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Débit cardiaque

Détails: Catégorie : Physiologie; Affichages : 27183

Le débit cardiaque est le volume de sang éjecté par minute par chaque ventricule.
Il dépend de deux facteurs: la fréquence cardiaque (nombre de battements cardiaques par minutes) et du volume d'éjection systolique. Le débit cardiaque est le même a droite et à gauche. Il est le même en tout point du circuit.

Débit cardiaque et facteurs de variation

Le volume d’éjection systolique

Le volume d’éjection systolique est de 80ml en moyenne.Il est très variable en fonction des individus car il dépend de :

L’aptitude physique.
L’entraînement de l’individu.
La force de contraction.
La quantité de sang au moment de l’éjection c’est à dire du volume télédiastolique.

Quand un sujet est très apte, entraîné, son cœur est musclé, gros, sa paroi plus épaisse. Son volume télédiastolique augmente donc, pouvant aller jusqu’à 200-250 ml. Ainsi le volume d’éjection systolique au repos est égal à 100ml voire 120ml et même pouvant atteindre dans les cas extrêmes 180ml.

Fréquence cardiaque

C’est le nombre de battements par minute. Elle est due à l’automatisme. Le nombre de battements est régulé par le tissu nodal lui-même régulé par le système nerveux végétatif.

Pour un sujet sédentaire: le débit cardiaque est de 5,6l/min.

70 x 0,08=5,6

Soit le même sujet entraîné : au repos il aura le même débit cardiaque (en effet les besoins sont les mêmes au repos).

Avec l’entraînement la fréquence cardiaque diminue car le volume d’éjection systolique augmente.

56 x 0,1=5,6

L’intérêt d’une fréquence cardiaque basse est que pendant l’entraînement, on fait augmenter la fréquence cardiaque. Il est donc préférable de partir d’une fréquence cardiaque basse de plus le volume d’éjection systolique augmentant la vascularisation sera meilleure.

A l’inverse, si le débit cardiaque est multiplié par 2 la fréquence chez le sujet sportif est moins élevée.

Il existe cependant une fréquence cardiaque maximale qui correspond au temps minimum diastolique pour remplir le cœur.

fréquence cardiaque maximale = 220 - âge

La période cardiaque est de 84/100^ème de seconde. Ainsi si la fréquence cardiaque augmente alors la période diminue et le temps de diastole est raccourcit (on ne peut pas trop jouer sur la systole). Il y a donc une fréquence cardiaque maximale au delà de laquelle le temps sera insuffisant pour remplir le ventricule.

Remarque: Si en pathologie, le cœur bat à 300 battements par minutes il faut vite le ralentir sinon la personne mourra.

Mesure du débit cardiaque

Méthode

Elle est imparfaite en ce qui concerne le débit cardiaque instantané, car il faudrait le mesurer à la sortie du cœur au niveau de l’aorte. Chez l’animal il est mesuré mais à thorax ouvert, pratique non utilisée chez l’homme!

On peut, par contre, mesurer le débit cardiaque moyen par diverses méthodes dont celle de référence est basée sur le principe de Fick.

Ainsi le débit d’un organe est :

D = [X]_échangée/( [X] _sortie- [X] _entrée)

Autrement dit, une substance entre avec une concentration [X]. si une partie est ajoutée alors [X]_sortiesera différente.

Application : (le principe sera applique â la circulation pulmonaire plus précisément â l’0₂:

[0₂]_échangée 250ml/min
[0₂]_entrée = [O₂]_{sang veineux} = 15ml/100ml
[0₂]sortie -[O₂] artériel = 20ml/min
D = 250/(20-l5)= 5l/min

Cette méthode n’est pas simple car elle nécessite la pose d’un cathéter dans l’artère pulmonaire, dans une artère périphérique et l’utilisation d’un masque pour mesurer la consommation en 0₂.

Il y a donc d’autres méthodes plus simples mais approximatives et non référentielles.

Résultats et variations.

Le débit cardiaque est de 5 à 6l par minute en moyenne mais il existe des variations :

En fonction des individus entre eux

Selon la morphologie.
Plus on est grand. plus on est gros. et plus le débit cardiaque augmente. On rapporte donc le débit cardiaque à la surface corporelle qui gomme l’effet morphologique. On obtient l’index cardiaque.
Selon le sexe. L’homme a un débit cardiaque supérieur à celui de la femme, mais ceci ne serait du qu’à des variations morphologique (la femme étant en général plus petite et plus mince que l’homme).En effet l’index cardiaque est le même.
Selon l’âge, il y a diminution progressive du débit cardiaque.

