1. Généralités

L'activité cardiaque est périodique : répétition des mêmes événements mécaniques, électriques et métaboliques. Une période se divise en deux phases principales : systole / diastole : contraction / relâchement du muscle cardiaque. La systole et la diastole existent dans le coeur droit et le coeur gauche, elles sont décalées de quelques millisecondes. A l'intérieur de chaque coeur, les oreillettes et les ventricules sont en décalage de phase.

2. Hémodynamique intra-cardiaque

Si la fréquence cardiaque est de 60 battements par minute, cela signifie qu'il y a 60 fois le même cycle cardiaque d'une seconde. Un tiers est occupé par la systole, les 2/3 par la diastole.

2.1. La systole ventriculaire

Les deux phases successives sont la contraction iso-volumétrique et la phase d'éjection ventriculaire (EVG).

- Schéma 1 -

Courbes de pression

- Schéma 2 -

Courbe de volume

2.1.1. Phase de contraction iso-volumétrique

La pression dans le ventricule gauche varie entre environ 0 et 120 mmHg.

Le début de la période de contraction iso-volumétrique est la fermeture de la valvule mitrale. La valvule mitrale se ferme : la cavité du ventricule gauche est alors une cavité close car la valve aortique est aussi fermée. Le ventricule gauche se contracte puissamment, exerce une pression forte sur le sang qu'il contient : la pression du sang augmente très rapidement, c'est la phase de contraction iso-volumétrique. En moyenne, le ventricule gauche contient environ 150 mL de sang.

Chez un adulte, cette phase dure 5 centièmes de seconde.

La pression dans l'aorte est d'environ 90-100 mmHg.

Quand la pression du ventricule gauche atteint le niveau de pression de l'aorte, les valves aortiques s'ouvrent. Elles obéissent à loi du gradient de pression : quand la pression en amont est supérieure à la pression en aval, la valve s'ouvre. Le ventricule gauche n'est plus une cavité close : le sang passe du ventricule gauche dans l'aorte. Les pressions sont égales car les deux communiquent.

La pression dans le ventricule gauche augmente fortement, produit un bombement en arrière de la valve mitrale, recule dans la cavité de l'oreillette gauche. Il y a une petite augmentation de pression dans l'oreillette gauche, c'est l'onde c qui est le reflet de la contraction iso-volumétrique du ventricule gauche.

2.1.2. Phase d'éjection ventriculaire

Le sang est éjecté dans l'aorte. La pression dans le ventricule gauche augmente rapidement puis plus lentement avant de commencer à diminuer. La diminution du volume du ventricule gauche résulte de deux phénomènes :

• La diminution de la longueur base-pointe c'est-à-dire de la distance de la valve mitrale et de la pointe du ventricule gauche.
• La réduction du diamètre transversal : toutes les parois du ventricule gauche se rapprochent du septum. Il y a alors une réduction du petit et du grand axe.

L' EVG se fait en deux phases :

• La première est rapide pendant laquelle 80% du sang éjecté passe dans l'aorte
• Phase plus lente où est évacué le reste du sang éjecté dans l'aorte. Tout le sang dans le ventricule gauche n'est pas éjecté dans l'aorte : il en reste toujours dans le ventricule gauche. C'est ce qu'on appelle le résidu post-systolique qui représente environ 40% du sang contenu dans le ventricule gauche pendant la phase de contraction iso-volumétrique.

Au niveau de l'oreillette gauche, au début de l'EVG, il y a une dépression qui est le creux x, dépression due au fait que la valve mitrale se déplace vers la pointe (vers l'avant). Une fois que la dépression a eu lieu, cela crée un afflux de sang depuis les veines pulmonaires vers l'oreillette gauche. Il y a alors un remplissage progressif de l'oreillette gauche, une augmentation de pression représentée par l'onde v. L'oreillette subit des variations de pression liées au mouvement de la contraction et de l'éjection du ventricule gauche.

Après s'être contracté, le ventricule gauche commence à se relâcher avant la fin de la systole.

2.2. Diastole ventriculaire

Elle comporte deux parties : une phase de relaxation iso-volumétrique et une phase de remplissage ventriculaire.

2.2.1. Relaxation iso-volumétrique

Si le muscle se relâche, la pression diminue très brutalement : la pression du ventricule gauche chute très rapidement, c'est la phase de relaxation iso-volumétrique.

Le ventricule gauche se relâche musculairement, il y a un décrochage brutal de pression du ventricule gauche par rapport à l'aorte. Le sang dans l'aorte a tendance pendant un temps très court à revenir en arrière, il y a alors fermeture des valves aortiques. Les pressions de l'aorte et du ventricule gauche évoluent différemment l'une de l'autre. Le ventricule gauche est de nouveau une cavité close.

Le ventricule gauche poursuit son relâchement musculaire un peu au-delà du temps de la fin de la phase de relaxation iso-volumétrique.

Lors de la chute de pression du ventricule gauche, celle de l'oreillette gauche devient égale et même supérieure à la pression du ventricule gauche. La valve mitrale s'ouvre, la pression de l'oreillette gauche dépassant celle du ventricule gauche. L'oreillette gauche communique avec le ventricule gauche, les deux pressions se superposent.

2.2.2. Remplissage ventriculaire

Le sang peut remplir le ventricule gauche. Il y a plusieurs temps :

• Remplissage passif
• Remplissage actif

Le remplissage passif résulte de deux phénomènes :

• Quand la valve mitrale s'ouvre, le myocarde ventriculaire continue de se relâcher, il y a alors un appel de sang dans le ventricule gauche
• Phénomène de remontée du plan de la valve mitrale : capte du sang dans l'oreillette gauche.

Il n'y a aucune contraction musculaire pendant cette phase. Il y a un remplissage d'abord rapide puis lent en plateau.

Remplissage actif : l'oreillette gauche se contracte, finit de chasser le sang qu'elle contient vers le ventricule gauche à travers la valve mitrale, c'est l'onde a.

Dans certaines maladies la contraction auriculaire (onde a) disparaît, on parle de fibrillation auriculaire. La fin du remplissage ventriculaire ne peut pas se faire. Cela peut poser des problèmes dans certains cas.

Beaucoup de sang a rempli le ventricule gauche, la pression dans le ventricule gauche est alors supérieure à celle dans l'oreillette gauche. La valve mitrale se ferme, et c'est le début d'un nouveau cycle.

Au niveau du coeur droit, on observe la même chose sauf au niveau des amplitudes de variation qui vont de 0 à 20-25 mmHg.

Variations du volume du ventricule gauche : il existe un résidu : le volume du ventricule gauche n'est jamais à 0. Au repos, son volume varie entre 50 et 130 mL. Le ventricule gauche pendant la phase de contraction est rempli de sang : le volume ne varie pas (phase iso-volumétrique). La cavité est fermée. Puis, il y a l'ouverture des valves aortiques, c'est le début de l'EVG. Le sang passe pour 60% dans l'aorte : le volume diminue rapidement puis plus lentement. Lors du début de la phase de relaxation iso-volumétrique, le volume ne change pas. Puis, la valve mitrale s'ouvre, il y a remplissage du ventricule gauche (passif puis actif ; rapide puis lent).

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