Page 1 Question 132 Partie 1 VersionCréationMise à jourTitreAuteur(s) 101.03.2005Physiopathologie Ischémie MyocardiqueM Baudouy Physiopathologie de l ischémie

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Question 132Partie 1

Version Création Mise à jour Titre Auteur(s)

1 01.03.2005 Physiopathologie Ischémie Myocardique M Baudouy

Physiopathologie de l ’ischémie myocardiquePhysiopathologie de l ’ischémie myocardique

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GénéralitésGénéralités

l ’ischémie est la résultante d ’un déséquilibre entre les apports artériels en Oxygène et substrats d ’une part, et les besoins d ’autre part.

Généralités

PhysiologieCoronaire

AnatomieDébit coron

Facteurs MVO2Métabolisme

Ischémie myocardiqueDéfinitionsSténoses & flux Circonstances Effets Précondition.mnt

Physiopath douleur

Implication/ traitement besoins apports

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Anatomie fonctionnelleAnatomie fonctionnelle

Pôle artériel : Artères : 3 troncs se ramifiant en artérioles capillaires (1 / fibre

myocardique) Collatérales non fonctionnelles + plexus sous-endocardiques

hétérogénéité de vascularisation en profondeur. Pôle veineux

90 % (cavités gauches) par le sinus coronaire Retour dans les cavités droites.

Généralités

Physiologie CoronaireCoronaire




Physiopath douleur


CD CG

TCG

IVA

CX

IVP

D1

AODiamètre moyen : 3,9 mmDominance : 48 %Equilibrée : 34 %

Diamètre moyen : 4,5 mm

Diamètre moyen : 3,7 mmPont myocardique : 18%Contournement de la pointe : 80 %Branches perpendiculaires :Diag & Septales

Diamètre moyen : 3,3 mmDominance : 18 %

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Capillaires : 4000 / mm3 Distance moyenne : 17 µ Rapport capillaire / fibre

myocardique : # 1

Sphincters pré-capillaires : Ouverture à tour de rôle des

unités micro-circulatoires en fonction des besoins métaboliques (réserve coronaire).

Commande des shunts artério-veineux

Mécanisme complexe :ContractionProtusion du noyau

endothélial dans la lumière du capillaire.

Microcirculation épicardique

Microcirculation endocardique

Veine coronaire Artère coronaire

Sphincterspré-capillaires

Shunts artério-veineux

Artère trans-myocardique

Généralités





Physiopath douleur


Anatomie fonctionnelle : microcirculationAnatomie fonctionnelle : microcirculation

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Anatomie fonctionnelle : circulations collatérales (1)Anatomie fonctionnelle : circulations collatérales (1)

Les différents types : Vaisseaux adventiciaux et vasa-vasorum, Trans-auriculaires, artères du nœud sinusal, du nœud A-V, et de

Kugel, Trans-septales, sur versant droit où les pressions sont moindres, Epicardiques, conus, apex, non comprimables par le myocarde, Sous-endocardiques, moins comprimées si ischémie, Extra-coronariennes, peu développées.

Les quatre zones principales Cône pulmonaire Croix du cœur Face postérieure de l ’oreillette droite : Septum : IVA / IVP.

Généralités





Physiopath douleur


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Anatomie fonctionnelle : circulations collatérales (2)Anatomie fonctionnelle : circulations collatérales (2)

Développement Processus doubleProcessus double :

Passif :

– étirement par gradient de pression

– vasodilatation par hypoxieActif :

– Augmentation de l ’épaisseur pariétale (adénosine, hypoxie)

ChronologieChronologie :Exige au moins une semaineContinue sur deux mois,Stable à partir de 6 mois.

Généralités





Physiopath douleur


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Débit coronaireDébit coronaire

Valeur normale : 70 à 90 ml / mn / 100 gr de myocarde.

