Sa constitution.
Le cœur (1) est un organe creux et musculaire qui assure la circulation du sang en le pompant par des contractions rythmiques vers les vaisseaux sanguins et les cavités du corps. L’adjectif cardiaque veut dire « qui a rapport avec le cœur », il vient du mot grec cardia, « cœur », de racine indo-européenne kerd. Le cœur est le « moteur », la pompe du système circulatoire.
Le cœur est un organe qui se situe dans la région thoracique (poitrine), où il occupe la portion appelée « médiastin » elle-même située entre les cavités pleurales qui contiennent les poumons. Situé dans la partie médiane du corps décalée à gauche pour 2/3 de sa masse. La cavité ou logement du cœur ce dénomme cavité péricardique. Au tour de celle-ci se trouvent les poumons, recouverts par la plèvre, qui entourent le cœur de chaque côté, le diaphragme en bas, le sternum en avant, l’œsophage en arrière et les troncs artériels (aorte et artère pulmonaire) en haut.
Le cœur est un organe fibromusculaire de forme conique ou pyramidale. Le cœur d’un adulte mesure environ 12cm de la base à l’apex. Son diamètre antéropostérieur est de 6cm. Sa taille mesure environ 1,5 fois la taille du poing de la personne. En moyenne il est à peine un peu moins volumineux chez la femme, 250g, que chez l’homme, 300g.
Il est constitué de deux parties distinctes, séparées par une paroi verticale et orientée dans son axe. Chacune de ses parties est subdivisée en deux chambres ou cavités : l’oreillette (ou atrium) vers la base (partie inférieure) et le ventricule vers l’apex (partie supérieure). Ces deux cavités sont séparées par la valve où on distingue ainsi la valve mitrale, entre l’oreillette et le ventricule gauches, et la valve tricuspide, entre l’oreillette et le ventricule droits. L’organisation est symétrique entre le cœur gauche et le cœur droit, bien que le cœur gauche soit plus volumineux.
La paroi séparant les cavités gauche et droite est appelée septum ; on distingue le septum interventriculaire entre les ventricules gauche et droit, le septum interatrial entre les oreillettes gauche et droite et le septum atrioventriculaire entre les oreillettes et les ventricules.
Le système vulvaire du cœur est composé de quatre valves cardiaques séparant les différentes cavités et empêchant le sang de refluer dans le mauvais sens.
Le cœur est vascularisé par les artères coronaires. Il existe une artère coronaire gauche et une artère coronaire droite. Elles naissent dans l’aorte… les artères coronaires cheminent dans le tissu adipeux sous-épicardique et leur circulation est dite diastolique. Ce sont des artères terminales, et lorsqu’une obstruction se produit, elle aura une répercussion immédiate sur le fonctionnement de l’organe, du fait d’une absence d’anastomoses.
Le retour veineux, ou retour du sang, se fait principalement par la grande et la moyenne veine du cœur, s’abouchant dans le sinus coronaire qui rejoint directement l’atrium droit via la valvule de Thebesius.
Ressemblances et différenciations.
Dans sa structure le cœur de l’homme est très semblable avec ses quatre chambres. Sauf pour les animaux amphibiens qui ont un cœur à trois chambres, comme la grenouille à titre d’exemple. Les poissons ont un système circulatoire simple, ainsi qu’un cœur à deux chambres. Les cœurs des anthropodes et des mollusques n’ont qu’une chambre.
Fréquence cardiaque.
Les animaux plus petits ont en règle générale une fréquence cardiaque plus rapide. Les jeunes animaux ont une fréquence cardiaque plus rapide que les adultes de la même espèce. A titre d’exemple, la baleine 9 fois par minute, l’homme 60 à 100 par minute (au repos), le moineau 500 par minute.
Il semble que la longévité de chaque espèce est en rapport avec la fréquence cardiaque. Les espèces à cœur lent ont habituellement une plus grande longévité.
Tissus de revêtement.
Le tissu de revêtement forme les surfaces externes et interne des parois du cœur et joue le rôle d’une membrane. La surface externe est constituée par l’épicarde, en contact avec le liquide péricardique. La surface interne est constituée par l’endocarde, en contact avec le sang.
Tissu de soutien.
Le tissu de soutien est constitué par le tissu conjonctif qui forme le squelette fibreux du cœur, et des vaisseaux qu’il contient. Il prédomine au niveau des anneaux valvulaires mitral e tricuspide, mais il est retrouvé aussi sous les épithéliums sous la forme d’un tissu conjonctif lâche et au sein du myocarde sous la forme de réseau diffus de fibres. Le tissu adipeux est situé dans le tissu conjonctif de l’épicarde.
Tissu contractile.
