortie Entre100 msmV0- 65

  • DTERMINANTS DE LA FRQUENCEDiminution de la vitesse de dpolarisation spontane (a b c)

    NORADRENALINE : la vitesse de dpolarisation (a) Acclration de la Frq. Cardiaque

    IVABRADINE & ACETYLCHOLINE : la vitesse de dpolarisation (c) Ralentissement de la Frq. cardiaqueAugmentation du seuil (seuil 1 seuil 2)

    Augmentation du potentiel minimal ( d)Hyperpolarisation de la celluleRalentissement de la Frq. cardiaque SeuilSeuil 1Seuil 2ca200- 20- 40- 60- 800- 20- 40- 60- 80d100 msVm (mV)b

  • Fermeture valve aortiquepression aortiquePression ventriculaire gaucheouverture valve mitraleOuverture valve aortiquefermeture valve mitralePression(mmHg)120100 80 60 40 20 0pression oreillette gaucheDbit sanguinaortique(l/min) 5 4 3 2 1 0Volume ventriculaire(ml)4B1B2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Temps (s) )Bruits du coeur3ECGS Systole ventriculaireSystole auriculaireContraction isovol.jection rapideEjection lenteRelaxation isovol.Remplissage ventriculaire rapideRemplissage ventriculaire lentSYSTOLE VENTRICULAIRELe cycle cardiaqueRQPTP

  • COURBES PRESSION - VOLUME

    PRESSION VG

    PAo syst.

    PAo diast.

    W = P.V

    Diastole

    VTS VTD VG VG

    VS

    VOLUME VG

  • AUGMENTATION DE LA PRCHARGE

    PRESSION VGPAo S3

    VOLUME VG VES3 = 2 VES1PAo S1PAo D3PAo D1

    VES1

    VES2

    VES3

  • AUGMENTATION ISOLEE DE LA POST-CHARGE

    ETAT INTERMEDIAIRE

    PRESSION

    VOLUMEVES2VES1

    VOLUME VES3VES1ADAPTATION

  • AUGMENTATION DE LA CONTRACTILITE

    PRESSION

    VES1

    VOLUME

    VES2

    VES3

    1

    2

    3

  • DIMINUTION DE LA CONTRACTILITE

    PRESSION

    VES2

    VOLUME

    VES1

    2

    1

  • DIMINUTION DE LA COMPLIANCE

    VES2

    VESPAoSPAoD

  • The End

  • VIII - MECANISMES DES ARYTHMIESREENTREEA SL R

    C

  • IV - Conduction (Transmission du potentiel daction de cellule cellule : disques intercalaires)

    A - Conduction de la rponse rapide dpend de :- Lamplitude du potentiel daction- La vitesse de changement de potentiel (dVm/dt)- Le potentiel de reposVitesses :0,3 1 m/s (cellules myocardiques)1 4 m/s (cellules de Purkinje)

  • 12 20 nmDesmosome, ou macula adherensFascia adherensSarcomreNexus, ou gap junctionDISQUE INTERCALAIRESarcolemneMyocyte 2Myocyte 1changesioniquespropagation directe du PAN20 mm100 mm