Chez un même individu selon

.La situation physiologique : pendant la grossesse: le débit cardiaque augmente à partir de la 12^ème semaine pour atteindre 30% d’augmentation à partir de la 30^ème semaine.
La position : le débit cardiaque augmente quand on est couché, avec une différence de 10 à 20% selon les sujets.
La digestion : le débit cardiaque augmente de 10 â 30%selon le repas (10% pour le petit déjeuner; 20% pour un repas normal).
Thermorégulation : on peut multiplier le débit cardiaque par 2 ou 3.
Stress : on peut multiplier le débit cardiaque par 2 ou 3.
L’exercice musculaire: on peut multiplier le débit cardiaque par 5 ou 6.

Toutes ces variations sont des adaptations du débit cardiaque face à des situations différentes. Les mécanismes permettant cette régulation sont nombreux.

Régulation du débit cardiaque et adaptation:

Régulation nerveuse

Elle est liée au système nerveux végétatif et peut jouer sur le volume d’éjection systolique, la fréquence cardiaque ou les deux..

Para sympathique

Par ses actions chromotrope négative et dromotrope négative. il a tendance a diminuer la fréquence cardiaque et donc a diminuer le débit cardiaque.

Il n’y a pas d’innervation para sympathique au niveau du ventricule: le parasympathique influence donc très peu le volume d’éjection systolique.

Orthosympathique

Par ses action chromo et dromotrope positives, il accélère la fréquence cardiaque et augmente le débit cardiaque.

De plus ses 6 nerfs se distribuent à l’ensemble du cœur. Il a donc une action inotrope positive. Il augmente la force de contraction du ventricule et donc le volume d’éjection systolique.

L’orthosympathique est donc très efficace pour augmenter le débit cardiaque. L’action inotrope positive est médiée par des récepteurs β qui favorisent :

.la présence de Ca2⁺ en augmentant l’entrée du Ca2⁺ extérieur et la sortie des réserves du réticulum endoplasmique.

.a glycogénolyse: libération de glucose apportant l’énergie nécessaire à la contraction.

Régulation humorale

Elle est liée à deux types de facteurs.

Les hormones

Les catécholamines de la médullosurrénale.

Il existe un centre adrénalino-sécréteur tenant sous son contrôle des neurones de la moelle épinière dont l’émergence se fait de D4 à L1 et qui vont au niveau de la médullosurrénale. Il y a donc une mise en jeu globale du système nerveux ortho sympathique et de la médullosurrénale ; système neuro-adrénergique.

Les hormones thyroïdiennes.

Elles potentialisent le rôle des catécholamines sur le cœur et l’augmentation du débit cardiaque.

Dans le cas d’une hyperthyroïdie, on a une augmentation de la fréquence cardiaque ; tachycardie.

Dans le cas d’une hypothyroïdie, on a une diminution de la fréquence cardiaque ; bradycardie.

La température.

La température du sang modifie uniquement la fréquence cardiaque.

Elle agit très probablement directement sur le nœud sinusal.

Si la température augmente, la fréquence cardiaque augmente d’environ 10 à 20 battements/minute pour 1°C.

Quand un sujet a de la fièvre, il ya très souvent tachycardie.

Régulation physique

C’est une régulation propre du cœur persistant sur un cœur isolé d’animal. Elle est liée aux propriétés intrinsèques des fibres musculaires myocardiques. Il en existe deux types.

Autorégulation hétérométrique : pré-charge

Il a un changement de longueur des fibres musculaires.

Le cœur est un muscle contenant des fibres musculaires : quand on étire une de ces fibres, elle développe de plus en plus de force de contraction. Si on étire les fibres en télé-diastole, on augmente le volume télé-diastolique et on augmente la force de contraction afin d’éliminer ce surplus de sang.

C’est la loi du cœur de Starling : plus le cœur se remplit, plus il se contracte pour éjecter et éviter le surplus.

On parle de pré-charge car il y a plus de sang avant la systole.

Autorégulation homométrique post-charge

L’autorégulation précédente est physiologique (passage couché- debout). Ici, on crée une striction au niveau de l’aorte par exemple. Au bout d’un ou deux battements, le cœur se contracte plus fort pour vaincre l’obstacle et éjecter tout le sang nécessaire dans la circulation périphérique.

Ceci est lié à la relation charge-vitesse des fibres musculaires avec l’obstacle, les fibres modifient leur vitesse de raccourcissement pour vaincre l’obstacle.

Il n a pas de variation de longueur, d’étirement des fibres. Ceci est lié â la pathologie.