Hémodynamique intracardiaque

Introduction

L'hémodynamique intracardiaque est l'étude de la mécanique de l'écoulement du sang dans les cavités cardiaques. Elle repose sur 3 grandeurs physiques fondamentales : le volume (Q), le débit (Q') et la pression (P), reliées entre elles par la résistance (R = P/Q') et la compliance (C = Q/P).

• Unités : la pression s'exprime en mmHg ou cmH2O (1 mmHg = 1,36 cmH2O). La pression physiologique mesurée est toujours relative à la pression atmosphérique (760 mmHg).

I. Méthodes d'étude de l'hémodynamique intracardiaque

• Méthode invasive : le cathétérisme cardiaque — introduction d'un cathéter dans les cavités cardiaques, permettant de recueillir les pressions, calculer le débit, prélever des échantillons sanguins et opacifier les cavités. Cathétérisme droit : voie veineuse périphérique vers les cavités droites puis l'artère pulmonaire. Cathétérisme gauche : voie rétrograde artérielle ou voie transeptale (rétrécissement aortique, prothèse valvulaire).
• Méthode non invasive : l'échocardiographie-Doppler — ultrasons (2,25-3,5 MHz) réfléchis par les structures cardiaques, permettant d'estimer volumes systolique/diastolique, temps d'éjection, fractions de raccourcissement/éjection ; le Doppler étudie en complément la vitesse du sang (pressions, flux, surfaces valvulaires, débits).
• Autres méthodes : angiocardiographie, étude radio-isotopique, mécanographie (apexogramme, carotidogramme, jugulogramme), artériographie coronaire.

II. Le cycle cardiaque

• Le cycle (ou révolution) cardiaque représente les phénomènes électriques et mécaniques se répétant pendant une période cardiaque Tc (≈ 1 s au repos). Il comporte 2 phases : la systole (contraction, ≈ 0,4 Tc) et la diastole (relâchement, ≈ 0,6 Tc).
• Systole ventriculaire : contraction isovolumétrique puis éjection (rapide puis lente). Diastole ventriculaire : relaxation isovolumétrique puis remplissage (rapide puis lent). La courbe de pression de l'oreillette gauche comporte 3 ondes positives (a, c, v) et 3 ondes négatives (z, x, y).

• Valeurs normales des volumes du VG : volume télédiastolique (VTD) ≈ 150 mL, volume télésystolique (VTS) ≈ 50 mL, volume d'éjection systolique (VES = VTD - VTS) ≈ 100 mL, fraction d'éjection (FE = VES/VTD) ≈ 66 %.

III. Relation pression-volume (P-V) du ventricule gauche

• La boucle P-V décrit 4 phases : 1→2 contraction isovolumétrique, 2→3 éjection, 3→4 relaxation isovolumétrique, 4→1 remplissage.

Facteurs mécaniques modifiant la courbe P-V

• Contractilité (état inotrope) : capacité du myocarde à se contracter indépendamment des conditions de charge, dépendant de l'interaction actine-myosine et de la sensibilité au calcium de la troponine C. Évaluée par : l'élastance maximale EVGmax = PTS/(VTS-V0) (normale 4-5,5 mmHg/mL), la fraction d'éjection (normale 60-70 %), et dP/dtmax. Une contractilité augmentée augmente le VES.
• Compliance et distensibilité diastoliques (état lusitrope) : la compliance CVGmin = 1/EVGmin = (VTD-V0)/PTD reflète la capacité du VG à se remplir ; la distensibilité suit P = V0.ekV. Une rigidité intrinsèque accrue diminue la compliance et le VES.
• Précharge : tension développée en fin de diastole, cliniquement représentée par le VTD ; son augmentation accroît le VES de façon non proportionnelle (loi de Frank-Starling). Postcharge : tension en fin de systole, cliniquement la pression aortique systolique ; son augmentation diminue le VES.
• Travail cardiaque externe (WE) = travail potentiel Wp (90-95 % de WE, surface de la boucle P-V) + travail cinétique Wc (5-10 %, Wc = ½mV²). 30-40 % de la consommation myocardique d'oxygène (MVO2) sert au travail externe. WE augmente en cas de surcharge de pression (ex. hypertension artérielle).
• En pratique (insuffisance cardiaque gauche) : VES diminué, FE diminuée, EVGmax diminuée, dP/dtmax diminuée — d'où l'intérêt thérapeutique des catécholamines et glucosides cardiotoniques, qui restaurent ces paramètres.

IV. Le débit cardiaque

• Définition : volume de sang éjecté par chaque ventricule par unité de temps : Q'c = Fc × VES.

Méthodes de mesure

• Principe de Fick : Q'c = V'O2/(CaO2-CvO2). Échocardiographie : Q'c = Fc × VES avec VES = Dd³-Ds³. Échocardiographie-Doppler : Q' = Vmoy × S (surface de l'orifice aortique). Méthode de dilution d'un indicateur (thermodilution, radioactif).

Valeurs normales et variations physiologiques

• Au repos, Q'c = 5-6 L/min ; index cardiaque IC = Q'c/surface corporelle ≈ 3 L/min/m² (plus élevé chez l'enfant, inférieur de 15 % chez la femme). Position debout : Q'c supérieur de 20 % à la position allongée. Exercice musculaire : augmentation importante et proportionnelle à l'intensité. Sommeil : diminution de 25 %. Grossesse : augmentation de 25-30 % du 2ème au 6ème mois. Température : augmentation avec la température ambiante.

Distribution du débit cardiaque

• Le rein reçoit le débit le plus élevé rapporté à sa masse (333 mL/min/100g), très supérieur à ses propres besoins métaboliques (fonction d'épuration) ; le muscle, malgré sa masse importante (46 % du poids), ne reçoit qu'un débit de repos très faible (3 mL/min/100g), qui augmente considérablement à l'effort.

V. Les bruits du cœur

• Méthodes de détection : phonocardiographe, échocardiographie-Doppler, stéthoscope (foyers d'auscultation : aortique, pulmonaire, tricuspide, mitral).

Bruits normaux

• B1 : contemporain du début de la systole ventriculaire, se superpose au complexe QRS. B2 : contemporain de la fermeture des valvules sigmoïdes aortique et pulmonaire, débute à la fin de l'éjection lente. B3 (parfois normal) : début de diastole, arrivée rapide du sang dans les ventricules. B4 (parfois normal) : systole auriculaire.

Bruits anormaux et souffles

• Anomalies : accentuation/dédoublement/éclat de B1 ou B2, clicks proto/mésosystoliques, accentuation de B3/B4 (bruits de galop de l'insuffisance cardiaque gauche). Souffles (cotés de 1 à 6) : systoliques (rétrécissement aortique/pulmonaire, insuffisance mitrale), diastoliques (insuffisance aortique/pulmonaire), roulement diastolique (rétrécissement mitral), continus (fistule artério-veineuse, canal artériel).

Conclusion

L'hémodynamique intracardiaque décrit la mécanique de l'écoulement sanguin au cours du cycle cardiaque, alternant systole (éjection du VES) et diastole (remplissage jusqu'au VTD). La relation pression-volume du ventricule gauche, modulée par la contractilité, la compliance diastolique, la précharge, la postcharge et le travail cardiaque externe, permet de caractériser finement la fonction cardiaque, mesurable par cathétérisme invasif ou échocardiographie-Doppler non invasive. Le débit cardiaque, produit de la fréquence cardiaque par le VES, résume l'efficacité globale de cette pompe, avant que le chapitre suivant n'aborde le contrôle nerveux et hormonal qui l'ajuste en permanence aux besoins de l'organisme.