Cycle cardiaque

Diastole

• Relaxation isovolumétrique
• Remplissage ventriculaire rapide
• Diastasis
• Systole atriale (volume télédiastolique)

Systole

• Contraction isovolumétrique
• Éjection rapide
• Réduction de l'éjection
• Protodiastole (éjection lente)

Les différentes phases du cycle cardiaque seront expliquées plus en détail ci-dessous.

Diastole atriale

La diastole atriale est le tout premier événement du cycle cardiaque. Cela se produit quelques millisecondes avant que le signal électrique du nœud SA n'arrive aux atriums. Ces derniers fonctionnent comme des conduits qui facilitent le passage du sang dans le ventricule ipsilatéral. Ils agissent également comme des amorces pour pomper le sang résiduel dans les ventricules. Au cours de la diastole atriale, le sang pénètre dans l’atrium droit par les veines caves supérieure et inférieure et dans l’atrium gauche par les veines pulmonaires. Au début de cette phase, les valves atrioventriculaires sont fermées et le sang s'accumule dans les atriums. 

Il arrive un moment où la pression dans l’atrium est supérieure à la pression dans le ventricule du même côté. Cette différence de pression entraîne l'ouverture des valves atrioventriculaires, permettant au sang de circuler vers le ventricule.

Systole atriale

Le nœud sinuatrial autonome initie un potentiel d'action qui se propage dans tout le myocarde atrial. La dépolarisation électrique entraîne une contraction simultanée des atriums, forçant ainsi tout sang résiduel des cavités supérieures vers les cavités inférieures du cœur. La contraction atriale provoque une augmentation supplémentaire des pressions atriales. 

Diastole ventriculaire

Au cours des premiers stades de la diastole ventriculaire, les valves atrioventriculaire et semi-lunaire sont fermées. Au cours de cette phase, il n'y a pas de changement dans la quantité de sang dans le ventricule, mais il y a une chute précipitée de la pression intraventriculaire. C'est ce qu'on appelle la relaxation isovolumétrique.

Finalement, la pression ventriculaire devient inférieure à la pression atriale et les valves atrioventriculaires s'ouvrent. Cela se traduit par le remplissage des ventricules avec du sang, ce qui est souvent appelé le remplissage rapide des ventricules. Il représente la majeure partie du sang qui se trouve dans le ventricule avant qu’il se contracte. Un petit volume de sang s'écoule directement dans les ventricules à partir des veines caves. Vers la fin de la diastole ventriculaire, tout sang résiduel dans les atriums est pompé dans le ventricule. Le volume total de sang présent dans le ventricule à la fin de la diastole est appelé volume diastolique final ou précharge de fin de diastole.

Systole ventriculaire

​​La systole ventriculaire fait référence à la période de contraction des ventricules. L'impulsion électrique arrive au nœud atrioventriculaire (nœud AV) peu de temps après la dépolarisation des atriums. Il y a un petit retard au niveau du nœud AV, ce qui permet aux atriums de se contracter complètement avant que les ventricules ne soient dépolarisés. Le potentiel d'action passe au nœud AV, le long du faisceau de His, puis aux branches gauche et droite des faisceaux (fibres conductrices qui traversent le septum interventriculaire et les branches pour alimenter les ventricules). Ces fibres transportent les impulsions électriques à travers leurs territoires ventriculaires respectifs, entraînant une contraction ventriculaire.

Lorsque le ventricule commence à se contracter, la pression dépasse celle de l’atrium correspondant, ce qui entraîne la fermeture des valves atrioventriculaires. En même temps, la pression n'est pas suffisante pour ouvrir les valves semi-lunaires. Par conséquent, les ventricules sont dans un état de contraction isovolumétrique – car il n'y a pas de changement dans le volume global (volume de fin de diastole) dans le ventricule.

Lorsque la pression ventriculaire dépasse la pression dans la voie d'éjection, les valves semi-lunaires s'ouvrent, permettant au sang de quitter le ventricule. C'est la phase d'éjection du cycle cardiaque. La quantité de sang restante dans le ventricule à l'extrémité de la systole est connue sous le nom de volume systolique final (postcharge, entre 40 et 50 ml de sang). La quantité de sang réellement éjectée du ventricule est connue sous le nom de volume systolique. Le rapport entre le volume systolique et le volume diastolique final est appelé fraction d'éjection et s'élève généralement à environ 60 %.

Les ventricules rentrent dans un état de relaxation isovolumétrique et les atriums continuent de se remplir. Le processus recommence et continue de se répéter aussi longtemps que l'individu est en vie.

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Pression aortique

Le graphique de la pression aortique montre l'évolution de la pression dans l'aorte tout au long du cycle cardiaque. Le graphique a une pente modérée suivie d'une incisure, puis d'une inclinaison plus petite. Le graphique se termine par une baisse progressive avant de recommencer. 

L'augmentation de la pression ventriculaire pendant la systole provoque l'ouverture de la valve aortique. La pression générée dans le ventricule est ensuite transmise à l'aorte. Les parois de l'aorte sont capables de se dilater en raison de leur grande élasticité afin de s'adapter à l'augmentation soudaine et spectaculaire de la pression. Ces changements de pression sont représentés par la première et la plus grande onde sur le graphique de la pression aortique.

