CYCLE CARDIAQUE: PHASES ET LEURS CARACTÉRISTIQUES - LA BIOLOGIE - 2025

Le cycle cardiaque comprend une séquence répétitive d'événements de contraction, de relaxation et de remplissage des ventricules qui se produisent pendant le rythme cardiaque. Ces phases sont généralement généralisées en fonction systolique et diastolique. Le premier fait référence à la contraction du cœur et le second à la relaxation de l'organe.

Le cycle peut être étudié en utilisant différentes méthodologies. Si un électrocardiogramme est utilisé, nous pourrons différencier différents types d'ondes, à savoir: les ondes P, le complexe QRS, les ondes T et enfin les ondes U, où chacune correspond à un événement précis du cycle électrique du cœur, associé à des phénomènes de dépolarisation et repolarisation.

Source: DanielChangMD a révisé le travail original de DestinyQx

La manière graphique classique de représenter le cycle cardiaque s'appelle un diagramme de Wiggers.

La fonction du cycle cardiaque est d'assurer la distribution du sang dans tous les tissus. Pour que ce fluide corporel atteigne une circulation efficace à travers le système vasculaire du corps, il doit y avoir une pompe qui exerce une pression suffisante pour son mouvement: le cœur.

D'un point de vue médical, l'étude du cycle cardiaque est utile pour le diagnostic d'une série de pathologies cardiaques.

Perspective historique

Les études liées au cycle cardiaque et à la fonction du cœur remontent au début du 18e siècle, où le chercheur Harvey a décrit pour la première fois les mouvements du cœur. Plus tard, au 20ème siècle, Wiggers a représenté ces mouvements graphiquement (plus sur ce graphique plus tard).

Grâce à la contribution de ces scientifiques, le cycle cardiaque a été défini comme la période de temps où se produisent les phénomènes de systoles et de diastoles. Dans le premier, la contraction et l'éjection du ventricule se produisent et dans le second, la relaxation et le remplissage se produisent.

Des recherches ultérieures utilisant le muscle isolé comme modèle expérimental ont transformé le concept traditionnel du cycle cardiaque initialement proposé par Wiggers.

Le changement ne s'est pas fait au niveau des étapes essentielles du cycle, mais au niveau des deux phénomènes mentionnés - les systoles et les diastoles - qui se développent continuellement.

Pour les raisons évoquées précédemment, Brutsaert propose une série de modifications plus en ligne avec le modèle expérimental, incluant les phénomènes de relaxation.

Anatomie du cœur

Pour mieux comprendre le cycle cardiaque, il est nécessaire de connaître certains aspects anatomiques du cœur. Cet organe de pompage est présent dans le règne animal, mais diffère fortement selon la lignée. Dans cet article, nous nous concentrerons sur la description du modèle cardiaque typique d'un mammifère.

Le cœur présent chez les mammifères se caractérise principalement par son efficacité. Chez l'homme, il est situé dans la cavité thoracique. Les parois de cet organe sont appelées endocarde, myocarde et épicarde.

Il se compose de quatre chambres, dont deux sont des oreillettes et les deux autres sont des ventricules. Cette séparation garantit que le sang oxygéné et désoxygéné ne se mélange pas.

Le sang est capable de circuler à l'intérieur du cœur grâce à la présence de valves. L'oreillette gauche s'ouvre sur le ventricule par la valve mitrale, qui est bicuspide, tandis que l'ouverture de l'oreillette droite vers le ventricule se produit par la valve tricuspide. Enfin, entre le ventricule gauche et l'aorte, nous avons la valve aortique.

Propriétés du muscle cardiaque

La nature du muscle cardiaque est assez similaire à celle du muscle squelettique. Il est excitable sous l'application d'une large gamme de stimuli, à savoir: thermique, chimique, mécanique ou électrique. Ces changements physiques entraînent une contraction et une libération d'énergie.

L'un des aspects les plus remarquables du cœur est sa capacité à émettre un rythme automatique, de manière ordonnée, répétitive, constante et sans l'aide d'aucune entité extérieure. En fait, si nous prenons le cœur d'un amphibien et le plaçons dans une solution physiologique (solution de Ringer), il continuera à battre pendant un moment.

