Cœur
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1. Ventricule gauche. 2 Sillon inter-ventriculaire avec artères coronaires. 3 Ventricule droit. 4 Tissu graisseux. 5 Artère pulmonaire. 6 ligamentum arteriosum. 7 artère aorte. 8 truncus brachiocephalicus. 9 arteria subclavia sinistra. 10 oreillette droite. 11 oreillette gauche. 12 Tissu graisseux. 13 Veines pulmonaires.
Le cœur est un organe creux et musculaire qui assure la circulation du sang en pompant le sang par des contractions rythmiques vers les vaisseaux sanguins et les cavités du corps d'un animal. L'adjectif cardiaque veut dire « qui a rapport avec le cœur » ; il vient du mot grec cardia, « cœur », de la racine indo-européenne kērd.
Le cœur est le « moteur », la pompe du système circulatoire.
Sommaire |
Anatomie humaine
Morphologie
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Dans le corps humain, le cœur se situe dans le médiastin antéro-inférieur, 2/3 à gauche et 1/3 à droite de la ligne médiane. C'est la partie médiane de la cage thoracique délimitée par les deux poumons, le sternum et la colonne vertébrale. Il se trouve un peu à gauche du centre du thorax, en arrière du sternum, sur le diaphragme. C'est un organe creux mû par un muscle, le myocarde, et enrobé par le péricarde (pericardium) et l'endocarde ; il est entouré par les poumons.
Le cœur mesure de 14 à 16 cm et son diamètre est de 12 à 14 cm. Sa taille est d'environ 1,5 fois la taille du poing de la personne. Un peu moins gros chez la femme que chez l'homme, il mesure en moyenne chez celui-ci 105 mm de largeur, 98 mm de hauteur, 205 mm de circonférence. Le cœur d'un adulte pèse de 300 à 350 grammes. Ces dimensions sont souvent augmentées dans les affections cardiaques. Il consiste en quatre chambres, appelées cavités cardiaques : les atria ou oreillettes en haut, et les ventricules en bas. Chaque jour, le cœur pompe l'équivalent de 8 000 litres de sang pour un équivalent de 100 000 battements cardiaques.
Un mur musculaire épais, le septum atrio-ventriculaire, divise l'atrium et le ventricule gauche de l'atrium et le ventricule droit, évitant le passage de sang entre les deux moitiés du cœur. Des valves entre les oreillettes et les ventricules assurent le passage unidirectionnel coordonné du sang depuis les atria vers les ventricules. L'organe central de la circulation sanguine est, en réalité, composé de deux cœurs accolés l'un à l'autre, mais cependant totalement distincts l'un de l'autre : un cœur droit dit veineux (ou segment capacitif), et un cœur gauche dit artériel (ou segment résistif).
Les ventricules cardiaques ont pour fonction de pomper le sang vers le corps ou vers les poumons. Leurs parois sont plus épaisses que celles des atria, et la contraction des ventricules est plus importante pour la distribution du sang.
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 le pompe vers les poumons par l'artère pulmonaire (arteria pulmonalis).
Après avoir perdu son dioxyde de carbone aux poumons et s'y être pourvu de dioxygène, le sang passe par les veines pulmonaires (venae pulmonales) 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 (aorta) vers toutes les parties du corps sauf les poumons.
Le ventricule gauche est bien 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.
Système valvulaire
Vascularisation
Le cœur est vascularisé par les artères coronaires (dont la circulation est dite diastolique) gauche et droite (arteriae coronariae), naissant précocement dans l'isthme aortique.
Le retour veineux s'effectue par la grande et la moyenne veine du cœur, s'abouchant dans le sinus coronaire.
Anatomie comparée
Structure
La structure du cœur des autres mammifères et des oiseaux est semblable à celle de l'homme avec ses quatre chambres.
Les amphibiens ont un cœur à trois chambres, comme la grenouille par exemple. Les poissons ont un système circulatoire simple plutôt que double, ainsi qu'un cœur à deux chambres. Les cœurs des arthropodes et des mollusques n'ont qu'une seule chambre.
Fréquence cardiaque
Des 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.
Quelques fréquences cardiaques en fonction des espèces :
| Baleine grise | 9 fois par minute |
| Phoque commun | 10 fois par minute (plongeant) 140 fois par minute (sur terre) |
| Éléphant | 25 fois par minute |
| Être humain | 60-120 fois par minute |
| Moineau | 500 fois par minute |
| Musaraigne | 600 fois par minute |
| Oiseaux-mouches | jusqu'à 1 200 fois par minute en vol pour certaines espèces |
Il existe aussi un lien entre la longévité moyenne dans une espèce et la fréquence cardiaque dans cette espèce. Les espèces à cœur lent ont habituellement une plus grande longévité[1].