À la fin de la systole, le ventricule gauche cesse de se contracter mais l'aorte maintient des pressions relativement plus élevées. Le changement soudain du gradient de pression entraîne un petit reflux de sang dans le ventricule gauche juste avant la fermeture des valves aortiques. Ceci est représenté sur le graphique de la pression aortique par une forte baisse ou « incisure », puis une forte augmentation. La pression aortique diminue ensuite progressivement tout au long de la diastole ventriculaire jusqu'à ce qu'elle atteigne sa pression de repos. 

Ce graphique est similaire à la relation de pression entre le ventricule droit et l'artère pulmonaire. La principale différence est que la pression est nettement plus faible.

Pression atriale

L'onde de pression atriale montre la variation de ladite pression pendant la systole et la diastole. Il y a trois changements de pression significatifs représentés par les lettres a, v et c. Le changement de pression généré lorsque les atriums se remplissent de sang est représenté par l'onde « v » vers la fin de l'onde de pression atriale. Il y a une légère baisse de la pression auriculaire qui correspond à l'ouverture de la valve atrioventriculaire. Celle-ci est suivie de l'onde « a » qui représente la contraction des atriums. L'onde « a » est suivie d'une pente descendante lorsque les valves atrioventriculaires se ferment. Ceci est suivi d'une autre augmentation étiquetée comme l'onde « c ». Il s'agit d'un renflement des valves atrioventriculaires dans les atriums lors de la contraction ventriculaire.

Pression et volume ventriculaires

Les changements de pression et de volume qui se produisent dans le ventricule sont représentés sur deux courbes distinctes. Cependant, il est préférable de les interpréter ensemble. La courbe de pression ventriculaire comporte deux ondes : une petite onde initiale suivie d'un retour à la pression de base, puis d'une onde nettement plus grande. La courbe du volume ventriculaire, cependant, présente un mélange de pentes et d'inclinaisons soudaines et progressives tout au long de son cycle.

Considérons le début de la courbe de volume ventriculaire au début de la diastole. Ici, il reste un volume résiduel d'environ 50 ml de sang dans le ventricule. À ce stade, la courbe de pression est en forte baisse lors de la relaxation isovolumétrique. Une fois que la pression ventriculaire est inférieure à la pression atriale, la valve atrioventriculaire s'ouvre. Il y a une augmentation rapide du volume ventriculaire suivie d'une augmentation lente et progressive (en accord avec la phase de remplissage passif). Pendant ce temps, la pression ventriculaire reste inchangée car la chambre est capable de s'adapter à l'augmentation du volume.

La première augmentation de la pression ventriculaire se produit lorsque les atriums se contractent pour pomper le sang résiduel dans le ventricule. Cette augmentation ne dure pas longtemps et la pression ventriculaire revient rapidement à la normale. À ce moment-là, une plus grande quantité de sang est pompée dans le ventricule, ce qui l'amène à son volume diastolique final ou précharge de fin de diastole. Au début de la systole, les valves atrioventriculaires sont fermées et le ventricule est en contraction isovolumétrique. Il y a donc une forte augmentation de la pression mais le volume reste le même. Une fois que la pression ventriculaire surmonte la pression aortique, les valves aortiques s'ouvrent et il y a une chute soudaine du volume ventriculaire. Au fur et à mesure que le volume diminue, la pression ventriculaire commence également à diminuer. Finalement, le ventricule cesse de se contracter, rentre à nouveau dans la phase diastolique et commence la relaxation isovolumétrique.

Électrocardiogramme (ECG)

L'électrocardiogramme est une représentation graphique de l'activité électrique dans le cœur. Il est composé d'une série d'ondes qui représentent la dépolarisation et de creux qui représentent la repolarisation. 

Il y a un décalage entre la dépolarisation des myocardiocytes et la contraction réelle des muscles. En conséquence, les ondes de l'ECG vont précéder les ondes des courbes de pression (qui sont causées par la contraction réelle du muscle cardiaque). L'onde « P » qui représente la dépolarisation atriale précède l'onde « a » du graphique de pression atriale. Le complexe « QRS » représente la dépolarisation ventriculaire, qui provoque la contraction des ventricules. La grande onde de la pression ventriculaire commence peu de temps après l'onde « QRS ». L'onde « T » de l'ECG représente une période de repolarisation ventriculaire et de relaxation ultérieure. Par conséquent, cette vague commence vers la fin de la systole.

Phonocardiogramme (bruits cardiaques)

Le phonocardiogramme représente les sons cardiaques tout au long du cycle cardiaque. Ces bruits cardiaques qui sont appréciés lors de l'auscultation représentent les effets des valves cardiaques lorsqu'elles se ferment. Ils sont communément appelés les sons « lub » et « dub » en nomenclature anglophone. 

Le premier bruit cardiaque ou S1 ou le son « lub » est causé par la fermeture des valves atrioventriculaires. Cela se produit au début de la systole ventriculaire. Il peut être représenté graphiquement au point après la première onde de pression ventriculaire. Cela coïncide avec l'onde « a » de l'onde de pression atriale et l'onde « R » de l'ECG.

Le deuxième bruit cardiaque ou S2 ou le son « dub » est causé par la fermeture des valves semi-lunaires. Cela se produit au début de la diastole, lors de la phase de relaxation isovolumétrique. Elle coïncide avec l'incisure de la courbe de pression aortique et l'extrémité terminale de l'onde T de l'ECG.

Il n'est pas anormal d'entendre un troisième bruit cardiaque ou S3 à certains moments. Ceci est généralement causé par un afflux soudain de sang dans les ventricules à partir des atriums. Il s'agit donc le plus souvent d'un son diastolique moyen qui se produit après S2.