Grâce à ces propriétés, le cœur peut fonctionner dans une répétition séquentielle d'événements appelés collectivement le cycle cardiaque, que nous décrirons en détail ci-dessous.

Quel est le cycle cardiaque?

Le cœur fonctionne en suivant un schéma de base de trois phénomènes: la contraction, la relaxation et le remplissage. Ces trois événements se produisent sans cesse tout au long de la vie des animaux.

L'éjection ventriculaire est appelée fonction systolique et la fonction diastolique fait référence au remplissage du sang. L'ensemble de ce processus est orchestré par le nœud sino-auriculaire ou sinusal.

Le cycle peut être étudié en utilisant différentes méthodologies et peut être compris de différents points de vue: comme l'électrocardiographie, qui se réfère à la séquence des signaux électriques; anatomofonctionnel ou échocardiographique; et l'hémodynamique étudiée par pressurométrie.

Vision anatomique et fonctionnelle

Cinq événements peuvent être spécifiés dans chaque battement cardiaque: contraction ventriculaire isovolumique et éjection correspondant aux systoles - généralement appelées systoles ou contraction du cœur; suivis d'une relaxation ventriculaire isovolumique, d'un remplissage auriculaire passif et d'un remplissage ventriculaire actif (systole auriculaire), qui sont ensemble connus sous le nom de diastoles ou relaxation musculaire et remplissage sanguin.

Avec l'approche par ultrasons, cela se fait à l'aide d'échos, qui décrivent le passage du sang à travers les valves à travers les cavités cardiaques. L'hémodynamique, quant à elle, consiste en l'introduction d'un cathéter à l'intérieur du cœur et en mesurant les pressions à chaque phase du cycle.

Remplissage ventriculaire actif

Le cycle commence par la contraction des oreillettes due à un potentiel d'action. Immédiatement, le sang est expulsé vers les ventricules grâce à l'ouverture des valves qui relient les deux espaces (voir anatomie du cœur). Lorsque le remplissage est terminé, tout le sang sera contenu dans les ventricules.

Contraction ventriculaire

Une fois les ventricules remplis, la phase de contraction commence. Au cours de ce processus, les vannes qui étaient ouvertes lors du remplissage ont été fermées, pour empêcher le retour du sang.

Éjection

Avec l'augmentation de la pression dans les ventricules, les valves s'ouvrent pour que le sang puisse accéder aux vaisseaux et continuer son chemin. A ce stade, une diminution significative de la pression ventriculaire est notée.

Rapport ventriculaire

Dans l'étape précédente, nous avons conclu le phénomène de la systole, et avec l'initiation de la relaxation ventriculaire, nous cédons la place à la diastole. Comme son nom l'indique, ce qui se passe dans cette phase est la relaxation du ventricule, réduisant les pressions dans la région.

Remplissage passif de l'oreille

Dans les étapes décrites ci-dessus, nous avons créé un gradient de pression qui favorisera l'entrée passive du sang. Ce gradient favorisera le passage du sang des oreillettes vers les ventricules, générant une pression dans les valves correspondantes.

Lorsque ce processus de remplissage est terminé, une nouvelle systole peut commencer, mettant ainsi fin aux cinq phases qui se produisent en un battement de cœur.

Vision électrocardiographique

Un électrocardiogramme est un enregistrement des courants locaux impliqués dans la transmission des potentiels d'action. Dans le tracé réalisé par l'électrocardiogramme, les différentes étapes du cycle cardiaque peuvent être clairement distinguées.

Les ondes détectées dans un électrocardiogramme ont été arbitrairement désignées, à savoir: ondes P, complexe QRS, ondes T et enfin ondes U. Chacune correspond à un événement électrique du cycle.

L'onde P

Ces ondes représentent la dépolarisation des muscles artériels, qui se propagent radialement du nœud sino-auriculaire au nœud auriculo-ventriculaire (AV). La durée moyenne est d'environ 0,11 seconde et l'amplitude d'environ 2,5 mm.

L'intervalle PR

Le retard dans la transmission de l'impulsion du nœud AV est enregistré sur l'électrocardiogramme sous la forme d'un segment d'une durée d'environ 0,2 seconde. Cet événement se produit entre le début de l'onde P et le début du complexe QRS.

