Le fonctionnement électrique du cœur
On parle alors d’activité électrique du cœur commanditée par une impulsion électrique qui se répand comme une vague dans le muscle cardiaque. Le courant électrique prend naissance dans le nœud sinusal situé dans l’oreillette droite, puis se propage vers le nœud auriculo-ventriculaire, excitant lors de son passage les nombreuses cellules des oreillettes et provoquant ainsi ses contractions.
Traversant ce nœud, le courant progresse dans le faisceau de HIS et dans le réseau rapide de Purkinje jusqu’à la pointe du cœur, provoquant ainsi la contraction des ventricules.
Entre deux battements, le système électrique se recharge tout comme le cœur.
Image : http:/ /www.fedecardio.org
Comment mesurer l’activité électrique du cœur ?
L’examen le plus courant est l’électrocardiogramme. L’électrocardiographie consiste à enregistrer la tension électrique des signaux électriques en plaçant des électrodes à différents endroits du corps (bras droit, bras gauche, jambe gauche).
Les signaux électriques provenant du muscle cardiaque sont recueillis, amplifiés et transcrits sous formes de courbes. Les électrodes sont reliées à un électrocardiographe (machine) qui imprime l’électrocardiogramme sur du papier millimétré, défilant à vitesse constante (25, 50, 100… mm/s). L’électrocardiogramme obtenu permet au médecin de diagnostiquer des maladies du muscle cardiaque ou de l’enveloppe du cœur.
L’électrocardiogramme enregistre une succession de séquences de l’activité électrique du cœur discernant ainsi 5 points particuliers correspondant à des « ondes » :
- L’ « onde » P indique les contractions (dépolarisation) des oreillettes. La repolarisation des oreillettes n’est pas visible sur l’électrocardiogramme car elle se produit en même temps que la contraction ventriculaire.
- L’ « onde » QRS est associée à la contraction des ventricules
- L’ « onde » T indique la repolarisation c’est-à-dire le moment où les ventricules reviennent au repos (diastole) et se remplissent de sang.
L’électrocardiogramme permet également de déceler les troubles du rythme cardiaque appelés arythmies caractérisées par la fréquence cardiaque. On distingue la tachycardie (accélération de la FC) de la bradycardie (ralentissement de la FC) qui peut aller jusqu’à l’arrêt cardiaque.
L’électrocardiogramme permet ainsi de mesurer la fréquence cardiaque, c’est-à-dire le nombre de battements cardiaques par minute.
Comment les oreillettes et les ventricules se contractent-ils ?
Ce sont les stimulations cardiaques (cardiomyocytes), qui permettent l’activité électrique du cœur et donc son fonctionnement. Le tissu nodal (= ensemble de cellules du système cardiaque permettant la contraction musculaire du cœur) est chargé d’assurer la bonne coordination des oreillettes et des ventricules.
Les cardiomyocytes sont présentes à la surface du myocarde. Elles ont la capacité de se dépolariser (= se contracter) de manière spontanée à la suite d’une excitation. Si cette dernière atteint un seuil d’excitabilité suffisant, elle engendre des potentiels d’actions qui se propagent jusqu’aux muscles des parois des cavités du cœur. Dans le cas de l’activité cardiaque, la contraction musculaire a lieu seulement en présence abondantes d’ions Ca2+.La stimulation électrique n’étant pas permanente, les cellules se repolarisent : elles reviennent au repos quelques millisecondes plus tard, c’est ce qu’on appelle le potentiel de repos.
1/ La Dépolarisation
A) Le potentiel de repos :
Au repos, la cellule est dite polarisée. En effet, il existe un équilibre résultant de la répartition des ions organiques (Ca2+ K+, Na+) et d’autres molécules organiques de part et d’autre de la membrane cellulaire.
Ce qui découle d’une charge négative à l’intérieur de la cellule, et d’une charge positive à l’extérieur.
B) Le potentiel d’action :
La cellule reçoit une DDP (Différence de Potentiel Electrique) lors de l’envoi d’une stimulation électrique. Si la DDP n’atteint pas la valeur d’un certain seuil d’excitabilité, aucun canal ionique ne s’ouvrira : on les appelle des canaux voltage-dépendants.
Au contraire, comme nous le montre le schéma, le canal sodique s’ouvre avant le canal calcique quand les ions Na2+ ont une valeur d’excitabilité inférieure à celle des ions Ca2+. Ainsi, les ions Na+ entrent en masse, augmentant au passage la valeur de la DDP. La somme des ions positifs à l’intérieur devient plus grande que la somme des anions et inversement pour l’extérieur.
Par conséquent, la cellule est dépolarisée : l’extérieur devient négatif tandis que l’intérieur positif.
2/ La Repolarisation
La repolarisation à lieu après une dépolarisation.
C’est lorsqu’une cellule revient à son potentiel électrique de base par le biais d’une modification de ses charges électriques.
Cette dépolarisation permet l’ouverture des canaux de calciques après que la DDP ait franchi le seuil d’excitabilité. De nombreux ions Ca2+ entrent dans la cellule ainsi que ceux libérés par le réticulum sarcoplasmique ( réseau de tubules membranaires souvent interconnectées dispersés dans tout le cytoplasme des cellules).
Ce dernier est le lieu de stockage interne des ions Ca2+ contenu dans la cellule à l’arrivée de la dépolarisation cellulaire. La suppression de l’effet inhibiteur de la protéine troponine est due à l’entrée du calcium. Cette protéine permet la liaison myosine-actine et permet ainsi la contraction musculaire du myocarde.
A l’extérieur, la somme des cations est plus grande que celle des anions. Tandis qu’à l’intérieur, la somme des anions est plus grande que celle des cations : la cellule est repolarisée.
Définition :
Anion Ion Négatif
Cation Ion Positif
3/ Le retour à la normale
Les canaux potassiques (orifice permettant le transport de l'ion potassium à travers les membranes des cellules) se referment immédiatement, les pompes agissent pour rééquilibrer les charges des ions Na+ et K+ de part et d’autre de la cellule.
Quant aux ions Ca2+, ils sont à nouveau remplacés dans le réticulum sarcoplasmique par une protéine appelée Ca2+-ATPase (protéine transmembranaire) et par un anti porteur Na+/Ca2+.
Une nouvelle stimulation est désormais possible et donc une nouvelle contraction.