Histologie
Le cœur est un muscle creux dont les cellules, les cardiomyocytes sont polynucléées. Le système valvulaire est fibreux et acellulaire. L'intérieur des cavités cardiaques est tapissé d'endocarde, un épithélium vasculaire. La surface du cœur est recouverte d'épicarde, sous lequel cheminent les artères coronaires, les veines du cœur et les fibres nerveuses innervant le muscle.
Embryologie
Physiologie
Cycle cardiaque
Diastole et
Systole auriculaire
Systole ventriculaire
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 2 milliards 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 :
- 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 auriculo-ventriculaires entre les oreillettes et les ventricules se ferment. Le sang continue tout de même à affluer dans les oreillettes. Ceci évite un reflux du sang vers les oreillettes. La fermeture de ces valves produit le son familier du battement du cœur.
- La systole ventriculaire implique la contraction des ventricules, expulsant le sang vers le système circulatoire. En fait, dans un premier 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.
- 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 1/3 du temps en systole et 2/3 en diastole.
L'expulsion rythmique du sang provoque ainsi le pouls.
Régulation du rythme cardiaque
Automatisme cardiaque
Le muscle cardiaque est 'myogénique'. Ceci veut dire qu'à la différence du muscle squelettique, qui a besoin d'un stimulus conscient ou réflexe, le muscle cardiaque s'excite lui-même. Les contractions rythmiques se produisent spontanément, bien que leur fréquence puisse être affectée par des influences nerveuses ou hormonales telles l'exercice ou la perception de danger.
La séquence rythmique des contractions est coordonnée par une dépolarisation (inversion de la 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 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 posées à la surface de la peau et qui constitue l'électrocardiogramme ou ECG.
Régulation par le système nerveux central
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.
Régulation hormonale
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.
Exploration
Explorations électrophysiologiques
- L'électrocardiogramme à 12 dérivations est l'examen de base permettant d'explorer le rythme cardiaque.
- Le Holter ECG est un enregistrement de l'activité électrique du cœur, généralement sur une période de 24 heures, destiné à détecter des troubles du rythme paroxystiques.
- L'exploration électrophysiologique endocavitaire est un examen invasif recherchant des voies de condution aberrantes.
Imagerie
- L'échographie cardiaque, réalisée en trans-thoracique ou en trans—œsophagien, permet l'exploration morphologique du cœur, avec analyse de la fonction contractile et des valves cardiaques.
- La coronarographie est un examen invasif explorant le réseau coronaire à la recherche de sténoses.
- Le coroscanner est un examen tomodensitométrique avec injection de produit de contraste permettant l'exploration non invasive du réseau coronaire, principalement en cas de contre-indications à la coronarographie.
- L'IRM cardiaque est l'examen radiologique de référence pour l'exploration du muscle cardiaque lui-même, principalement pour les tumeurs cardiaques.
Biologie
- La troponine est une enzyme cardiaque dont l'élévation reflète une souffrance du muscle cardiaque.
- Le NT pro-BNP est une hormone sécrétée par l'oreillette gauche, dont l'élévation est reliée à une insuffisance cardiaque gauche.
Pathologie
Pathologies de surcharge et ischémiques
- La maladie coronarienne est une maladie des artères coronaires qui prive le muscle cardiaque d'oxygène. Réversible, elle peut causer une douleur thoracique sévère appelée angine de poitrine (angina pectoris). L'occlusion aiguë d'une artère provoque la nécrose des cellules du muscle cardiaque (infarctus du myocarde). Le traitement peut en être médical, par angioplastie per-cutanée réalisée lors d'une coronarographie, ou chirurgical, par pontage aorto-coronarien.
Pathologies dégénératives
- les valvulopathies cardiaques : atteinte des valves se manifestant parfois par un « souffle au cœur ».
Pathologie infectieuse
- L'endocardite est une infection bactérienne touchant l'endocarde et le système valvulaire.
- Les myocardites sont des atteintes virales du myocarde, altérant sa fonction contractile.
Troubles du rythme
- L'arythmie du cœur est une irrégularité du battement du cœur. Un trouble de conduction entraîne une bradycardie (ou cœur trop lent).
- Des symptômes cardiaques tels que précordialgies (douleurs dans la région du cœur) ou palpitations peuvent aussi apparaître sur un cœur sain, on parle d'éréthisme cardiaque. Il s'agit d'une hyperexcitabilité du cœur due à une hyperactivité du système nerveux sympathique. Cette situation peut être organique et non pathologique, mais peut également révélé un état de stress, une hyperthyroïdie ou une prise de toxique[2].
Malformations congénitales
Les malformations simples les plus fréquemment observées sont les communications interatriales et les communications interventriculaires.
Pharmacopée
Les bêta-bloquants sont des drogues qui ralentissent le battement du cœur et réduisent les besoins du cœur en oxygène. La nitroglycérine et d'autres composés qui émettent l'oxyde nitrique sont utilisés dans le traitement des maladies cardiaques parce qu'ils provoquent la dilatation des vaisseaux coronaires.