Le complexe QRS

Cet intervalle est mesuré du début des ondes Q à l'onde S. L'étage représente un événement de dépolarisation qui se dilate. La plage normale pour cette étape est de 0,06 seconde à 0,1.

Chaque vague du complexe est caractérisée par une longueur particulière. L'onde Q se produit en raison de la dépolarisation du septum et dure environ 0,03 seconde. L'onde R varie de 4 à 22 mm de hauteur avec une durée de 0,07 seconde. Enfin, l'onde S mesure environ 6 mm de profondeur.

L'intervalle ST

Cet intervalle correspond à la durée d'un état de dépolarisation et de repolarisation. Cependant, la plupart des électrocardiogrammes ne montrent pas de véritable segment ST.

L'onde T

Cette étape représente l'onde de repolarisation du ventricule. Il mesure environ 0,5 mm.

L'une des caractéristiques des ondes T est qu'elles peuvent être affectées par une série de facteurs physiologiques, tels que la consommation d'eau froide avant l'examen, le tabagisme, les médicaments, entre autres. Les facteurs émotionnels peuvent également modifier l'onde T.

Vague U

Il représente la période de plus grande excitabilité des ventricules. Cependant, l'interprétation devient compliquée, car dans la plupart des électrocardiogrammes, l'onde est difficile à visualiser et à analyser.

Représentations graphiques du cycle

Il existe différentes manières graphiques de représenter les différentes étapes du cycle cardiaque. Ces graphiques sont utilisés pour décrire les changements qui se produisent tout au long du cycle en termes de différentes variables pendant un battement.

Le diagramme classique est appelé le diagramme de Wiggers. Ces chiffres représentent les changements de pression dans les chambres de couleur et l'aorte, et les variations de volume dans le ventricule gauche tout au long du cycle, les bruits et l'enregistrement de chacune des ondes de l'électrocardiogramme.

Les phases reçoivent leurs noms en fonction des événements de contraction et de relaxation du ventricule gauche. Pour des raisons de symétrie, ce qui est vrai pour la partie gauche l'est aussi pour la droite.

Durée des phases du cycle

Deux semaines après la conception, le cœur nouvellement formé commencera à battre de manière rythmique et contrôlée. Ce mouvement cardiaque accompagnera l'individu jusqu'au moment de la mort.

Si nous supposons qu'une fréquence cardiaque moyenne est de l'ordre de 70 battements par minute, nous aurons que la diastole présente une durée de 0,5 seconde et une systole de 0,3 seconde.

Fonction du cycle cardiaque

Le sang est considéré comme le fluide corporel responsable du transport de diverses substances chez les vertébrés. Dans ce système de transport fermé, les nutriments, les gaz, les hormones et les anticorps sont mobilisés, grâce au pompage organisé du sang vers toutes les structures corporelles.

L'efficacité de ce système de transport est responsable du maintien d'un mécanisme homéostatique dans le corps.

Etude clinique de la fonction cardiaque

L'approche la plus simple qu'un professionnel de la santé puisse utiliser pour évaluer la fonction cardiaque consiste à écouter le son du cœur à travers la paroi thoracique, ce test s'appelle l'auscultation. Cette évaluation cardiaque est utilisée depuis des temps immémoriaux.

L'instrument de ce test est un stéthoscope placé sur la poitrine ou le dos. Au moyen de cet instrument, deux sons peuvent être distingués: l'un correspond à la fermeture des valves AV et l'autre à la fermeture des valves semi-lunaires.

Des sons anormaux peuvent être identifiés et associés à des pathologies, telles que des souffles ou des mouvements de valve anormaux. Cela se produit en raison du flux de pression du sang qui tente d'entrer par une valve fermée ou très étroite.

Applicabilité médicale de l'électrocardiogramme

En cas de condition médicale (telle que des arythmies), elle peut être détectée dans ce test. Par exemple, lorsque le complexe QRS a une durée anormale (moins de 0,06 seconde ou plus de 0,1), cela peut être le signe d'un problème cardiaque.

Un bloc auriculo-ventriculaire, une tachycardie (lorsque la fréquence cardiaque est comprise entre 150 et 200 battements par minute), une bradycardie (lorsque les battements par minute sont moindres que prévu), une fibrillation ventriculaire (un trouble qui affecte le les contractions du cœur et les ondes P normales sont remplacées par de petites ondes), entre autres.

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