EXPLICATION SUPPLÉMENTAIRE 2
L'EXCITATION ET LA CONDUCTION DANS LE CŒUR

Un cœur isolé, hors de l'organisme, mais maintenu dans des conditions appropriées, continue à se contracter à la fréquence moyenne de 100 battements par minute. Une caractéristique du cœur est donc son auto-excitabilité, ou sa capacité à produire spontanément, de façon rythmée, des influx électriques responsables de ses contractions. Même si le cœur est innervé par le système nerveux autonome, ce ne sont pas les neurones de ce système qui provoquent la contraction du muscle cardiaque ; le système nerveux autonome ne fait qu'augmenter ou réduire le temps requis pour compléter un cycle cardiaque (un battement).

Il en est de même pour les hormones et autres produits chimiques qui circulent dans le sang ; ces divers produits influencent continuellement l'activité spontanée du myocarde en l'accélérant ou en le ralentissant.

Excitation

À l'instar des cellules musculaires squelettiques et des neurones du système nerveux, les cellules du myocarde sont électriquement polarisées à cause d'une distribution inégale des charges électriques de chaque côté de leur membrane cellulaire. Au repos (quand il n'y a pas de contraction) l'intérieur de la cellule est chargé négativement, tandis que l'extérieur est chargé positivement ; également, la pompe au sodium de la membrane rejette activement les ions Na⁺ à l'extérieur de la cellule et fait pénétrer les ions K⁺ à l'intérieur de la cellule. Cet état caractérise le potentiel de repos. Ce potentiel de repos est d'environ –85 mv (millivolts), le signe « – » signifiant que l'intérieur de la cellule est négatif par rapport à l'extérieur de la cellule. Au repos, la cellule est donc polarisée.

Quand la cellule du muscle cardiaque est excitée, il y a dépolarisation de la membrane cellulaire, c'est-à-dire qu'il se produit une inversion de polarité causée par une entrée d'ions Na⁺ dans la cellule et une sortie d'ions K⁺. Cependant, comme il entre beaucoup plus d'ions Na⁺ qu'il ne sort d'ions K⁺, il en résulte une élévation de potentiel de –85 mv à –40 mv (à cause de l'entrée nette d'ions positifs). Ce potentiel de –40 mv représente le seuil d'excitabilité de la cellule. Quand ce seuil est atteint, il se produit une dépolarisation rapide de la cellule jusqu'à +20 mv à cause d'une entrée massive d'ions Na⁺ : c'est le potentiel d'action, responsable de la contraction de la cellule. Après quoi, la pompe au sodium rétablit le potentiel de repos en rejetant activement les ions Na⁺ vers l'extérieur, provoquant ainsi la repolarisation de la cellule à –85 mv.

Cependant, dans la paroi antérosupérieure de l'oreillette droite, près de l'orifice de la veine cave supérieure, se trouve une petite masse ovoïde de cellules spécialisées appelée « nœud sinusal » (nœud SA). Les cellules sinusales se dépolarisent spontanément environ 100 fois à la minute. Cette dépolarisation tient au fait que les cellules du noeud SA ont un potentiel de repos de –55 mv (au lieu de –85 mv). De plus, la théorie la plus largement acceptée en ce moment veut que la dépolarisation spontanée du noeud SA soit dû à une réduction de la perméabilité de la membrane au K⁺; par conséquent, comme la perméabilité au Na⁺ ne change pas et que le Na⁺ continue de diffuser lentement dans la cellule, l'intérieur de la membrane devient de moins en moins négatif et le potentiel de membrane passe de –55 mv à –40 mv (figure 1). Lorsque le seuil d'excitation (-40mV) est atteint, les canaux du calcium et du sodium s'ouvrent et permettent l'entrée du Ca ²⁺ et du Na⁺; le potentiel d'action se produit et engendre un influx qui se propage à toutes les cellules adjacentes, provoquant ainsi leur contraction musculaire.

Le rythme des contractions cardiaques est donc déterminé par la fréquence de décharge du nœud SA. C'est la raison pour laquelle le nœud SA est appelé le stimulateur cardiaque (pacemaker). Cependant, le nœud SA est soumis à l'activité du système nerveux autonome ; ainsi, la fréquence spontanée du nœud SA qui est de 100 est réduite à 75 en moyenne chez un individu au repos.

Conduction

Les fibres musculaires du nœud SA se fusionnent avec les cellules du muscle auriculaire et plus spécialement avec quatre bandes de cellules spécialisées, appelées « voies internodales », qui propagent l'excitation (le potentiel d'action) plus rapidement que le reste du muscle auriculaire. Une de ces bandes transmet l'excitation à l'oreillette gauche qui, de ce fait, se contracte en même temps que l'oreillette droite. Les trois autres voies internodales à conduction rapide amènent l'excitation à une autre masse de cellules spécialisées : le nœud auriculo-ventriculaire (noeud AV). À cause du tissu conjonctif dense (anneaux fibreux et trigones fibreux) qui sépare et isole les oreillettes des ventricules, l'excitation engendrée par le noeud SA ne peut se propager directement aux cellules des ventricules sans passer obligatoirement par le noeud AV.

Le nœud SA, les voies internodales et le nœud AV forment le tissu nodal, système de conduction spécialisé qui comprend aussi le faisceau de His, les branches gauche et droite du faisceau de His et les fibres de Purkinje.

Le nœud AV est situé dans le septum interauriculaire, juste à l'arrière de la valvule tricuspide de l'oreillette droite.

Comme pour l'ensemble du système de conduction spécialisé du tissu nodal, les cellules du noeud AV sont des cellules myocardiques spécialisées dans la conduction de l'excitation. Le noeud AV reçoit les excitations en provenance du noeud SA ; les cellules du noeud AV sont alors dépolarisées, mais transmettent l'excitation au faisceau de His avec un retard de 0,1 seconde. Ce retard permet au sang de quitter les oreillettes qui se contractent et de remplir les ventricules. L'excitation se propage ensuite dans le faisceau de His (ou faisceau auriculo-ventriculaire). Ce faisceau de His pénètre dans le septum interventriculaire, où il se divise en branches gauche et droite. La branche gauche descend du côté gauche du septum, la branche droite descend du côté droit du septum, vers l'apex du coeur. À partir des deux branches, l'excitation se propage dans tout le myocarde par les fibres de Purkinje.

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