Transplantation
La première [tTransplantation cardiaque]] fut effectuée à l'hôpital Groote Schuur au Cap (Afrique du Sud) le 3 décembre 1967. Lewis Washkansky, 53 ans, reçut un cœur d'une jeune femme morte dans un accident routier. Il mourut 18 jours plus tard de pneumonie. L'équipe chirurgicale fut dirigée par Christiaan Barnard. En France, Emmanuel Vitria vécut de 1968 à 1987 avec un cœur greffé.
Arrêt cardio-circulatoire
L'arrêt cardiaque est une urgence médicale absolue. Il se manifeste par un état dit de « mort apparente » :
- inconscience : c'est-à-dire l'absence de réaction à la douleur ou à un ordre verbal simple,
- l'arrêt de la respiration, que l'on peut constater en observant l'absence de mouvement de la poitrine et l'absence de tout bruit respiratoire,
- et abolition des pouls, en particulier, carotidien (ce point ne constitue pas un élément fiable : avec le stress, la personne cherchant à prendre le pouls sent parfois son propre pouls au bout des doigts).
Dans 90 % des morts subites de l'adulte, le cœur est en fibrillation ventriculaire. Lorsque l'on est face d'un tel cas, il faut immédiatement appeler les secours puis commencer immédiatement la réanimation cardio-respiratoire en attendant les secours, afin d'améliorer les chances de survie qui reposent sur une prise en charge médicale très rapide pouvant permettre une défibrillation précoce.
Médias
- Modélisation du cycle cardiaque (animation Flash).
- [vidéo]Vidéos d'échocardiographie, de l'université de Grenoble
Abord chirurgical
L'abord chirurgical permettant la meilleure exposition du cœur est la sternotomie médiane. Des abords mini-invasifs par thoracotomie sont également développés.
Historique et symbolique
Antiquité égyptienne
En Égypte antique, le jugement de l'âme avait pour but d'évaluer la moralité d'un individu durant sa vie, en comparant le poids de son cœur avec une plume d’autruche (symbolisant Maât).
Antiquité gréco-romaine
Les traités d'anatomie de l'époque considéraient le cœur comme le siège des émotions, des passions, de la volonté, du courage, de la pensée, de l'intelligence et de la mémoire (d'où l'expression "Apprendre par coeur").
Aristote (IVe siècle av. J.-C.) lui a attribué ce rôle, tandis que Galien (IIe siècle) situait plutôt ces fonctions dans le cerveau.
Moyen-Âge occidental
Le Moyen Âge a longtemps hésité entre ces deux conceptions. Turisanus a nié au cœur le statut de faculté issue d’une puissance de l’âme [3].
Ce n'est qu'à partir du XVIIIe siècle que le cœur commence à être détrôné définitivement de sa fonction de siège des sensations, avec les travaux de François Joseph Gall, puis de François Broussais sur le cerveau.
Découverte de la circulation sanguine
Le médecin arabe Ibn Al-Nafis Damishqui (1210—1288) a été le premier scientifique à émettre l'hypothèse de la circulation sanguine. Trois siècles plus tard, en Angleterre, William Harvey redécouvrira la circulation sanguine.
Symbolique contemporaine
Le cœur est le symbole de l'amour : on donne de façon métaphorique son cœur à la personne que l'on aime pour lui signifier qu'on lui confie sa vie. Ceci provient probablement de l'accélération cardiaque provoquée par l'émoi (le stress) lorsque l'on pense à l'être aimé (du fait de l'élévation de la pression artérielle, on sent battre le cœur dans sa poitrine, le cœur « bat la chamade »).
En fait, le mot cœur désigne plus largement ce qui se trouve au centre (le cœur du problème, au cœur de la nuit….Il est ainsi important de comprendre que quand certains auteurs orientaux parlent du cœur de l'homme, ces auteurs parlent du centre de l'homme centre de gravité, ou hara situé 2 travers de doigts sous le nombril et non pas du cœur-organe). Le cœur est symboliquement attaché à tout ce qu'il y a de plus important, de plus essentiel ; nous avons autant besoin de nos poumons que de notre cœur pour vivre, mais il semblerait que ce dernier soit cependant infiniment plus important dans notre inconscient puisqu'il a acquis une place primordiale dans notre langue en représentant l'amour, la générosité, la franchise, le courage…
Dans la religion catholique, le Sacré-Cœur est le Cœur royal de Jésus-Christ.
Notes et références
- Résultats d'une étude chez l'homme (et discussion contradictoire)
- Sémiologie clinique - p62. Par Jean Bariéty,Jean Bariéty, Gilles Grateau, Loïc Capron,Loïc Capron,Gilles Grateau. Elsevier Masson, 2009 - 503 pages.
- Voir les actes du colloque international (15-18 novembre 2000) Le cœur de l'Antiquité au XVIIIe siècle. Physiologie, mystique, images
