Le cycle cardiaque est une séquence complexe d'événements mécaniques, électriques et métaboliques qui se répètent périodiquement, assurant ainsi un débit sanguin pulsatile. Ce cycle est divisé en deux phases principales : la systole (contraction) et la diastole (relâchement) du muscle cardiaque. La contraction isovolumétrique (CIV) est une phase cruciale de la systole ventriculaire.
Les Phases du Cycle Cardiaque et les Courbes de Pression
Pour comprendre la contraction isovolumétrique, il est essentiel de connaître les phases du cycle cardiaque et les courbes de pression associées. On distingue trois courbes de pression principales : auriculaire (o), ventriculaire (v) et artérielle (a). Les courbes de pression droites et gauches ont des formes similaires, mais diffèrent en amplitude. L'oreillette est une cavité à basse pression, tandis que le système artériel est un système clos à haute pression. Le ventricule, quant à lui, transporte un volume sanguin de la cavité à basse pression vers le système à haute pression.
Le cycle cardiaque comprend plusieurs phases, notamment :
- Remplissage Ventriculaire : Divisé en remplissage rapide et lent, il se produit lorsque la pression intra-ventriculaire devient inférieure à la pression auriculaire, permettant ainsi l'ouverture des valves atrio-ventriculaires et le passage du sang des oreillettes vers les ventricules.
- Contraction Auriculaire (Systole Auriculaire) : À la fin de la diastole ventriculaire, la dépolarisation du myocarde auriculaire entraîne la contraction auriculaire, propulsant un supplément de sang vers le ventricule.
- Contraction Isovolumétrique (CIV) : C'est le sujet principal de cet article.
- Éjection Systolique : Débute lorsque la pression ventriculaire dépasse la pression aortique ou pulmonaire, entraînant l'ouverture des valves sigmoïdes et l'expulsion du sang hors des ventricules.
- Relaxation Isovolumétrique (RIV) : Dès la fin de l'onde T, les ventricules se relâchent, entraînant une chute rapide de la pression ventriculaire et la fermeture des valves aortique et pulmonaire.
Définition et Caractéristiques de la Contraction Isovolumétrique
La contraction isovolumétrique est la phase du cycle cardiaque qui se situe entre la fermeture de la valve mitrale (FM) et l'ouverture des valves sigmoïdes (OS). Elle commence avec la fermeture mitrale (FM). Juste après la fin de la dépolarisation auriculaire, l'onde de stimulation myocardique franchit le nœud auriculo-ventriculaire et se propage rapidement dans la masse ventriculaire qu'elle dépolarise, entraînant ainsi sa contraction. Pendant cette phase, le ventricule est une cavité close, car les valves mitrale et aortique sont toutes deux fermées. Le sang intraventriculaire se trouve alors comprimé, la pression intra-ventriculaire augmente rapidement et dépasse la pression qui règne dans l'oreillette, ce qui ferme alors les valves auriculo-ventriculaires empêchant tout reflux.
Plusieurs caractéristiques définissent cette phase :
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- Volume Constant : Le terme "isovolumétrique" signifie que le volume ventriculaire reste constant pendant cette phase. Bien que le ventricule se contracte, aucune éjection de sang ne se produit car les valves aortique et mitrale sont fermées.
- Augmentation Rapide de la Pression : La contraction du myocarde ventriculaire entraîne une augmentation rapide de la pression à l'intérieur du ventricule. La vitesse d'augmentation de la pression par rapport au temps (dP/dt) peut être mesurée, atteignant un maximum (dP/dt max) et un minimum (dP/dt min ou -dP/dt) contemporains des phases de contraction et de relaxation isovolumétrique.
- Fermeture des Valves Auriculo-Ventriculaires : L'augmentation de la pression ventriculaire dépasse la pression auriculaire, entraînant la fermeture des valves auriculo-ventriculaires (mitrale et tricuspide).
- Préparation à l'Éjection : La contraction isovolumétrique prépare le ventricule à la phase d'éjection en augmentant la pression intraventriculaire jusqu'à ce qu'elle dépasse la pression aortique ou pulmonaire.
Importance Clinique de la Contraction Isovolumétrique
Bien que la contraction isovolumétrique soit une phase relativement courte du cycle cardiaque, elle est cruciale pour une fonction cardiaque efficace. Elle permet de générer la pression nécessaire pour ouvrir les valves aortique et pulmonaire et éjecter le sang dans la circulation.
De plus, l'étude de la contraction isovolumétrique peut fournir des informations importantes sur la fonction myocardique. Par exemple, la vitesse d'augmentation de la pression (dP/dt) pendant cette phase est un indicateur de la contractilité ventriculaire. Une diminution de dP/dt peut signaler une altération de la fonction contractile du myocarde.
La Relation Pression-Volume et la Contraction Isovolumétrique
La relation pression-volume du ventricule gauche (VG) est un outil hémodynamique fondamental qui permet de caractériser la performance de la pompe cardiaque indépendamment de la charge. Elle est décrite par un diagramme en boucle, le volume ventriculaire étant représenté sur l’axe des abscisses (x) et la pression ventriculaire gauche sur l’axe des ordonnées (y). L’aire contenue à l’intérieur de cette boucle représente le travail mécanique externe effectué par le cœur à chaque battement.
Sur ce diagramme, la contraction isovolumétrique est représentée par une ligne verticale ascendante, indiquant une augmentation de la pression sans changement de volume. Elle débute au point où la valve mitrale se ferme et se termine au point où la valve aortique s'ouvre.
Facteurs Influant sur la Contraction Isovolumétrique
Plusieurs facteurs peuvent influencer la contraction isovolumétrique, notamment :
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- Précharge : La précharge, définie comme la contrainte exercée sur la paroi ventriculaire à la fin de la diastole, peut affecter la force de contraction ventriculaire et, par conséquent, la vitesse d'augmentation de la pression pendant la contraction isovolumétrique.
- Postcharge : La postcharge, définie comme l'ensemble des forces qui s'opposent à l'éjection ventriculaire, peut influencer la durée de la contraction isovolumétrique. Une postcharge élevée peut prolonger cette phase.
- Contractilité : La contractilité, définie comme la capacité intrinsèque du myocarde à générer de la force et à se raccourcir, influence directement la vitesse d'augmentation de la pression pendant la contraction isovolumétrique.
- Fréquence Cardiaque : La fréquence cardiaque peut affecter la durée de toutes les phases du cycle cardiaque, y compris la contraction isovolumétrique.
Relaxation Isovolumétrique
Dès la fin de l'onde T, les ventricules se relâchent. La pression ventriculaire chute donc rapidement et devient inférieure à la pression dans les artères, provoquant ainsi la fermeture des valves pulmonaire et aortique. Les valves auriculo-ventriculaires étant toujours fermées (la pression dans les ventricules est à cet instant toujours supérieure à la pression dans les oreillettes), le volume ventriculaire ne change pas et reste à sa valeur de volume télésystolique. Les oreillettes, qui sont en diastole pendant toute la durée de la systole ventriculaire, se remplissent de sang et la pression y résidant s'élève donc lentement.
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