Mesure difficile : Isotopes en “ labo ” : mesure globale et étude qualitative de

perfusion régionale (Thallium). Thermodilution dans le sinus veineux coronaire en clinique. Mesure de la réserve coronaire par guide doppler intra-coronaire :

pression et/ou flux coronaire au repos et sous vasodilatation pharmacologique.

Généralités


Anatomie Débit coron



Physiopath douleur


AO

CG

CD

Courbe de pression coronaire obtenue par « guide de pression »

Courbes de flux coronaire obtenue par « guide doppler »

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Régulation du débit coronaireRégulation du débit coronaire

Immédiate et adaptée car : Extraction myocardique d’O2 d’emblée maximale (75%).

Facteurs mécaniques : Dc = Pc / Rc (D = Débit, P = Pression, R = Résistances, c = coronaire) Pc = (Pd Aorte – Pd OD) en fait (Pd aorte – Pd VG) intégrées Rôle de l’élévation de la Pd VG au cours de l’insuffisance cardiaque. Relative indépendance par rapport aux variations de la Pao syst. Rc = surtout par compression systolique myocardique :

flux coronarien diastolique à gauche (VG)

flux coronarien systolo – diastolique à droite (VD). Facteurs Neuro-hormonaux : place secondaire

1) Ortho-sympathique : Tonus vasoconstricteur permanent (). Effet vasodilatateur moindre ().

2) Para-sympathique : Effet vasodilatateur possible.

Facteurs métaboliques :

Présents en permanence lors d’ischémie, incomplètement connus. 1) pO2 tissulaire : action directe relaxante sur la fibre musculaire

lisse artériolaire. 2) Adénosine libérée en ischémie par métabolisme de l’ATP par

l’ischémie.

Généralités





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Régulation du débit coronaireRégulation du débit coronaire

Résistances coronaires

Débit coronaire

Pc

Rc

Pc = Pd Ao - Ptd VGPc = Pd Ao - Pd OD

Pression de perfusion

Forces de compressionForces de compressionextra-coronairesextra-coronaires

Facteurs humorauxFacteurs humoraux

Contrôle métaboliqueContrôle métabolique

ContrôleContrôleneurologiqueneurologique

Adénosine

Endothélium

NO - Contrôle myogéniqueAutorégulationAutorégulation

Myocarde

Généralités





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Autorégulation : notion de réserve coronaireAutorégulation : notion de réserve coronaire

Maintien du flux coronaire : pressions de perfusion comprises entre 50 et 130 mm Hg à conditons constantes :

Pression VG Contractilité Fréquence cardiaque

Mécanismes : NO (canaux endothéliaux

pression-dépendants) Contrôle myogénique

Artérioles < 100 µ +++Sous-épicarde +++

50 130 Mm Hg

Généralités




Ischémie myocardiqueDéfinitionsSténoses & flux CirconstancesEffets Précondition.mn

tPhysiopath douleur


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MVO2 : valeurs / évaluationMVO2 : valeurs / évaluation

Taux d ’extraction O2 : le plus haut de l ’organisme. État basal : 65 % Si sténoses coronaires significatives : 85 % Si anémie : 90 %

D. A-V O2 Coronaire : 12 - 20 vol. O2 % Périphérique :4,3 " Rénale : 1,5 "

Consommation O2 / mn = 10 mL / 100 gr / min. ( 60 mL..) Approximation clinique :

Cathétérisme : MVO2 = d A-V. O2 cor x Dc MVO2 = consommation en O2.

– Dc = débit coronaire,– d A-V O2 cor = différence artério-veineuse coronaire en O2

Ergométrie : index Simple produit : PAo systolique (mmHg) x Fc (contractions / mn)Double produit : PAo systolique (mmHg) x Fc (contractions / mn) x

durée systolique (s).