Le tissu contractile constitue la masse principale du cœur et permet sa contraction. Il s’agit du myocarde, un type de tissu musculaire strié spécifique au cœur. Ce tissu est constitué de cardiomyocytes, cellules spécifiques mesurant 120 µm de long et 20 à 30 µm de diamètre chez l’adulte. Ces cellules contiennent un ou deux noyaux en leur centre, de nombreuses mitochondries et surtout des myofibrilles agencées de manière linéaire et qui constituent la majeure partie de ces cellules. Les extrémités des cardiomyocytes sont divisées en plusieurs branches anastomosées avec plusieurs autres cellules, ce qui forme un réseau complexe de cardiomyocytes en continuité. Ces cellules sont entourées de tissu conjonctif, l’endomysium, et sont regroupées en travées également entourées de tissu conjonctif, l’épimysium. Le myocarde est situé principalement dans les parois du ventricule gauche, mais il est présent dans toutes les autres parois. Il n’est pas retrouvé au niveau des valves. Les cardiomyocytes atriaux sont de plus petite taille et contiennent en outre des granules.
Tissu conducteur.
Le tissu conducteur constitue l’élément de contrôle du fonctionnement du cœur, constitué de tissu cardionecteur et de tissu nerveux. Le tissu cardionecteur est un tissu de conduction spécifique au cœur et qui organise son fonctionnement, c’est-à-dire la séquence de contraction coordonnée des différentes parties du cœur. Il est regroupé notamment en deux amas ou nœuds, situés dans la paroi de l’oreillette droite. Il existe également un réseau de tissu cardionecteur reliant ces structures à l’ensemble du myocerde. Le tissu nerveux module le fonctionnement du tissu cardionecteur, et peut également agir directement sur le myocarde. Les terminaisons nerveuses sont situées dans le tissu conjonctif à proximité des diverses cellules, mais il n’y a pas de jonctions spécifiques.
Le saviez-vous ?
Le cœur est le 1° des organes à se développer. Il est nécessaire à l’embryon dès la 3° semaine de gestation pour perfuser les tissus, il commencera donc à battre avant même d’avoir acquis sa forme définitive. Le cœur dérive des angioblastes. A la 3° semaine, des cellules épiblastiques vont traverser le nœud de Hensen et se rassembler au niveau de la zone cardiogénique.
Cette zone cardiogénique est très antérieure, elle se situe à l’apex de l’embryon. C’est avec le développement du système nerveux qui va pousser l’embryon à se recroqueviller, que la zone cardiogénique sera rejetée en dedans et trouvera sa place au niveau de la future gorge de l’embryon. Le cœur devra donc migrer ensuite de la gorge vers sa position définitive dans le médiastin.
Circulation du sang.
Le septum évite le passage direct du sang. Les valves assurent le passage unidirectionnel coordonnée du sang depuis les atria vers les ventricules. Le cœur droit est dit veineux (ou segment capacitif), et le cœur gauche est dit artériel (ou segment résistif). Les parois des ventricules sont plus épaisses, et leur contraction est plus importante pour la distribution du sang contre la résistance artérielle.
Du sang appauvri en oxygène par son passage dans le corps entre dans l’atrium droit par trois veines, la veine cave supérieure (vena cava superior), la veine cave inférieure (vena cava inferior) et le sinus coronaire. Le sang passe ensuite vers le ventricule droit. Celui-ci pompe vers les poumons par l’artère pulmonaire.
Après avoir perdu son dioxyde de carbone dans les poumons et s’y être pourvu de dioxygène, le sang passe par les veines pulmonaires vers l’oreillette gauche. De là le sang oxygéné entre dans le ventricule gauche. Celui-ci est la chambre pompante principale, ayant pour but d’envoyer le sang par l’aorte vers toutes les parties du corps.
Le ventricule gauche est biene plus massif que le droit parce qu’il doit exercer une force considérable pour forcer le sang à traverser tout le corps contre la pression corporelle, tandis que le ventricule droit ne dessert que les poumons.
Contraction.
Le cœur est un muscle qui a donc la faculté de se contracter. La contraction musculaire du myocarde est comparable à la contraction du muscle squelettique à quelques différences près. Par exemple, à la différence du muscle squelettique, qui a besoin d’un stimulus nerveux, le muscle cardiaque s’excite lui-même ; il est dit myogénique.
Rôle du tissu cardionecteur.
La séquence rythmique des contractions est coordonnée par une dépolarisation (inversion de polarité électrique de la membrane par passage actif d’ions à travers celle-ci) du nœud sinusal ou nœud de Keith et Flack (nodus sinuatrialis) situé dans la paroi supérieure de l’atrium droit. Le courant électrique induit, de l’ordre du millivolt, est transmis dans l’ensemble des oreillettes et passe dans les ventricules par l’intermédiaire du nœud atrio-ventriculaire (nœud d’Aschoff Tawara).
