DETERMINANTS PHYSIOLOGIQUES DU DEBIT CARDIAQUE

J. Bordes, DESC Réa Med, Juin 2010

ASSURER UN DEBIT POUR TRANSPORTER DU SANG OXYGENE VERS LES ORGANES

2 POMPES EN SERIE– Débit cardiaque droit = gauche– Débit cardiaque ajusté au ventricule le

plus défaillant

INTRODUCTION

Physiologie humaine appliquée, Arnette

INTRODUCTION

Myocyte Excitabilité (bathmotropie) Conductivité (dromotropie) Rythmicité (chronotropie) Contractilité (inotropie)

Relaxation (lusitropie)

Novartis Found Symp. 2006

DEFINITION

Débit cardiaque = Q°c = Fc x VES

Fc = fréquence cardiaque VES = volume d’éjection systolique

Index cardiaque = Q°c /surface corporelle

4,5-7 L/min

> 3L/min

COURBE PRESSION/VOLUME

Volume VG

Pression VG

Remplissage

Contraction isovolumique

Ejection

Relaxation isovolumique

VTD

VTS

VES

INTRODUCTION

DIASTOLE

SYSTOLE

Katz, J Am Coll Cardiol 1988

INTRODUCTION

DEBIT CARDIAQUE VARIABLE

DEBIT CARDIAQUE REGULE

Physiologie humaine appliquée, Arnette

DETERMINANTS DE LA FREQUENCE CARDIAQUE

SYSTÈME NERVEUX AUTONOME

CATECHOLAMINES CIRCULANTES

DC=FC x VES

LE SYSTÈME NERVEUX AUTONOME

SYSTÈME SYMPATHIQUE SYSTÈME PARASYMPATHIQUE

Physiologie humaine appliquée, Arnette

SYSTÈME NERVEUX AUTONOME

SYSTÈME SYMPATHIQUE SYSTÈME PARASYMPATHIQUE

REPONSE AU STRESS

NORADRENALINEADRENALINEDOPAMINE

MAINTIEN DES FONCTIONS ORGANIQUES

ACETYLCHOLINE

RECEPTEURS α-ADRENERGIQUES

α1-ADRENERGIQUES: EFFET INOTROPE POSITIF EFFET VASOCONSTRICTEUR

α2-ADRENERGIQUES: RETROCONTROLE -

RECEPTEURS β-ADRENERGIQUES

β1-ADRENERGIQUES: EFFET CHRONOTROPE ET INOTROPE +

β2-ADRENERGIQUES: RELAXATION FIBRE MUSCULAIRE LISSE

β3-ADRENERGIQUES: EFFET INOTROPE – EFFET VASODILATATEUR

RECEPTEURS MUSCARINIQUESM1 A M5

NICOTINIQUES

M2: EFFET CHRONOTROPE – INOTROPE – DROMOTROPE -

CATECHOLAMINES

• CATECHOLAMINES CIRCULANTES– S ynthétisées par la

glande médullosurrénale

α-1Inotrope + +Vasoconstricteur

α-2Rétrocontrôle -

Β-1Chronotrope +Inotrope +

Β-2Relaxation muscle lisse

NORADRENALINE ++++ ++++ ++ +

ADRENALINE ++ +++ ++++ +++

DOPAMINE + ? + +

RELATION FC/DEBIT CARDIAQUE

EFFET BOWDITCH

Physiologie humaine appliquée, Arnette

VOLUME D’EJECTION SYSTOLIQUE

• DETERMINANTS DU VESCONTRACTILITE VENTRICULAIREPRECHARGEPOSTCHARGE

DC=FC x VES

COURBE PRESSION/VOLUME

Volume VG

Pression VG

Remplissage

Contraction isovolumique

Ejection

Relaxation isovolumique

VTD

VTS

VES

DIASTOLE

SYSTOLE

Katz, J Am Coll Cardiol 1988

Inotropisme

Capacité du myocyte à générer une tension en fonction d’une charge

Entrée dans le cardiomyocyte de Calcium => Activation des protéines contractiles

Performance systolique du myocarde

CONTRACTILITE MYOCARDIQUE

Nature 2008

CONTRACTILITE MYOCARDIQUE

Ees = élastance télésystolique ventricule gauche

Ees = Pt/(Vt –V0)

Indépendante des conditions de charge

Longrois et al, Conférence d’actualisation SFAR 2004

CONTRACTILITE MYOCARDIQUE

Physiologie humaine appliquée, Arnette

REGULATION SNA

– Régulation α adrénergique• Récepteur α1

– Régulation β adrénergique• Β1 • Β3

– SNA parasympathique

INTRINSEQUE Relation Etirement-contractilité Relation Fc-contractilité

HUMORALE– Catecholamines endogenes– Le NO Balligand et al, Médecine sciences, 1999

• Faible dose: inotrope +• Forte dose: inotrope –• Protection contre la stimulation excessive des catécholamines?