Généralités



Facteurs MVO2Facteurs MVO2Métabolisme

Ischémie myocardiqueDéfinitionsSténoses & flux CirconstancesEffets Précondition.mnt

Physiopath douleur


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Facteurs de consommation d ’O2 par le myocardeFacteurs de consommation d ’O2 par le myocarde

Apports Besoins

Fréquencecardiaque

Contractilité(V max)

Tension systolique pariétale

T 2rPi

e

∆ O2Artério-veineuse

Distribution épi/endocardique du flux coronaire

Débitcoronaire

Généralités



Facteurs MVO2Facteurs MVO2Métabolisme


Physiopath douleur


Les couches sous-endocardiquescouches sous-endocardiques du myocarde sont beaucoup plus sensibles à l ’ischémie que les sous-épicardiques en raison :

- d ’une inhomogénéité de la vascularisation de cette zone, soumise de plus à la compression

- d ’une plus forte contrainte mécanique (> en Insuffisance VG)

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Métabolisme myocardiqueMétabolisme myocardique

Conditions normales : Le métabolisme est essentiellement aérobie

Substrats :60% : acides gras provenant de la lipolyse (uniquement en aérobie)18% : lactates16% : glucose3% : acides aminés3% : corps cétoniques.

Glycolyse anaérobie :anaérobie : 1 mol 2 mol ATPaérobie : 1 mol 32 mol ATP.

Lieux des deux phénomènes :anaérobie : cytoplasmeaérobie : mitochondries.

Généralités



Facteurs MVO2 MétabolismeMétabolisme


Physiopath douleur


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Définitions Définitions

Anoxie Ischémie

Apport d ’O2 insuffisant en dépit

d ’une perfusion adéquate

Apport d ’O2 insuffisant avec

évacuation inadéquate des métabolites du métabolisme anaérobie par réduction de

perfusion.

anémie sévèrehaute altitudeintoxication oxycarbonéecœur pulmonaire sévèrecardiopathies congénitales

cyanogènes

Ischémie de besoins :Sténose coronaire et situation de stress

Ischémie d ’apport :Spasme coronaire et/ou thrombus

Généralités




Ischémie myocardique DéfinitionsDéfinitions

Sténoses & flux CirconstancesEffets Précondition.mnt

Physiopath douleur


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Adaptation du flux coronarien et sténoseAdaptation du flux coronarien et sténose

En absence de sténose : Relation linéaire entre Dc et MVO2 adaptation

En présence de sténose :

significative : diamètre < 50% ou section < 70 % : Flux de repos peu altéré de 85 % de diamètre Flux maximal (effort) à partir de 50% Abolition de l ’adaptation aux besoins à partir de 90 %. Seuil angoreux à l ’effort, au delà duquel le Dc n’augmente plus

(plateau, réserve coronaire). Evaluable par ergométrie (index) Perte de charge liée à :

Sévérité de la sténoseLongueur si importante Rigidité / distensibilitéSymétrie / asymétrieSpasticité de la partie « saine »Présence d ’un thrombus

plaquettaire.Sténose : poucentage de

diamètre

Flux normalisé

Généralités




Ischémie myocardiqueDéfinitions

Sténoses & fluxSténoses & flux CirconstancesEffets Précondition.mnt

Physiopath douleur


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Circonstances de l ’ischémieCirconstances de l ’ischémie

Besoins en O2 MVO2

Travail cardiaque par : Fréquence cardiaque Post-charge (P Ao) Contractilité.

Facteurs favorisants : HVG Hyperthyroïdie / stress.

Apports en O2 (sur sténose coronaire) Facteurs aigus :

spasme coronaire possible, anémie aiguë, hypoxie (altitude…).

Facteurs chroniques favorisants : IAO : de pression de perfusion en diastole + HVG RAO : HVG importante + post-charge ( travail cardiaque syst) + compression

artérioles en systole Spasme coronaire +++

sur lit coronarien sain ou athéromateux secondairement, (phénomène de défense : tachycardie sinusale, HTA..).

Autres mécanismes : thromboses plaquettaires transitoires de déformabilité des hématies dans les capillaires (diabète) vol coronaire par vaisseaux des zones saines avoisinantes..