Il se propage dans le septum par le faisceau de His, constitué de fibres spécialisées appelées fibres de Purkinje et servant de filtre en cas d’activité trop rapide des oreillettes. Les fibres de Purkinje et servant de filtre en cas d’activité trop rapide des oreillettes. Les fibres de Purkinje sont des fibres musculaires spécialisées permettant une bonne conduction électrique, ce qui assure la contraction simultanée des parois ventriculaires. Ce système électrique explique la régularité du rythme cardiaque et assure la coordination des contractions auriculo-ventriculaires. C’est cette activité électrique qui est analysée par des électrodes posés à la surface de la peau et qui constitue l’électrocardiogramme ou ECG.
Cycle cardiaque.
La fréquence cardiaque au repos est de 60 à 80 battements par minute, pour un débit de 4 ?5 à 5 litres de sang par minute.
Au total, le cœur peut battre plus de 2milliards de fois en une vie. Chacun de ses battements entraîne une séquence d’événements collectivement appelés la révolution cardiaque. Celle-ci consiste en trois étapes majeures : la systole auriculaire, la systole ventriculaire et la diastole :
1° Au cours de la systole auriculaire, les oreillettes se contractent et éjectent du sang vers les ventricules (remplissage actif). Une fois le sang expulsé des oreillettes, les valves aurico-ventriculaires entre les oreillettes et les ventricules se ferment. Le sang continue tout de même à affluer dans les oreillettes. Ceci évité un reflux du sang vers les oreillettes. La fermeture de ces valves produit le son familier du battement du cœur.
2° La systole ventriculaire implique la contraction des ventricules, expulsant le sang vers le système circulatoire. En fait, dans un premiers temps, très bref, les valvules sigmoïdes sont fermées. Dès que la pression à l’intérieur des ventricules dépasse la pression artérielle, les valvules sigmoïdes s’ouvrent. Une fois le sang expulsé, les deux valves sigmoïdes – la valve pulmonaire à droite et la valve aortique à gauche – se ferment.
Ainsi le sang ne reflue pas vers les ventricules. La fermeture des valvules sigmoïdes produit un deuxième bruit cardiaque plus aigu que le premier. La pression sanguine augmente.
3° Enfin, la diastole est la relaxation de toutes les parties du cœur, permettant le remplissage (passif) des ventricules (plus de 80% du remplissage dans les conditions usuelles), par les oreillettes droite et gauche et depuis les veines cave et pulmonaire. Les oreillettes se remplissent doucement et le sang s’écoule dans les ventricules.
Le cœur au repos passe un tiers du temps en systole et deux tiers en diastole. L’expulsion rythmique du sang provoque ainsi le pouls.
Régulation du rythme.
Si les contractions rythmiques se produisent spontanément, leur fréquence peut être affectée par des influences nerveuses ou hormonales telles l’exercice ou la perception de danger.
Rôle du système nerveux.
La puissance et la fréquence des contractions sont modulées par des centres du système nerveux autonome situés dans le bulbe rachidien, par le biais de nerfs cardio-modérateur et cardio-stimulateur. Ces centres nerveux sont sensibles aux conditions sanguines : pH, concentration en dioxygène.
Rôle des hormones.
Les hormones telles que l’adrénaline et la noradrénaline (hormones du système adrénergique ou sympathique) ou les hormones thyroïdiennes (T3) favorisent la contractilité. Le système sympathique en plus de son action directe sur le cœur va provoquer une dilatation des artères coronaires qui vascularisent le cœur permettant alors une augmentation du débit sanguin dans le muscle cardiaque. Le système sympathique va également augmenter la fréquence cardiaque, contribuant également à la majoration du débit.
Ces hormones agissent par l’intermédiaire de récepteurs qui sont de deux types pour le système sympathique : les récepteurs alpha et les récepteurs bêta. La stimulation des récepteurs alpha peut entraîner l’apparition des troubles du rythme (extrasystoles). La stimulation des récepteurs bêta comporte l’accélération du rythme cardiaque, l’augmentation de l’excitabilité et de la contractilité myocardique.
Il existe actuellement des substances chimiques capables de stimuler ou d’inhiber séparément ces 2 types de récepteurs et qui peuvent être utilisées comme médicaments. Les plus utilisées sont bêta-stimulantes comme l’isoprénaline ou bêta-bloquantes, comme le propanolol, l’acébutolol… D’autres substances agissent sur les deux types de récepteurs en les stimulant, comme l‘adrénaline.
Bibliographie
(1) « Le cœur », sur la page internet « Wikipédia ».