METABOLIQUES– Calcium – Hyperkaliémie– Sodium– Acidose

PRECHARGE

PRECHARGE = LONGUEUR DE LA FIBRE MYOCARDIQUE AVANT SA CONTRACTION Vieillard-Baron et al, Réanimation 2004

EN PRATIQUE CLINIQUE = pas de consensus sur la définition.

1. dimension du ventricule en télédiastole (diamètre, surface, volume),

2. conditions de charge du ventricule en télédiastole (pression et contrainte transmurales).

• Teboul et al, AFAR 2005

COURBE PRESSION/VOLUME

Volume VG

Pression VGPRECHARGE VENTRICULAIRE

SYSTOLE

DIASTOLE

PRECHARGE DETERMINANTS

• RETOUR VEINEUX

Volume sanguin circulant Pression intrathoracique et

intraabdominale Résistance/élastance du réseaux

veineux

• FONCTION DIASTOLIQUE COMPLIANCE VENTRICULAIRE RELAXATION VENTRICULAIRE Etat lusitrope du myocarde ↘Ca2+ intracellulaire

• CONTRACTION AURICULAIRE

Remplissage VG 15 à 25%

PRECHARGERELATION PRECHARGE ET DEBIT CARDIAQUE

LOI DE FRANCK STARLING =

PLUS LA FIBRE EST ETIREE, PLUS SA CONTRACTILITE AUGMENTE

Starling and Visscher, J Physiol 1926

D’après Howell WH, Philos TransRoy Soc Lond Part I. 1884.

Blasius W, Verhandl phys-med Ges Würzburg. 1872.

PRECHARGERELATION PRECHARGE ET DEBIT CARDIAQUE

Physiologie humaine appliquée, Arnette

POSTCHARGE

Ensemble des forces qui s’opposent à l’éjection

RESISTANCE VASCULAIRE RVS = PAM-PVC/DC dynes/s/cm2

Reflet imparfait de la postcharge

Pourquoi? caractère pulsatile des ondes de pression et de débit phénomènes de réflexions d’ondes

ELASTANCE ARTERIELLE EFFECTIVE

VARIATION PRESSION/VARIATION VOLUME

COMPOSANTES PULSATILES ET NON PULSATILES

ELASTANCE ARTERIELLEEa=Pression fin systole/Volume éjecté

COUPLAGE VENTRICULO-ARTERIEL

Interaction entre ventricule et réseau vasculaire

Déterminant majeur de la performance cardiaque globale

Elastance ventriculaire

Elastance artérielle

Point de fonctionnement

= Couplage du système

= Intersection des deux droites

= Fixe le volume éjecté correspondant à Pes

COUPLAGE VENTRICULO-ARTERIEL

Rapport Ees/Ea = index de couplage artériel

=2 efficience maximum

Morimont et al, Réanimation

CHOC CARDIOGENIQUEUN EXEMPLE DE DECOUPLAGE

CHOC

MAINTIEN DE LA PRESSION ARTERIELLE

ELEVATION DE LA POST-CHARGE

CHUTE DU DEBIT CARDIAQUE

=

↘ Ees / Ea

REGULATION DE LA POSTCHARGE

NERVEUSE– SYMPATHIQUE

HUMORALE– Catécholamines circulantes– Système rénine angiotensine aldostérone– Vasopressine– Kinines et prostaglandines

PROPRIETES MECANIQUES− Elastance et compliance aortique intrinséques

CONCLUSION

CIBLES THERAPEUTIQUES– Optimisation des volumes de remplissage– Stimulation des propriétés contractiles– Soulagement à l’éjection VG

PRECHARGEPOMPE CARDIAQUE POSTCHARGE

FC CONTRACTILITE