Généralités




Ischémie myocardiqueDéfinitionsSténoses & flux

CirconstancesCirconstancesEffets Précondition.mnt

Physiopath douleur


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Effets cellulaires de l ’ischémie myocardiqueEffets cellulaires de l ’ischémie myocardique

Métaboliques : production d ’ATP / concentration cytosolique du Ca++ :

« contracture myocardique ischémique »

Fonctionnement en anaérobie : Acidose tissulaire ( des lactates) d ’action des catécholamines Libération d ’acides gras (effets pro-arythmogènes) Sortie de K+ (raccourcissement du PA)

Mécaniques : Diminution de la compliance myocardique Diminution de la contractilité myocardique

force de contraction vitesse de contraction

Électrophysiologiques : du PTM de repos troubles de la repolarisation (ST) de la durée du PA et de la PR

troubles du rythme Diminution de la pente de la phase ascendante du PA

troubles de la conduction Cliniques : douleur thoracique .douleur thoracique .

Généralités




Ischémie myocardiqueDéfinitionsSténoses & flux Circonstances

EffetsEffets Précondition.mnt

Physiopath douleur


T 0

PTM : Potentiel

transmembranaire

PA : Potentiel d ’action

PR : Période réfractaire

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Effets électrophysiologiques cellulaires de l ’ischémie aiguë (1)Effets électrophysiologiques cellulaires de l ’ischémie aiguë (1)

Généralités





Effets Effets Précondition.mnt

Physiopath douleur


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Effets électrophysiologiques cellulaires de l ’ischémie aiguë (2)Effets électrophysiologiques cellulaires de l ’ischémie aiguë (2)

Généralités






Physiopath douleur


Dans une même zone ischémique quelques minutes après occlusion coronaire : inhomogénéité et alternance des PA.

Les variations du cycle (diminution de durée) entraînent une réduction de la durée des PA plus marquée dans la zone ischémique que dans la zone saine.

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Effets mécaniques post-ischémiquesEffets mécaniques post-ischémiques

Sidération Dysfonction myocardique prolongée, post-ischémique, avec retour spontané

plus ou moins rapide à une activité contractile normale. Par définition, après l ’ischémie aiguë, le flux coronaire est redevenu normal. Consommation myocardique en O2 redevenue normale voire augmentée. Dysfonction liée à la séquence ischémie-reperfusion :

Surcharge calcique cellulaire au cours de la phase de reperfusion Perte de sensibilité de protéines contractiles au signal calcique ? Disparition temporaire de protéines sarcomériques régulatrices (troponine C..)

possiblement responsable de la sidération. Nécessité d ’une période de resynthèse utilisant de l ’énergie d ’où possible augmentation de consommation d ’O2.

Hibernation État d ’hypocontractilité chronique réversible si revascularisation satisfaisante

de la zone concernée. Par définition, la vascularisation dépend d ’une artère coronaire sténosée

et/ou d ’une collatéralité juste suffisante à maintenir une viabilité de base. Mécanismes discutés :

sous-perfusion chronique de repos perfusion de repos normale mais avec diminution de réserve coronaire et succession

de sidérations par stress successifs (effort, catécholamines..).

Modifications structurelles du myocarde (dédifférenciation) : Perte de matériel contractile (diminution du nombre de sarcomères), Enrichissement en glycogène et mitochondries.

Généralités






Physiopath douleur


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Préconditionnement :réduction des effets de l ’ischémiePréconditionnement :réduction des effets de l ’ischémie

Préconditionnement Circonstances :

Épisodes peu nombreux d ’ischémie modérée ouÉpisode de courte durée d ’ischémie sévère suivi d ’une reperfusion

complète.

Protection contre les effets (atténués) d ’une nouvelle ischémie sévère.

Ex : en angioplastie coronaire, les signes ECG d ’schémie transmyocardique (sus-décalage du segment ST) sont moins importants aux deuxième gonflage sur le même secteur coronaire.

Protection cependant limitée dans le temps : Mécanismes avancés :

Activation des récepteurs couplés à l ’adénosine ou des récepteurs muscariniques ?

Inhibition de l ’adényl cyclase (par effet antiadrénergique direct) ?Activation des canaux potassiques sensibles à l ’ATP ?Effet de la synthèse de protéine de stress diminuant la sensibilité

tissulaire à l ’ischémie ?

Généralités




Ischémie myocardiqueDéfinitionsSténoses & flux CirconstancesEffets

Précondition.mntPrécondition.mnt

Physiopath douleur


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Physiopathologie de la douleurPhysiopathologie de la douleur

Point de départ : Ischémie Possible rôle intermédiaire des mécanorécepteurs intra-

myocardiques sensibles à la tension.

Cheminement : Chaine :

neurone relais dans la corne postérieure (D1-D5)

selon intensité des stimuli :ascension centres supérieurs ± cortex cérébral (conscience) irradiations sur zones cutanées correspondant à ces racinespassage possible au côté opposé irradiation bilatérale.

Transmission parallèle par le faisceau Paléo-spino-thalamique caractère angoissant et réactions neuro-végétatives.

Facilitation de transmission :

Sensibilisation de certains centres par des influx répétés provenant d ’organes voisins (lithiase biliaire : angor “ intriqué ”).

Élévation du seuil chez le diabétique.

Généralités





Physiopath douleur


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Réduction des besoins myocardiquesRéduction des besoins myocardiques

ß Bloqueurs : FC Post-charge (Ps Ao……HTA) force contractile impact stress adrénergique constriction des territoires sains au profit des territoires ischémiés.

Calcibloqueurs : Prévention du spasme Post-charge (Ps Ao……HTA) FC (certains) contractilité (certains).

Trinitrine : précharge et DC (veino-dilatation et retour veineux) post-charge ( modérée de Pao) contractilité ? action immédiate.

Activateurs des canaux potassiques : Effets proches de la trinitrine

.Amélioration du métabolisme mitochondrial : Trimétazidine.

Généralités




Ischémie myocardiqueDéfinitionsSténoses & flux CirconstancesEffetsPrécondition.mnt

Physiopath douleur

Implication/ traitement besoinsbesoins

apports

Effet dominant du traitement : - diminution du travail cardiaquediminution du travail cardiaque, diminution d ’intensité de l ’ischémie.

Autre effet : - amélioration du métabolismeamélioration du métabolisme myocardique meilleure résistance à l ’ischémie.

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Augmentation des apportsAugmentation des apports

Éviter ou lever un spasme coronarien (angor spontané) : Trinitrine :

Sub-linguale : action démontrée en coronarographie. Bloqueurs des canaux calciques

Modifier le rapport de vascularisation épicarde / endocarde (au profit du sous-endocarde plus sensible à l ’ischémie) :

Béta-bloqueurs ∑.

Éviter la formation de thrombus plaquettaire (angor instable) :

Héparine puis anti-agrégants plaquettaires.

Compensation de toute anémie Traitement des sténoses coronaires :

Angioplastie : ballon + endoprothèse coronaire … “ stent ” ± “ actif ”

Pontages aorto-coronariens artériel et / ou veineux

L’avenir du futur :Stimulation du développement de la collatéralité (VEGF / thérapies

génique et cellulaire....)

Généralités




Ischémie myocardiqueDéfinitionsSténoses & flux CirconstancesEffetsPrécondition.mnt

Physiopath douleur

Implication/ traitement besoins

apportsapports

Les « stents » stents » (endoprothèses) métalliques, peuvent être rendus pharmacologiquement actifs par une couche à libération lente d ’un produit ayant une action propre sur le vaisseau traité, ex : - la RapamycineRapamycine qui diminue le taux et la vitesse de resténose post-angioplastie (diabétique).

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