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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014 Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster - Université Montpellier 1 1 LAccord Cardio- Vasculaire Mastère – UE Physiologie Intégrée et Homéostasie Michel Dauzat Montpellier-Nîmes, Février 2014 Organisation générale de lappareil Cardio-Vasculaire Artères Veines Artérioles Capillaires Cœur Respiration Cellules Diffusion 10 μm Diffusion 0,5 μm Retour Distribution Pression Sanguine Vitesse Circulatoire Aire Vasculaire Volume Sanguin 0 10 100 1000 Aire (cm 2 ) 0 30 15 Vitesse moyenne (cm/s) 0 50 100 Pression (mm Hg) Artères Artérioles Veinules Veines Poumons 10% 10% 10% 5% 65% VOLEMIE Coeur Grandeurs Physiques : Lactivité Cardiaque dans lespace (systémique) Relation Pression - Débit Rôle du Diamètre Vasculaire Pression Artérielle Débit Etat basal Relaxation, Constriction

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 1

L’Accord Cardio-Vasculaire

Mastère – UE Physiologie Intégrée et Homéostasie

Michel Dauzat

Montpellier-Nîmes, Février 2014

Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire

ArtèresVeines

Artérioles

Capillaires

Cœur

Respiration

Cellules

Diffusion 10 µm

Diffusion 0,5 µm

Retour

Distribution

Pression Sanguine

Vitesse Circulatoire

Aire Vasculaire

Volume Sanguin

0

10

100

1000

Air

e (

cm

2)

0

30

15

Vit

esse m

oyen

ne (

cm

/s)

0

50

100

Pre

ssio

n (

mm

Hg

)

Artères Art

éri

ole

s

Veinules VeinesPoumons

10% 10% 10% 5% 65%

VOLEMIE

Coeur

Grandeurs Physiques : L’activité Cardiaque dans l’espace (systémique)

Relation Pression - Débit

Rôle du Diamètre Vasculaire

Pression Artérielle

Débit

Etat basal

Relaxation,

Constriction

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 2

Loi de Darcy

Pression – Résistance - Débit

cQRP

RPT

PA

RPT

PVCPAcQ

A. Carotide Interne

Vitesse circulatoire sanguine

A. Carotide Externe

A. Rénale Droite A. Fémorale Commune

Résistance Circulatoire (ou impédance)

10:04 7Carotide interne et carotide externe naissent toutes deux de la carotide

commune, mais présentent un tracé Doppler très dissemblable

Résistance Circulatoire d’Aval

8Apnée : Hypercapnie,

Acidose, Vasorelaxation

Repos Hyperpnée : Hypocapnie,

Alcalose, Vasoconstriction

Artère Carotide Interne

Le tracé de vitesses circulatoires de l’artère carotide interne montre une modification marquée lors de l’hyperventilation, avec réduction de vitesse, notamment en fin de diastole.

En apnée, les vitesses augmentent à nouveau, principalement en diastole

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 3

Résistance circulatoire

10:04 9Repos Poing

serréHyperémie

Métabolique

Le tracé Doppler de l’artère radiale montre, lorsque le sujet serre le poing, une diminution marquée des vitesses circulatoires. Lorsqu’il relâche son effort, l’hyperémie réactionnelle provoque une augmentation importante des vitesses circulatoires, notamment en diastole.

Vitesse circulatoire sanguine

Artère Fémorale Commune

Repos

Effort

Lors d’un effort musculaire, la vitesse circulatoire dans les artères alimentant le territoire musculaire impliqué, augmente considérablement, notamment en diastole

Loi de Poiseuille

Résistance :Viscosité . Longueur Diamètre

4

8

r

LR

Résistance Circulatoire

Effet de la Résistance d’Aval sur le Tracé de Vitesse Circulatoire12

La modulation du tracé Doppler traduit donc

l’impédance circulatoire dans le territoire d’aval

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 4

Résistance circulatoire

IR = Indice de Résistance(T Planiol, L Pourcelot)

v

t

D

S

v

D=0

S

t1 cycle cardiaque

1 cycle cardiaque

M M

P

IR = (S-D)/SIP = P/M

10:04 13

Indice de Pulsatilité

(R Gosling)

L’indice de résistance et l’indice de pulsatilité sont des grandeurs sans dimensions (rapports) reflétant l’impédance circulatoire d’aval. Ils augmentent donc en amont d’un territoire en vasoconstriction ou en amont d’une sténose, et

diminuent, par exemple, en cas de vasorelaxation dans le lit d’aval

Relation Pression - Débit

Auto-Régulation (ex: circulation cérébrale)

0 50 100 150 200

Pression Moyenne (mm Hg)

Débit

Relation Pression - Débit

Rôle du Diamètre Vasculaire

Pression Artérielle

Débit CirculationPulmonaire

CirculationRénale

Modalités d’écoulement

Vitesse, Débit, Diamètreau cours du cycle cardiaque (artère carotide commune normale)

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 5

10:04 17

Théorème de Bernouilli

r : densité du sang; g : accélération de la pesanteur = 9,81 m.s-2; h : différence d’altitude (négligeable sur un court segment artériel);

V : vitesse d’écoulement sanguin

22V

hgPEmr

r

L’énergie totale, somme de la pression P, de la force gravitationnelle, et de l’énergie cinétique, reste constante. Dans une sténose, l’accélération circulatoire

entraîne une augmentation de l’énergie cinétique. La pression diminue donc.

Forcegravitationnelle

ÉnergiecinétiquePression

Énergietotale

10:04 18

Relation Vitesse-Pression

La vitesse circulatoire augmente et la pression diminue quand le diamètre diminue

P3

P2

d = 2 r

w

h

V1

V2

V3

P1

L

TurbulenceS

Profil d’écoulement sanguin

L’écoulement devient turbulent lorsque la vitesse et/ou le diamètreaugmente(nt), lorsque la viscosité sanguine diminue, et lorsque lasténose est irrégulière. Un flux turbulent “consomme” beaucoup

plus d’énergie qu’un flux laminaire (perte de charge)

Fux laminaire

P = R x Q

Fux turbulent

P ~ R x Q + V2

Nombre de

Reynolds

critique

Re ~ 2000

Re = V D r

La Circulation Veineuse

Facteur essentiel

Force motrice du

ventricule gauche

Facteurs adjuvants

• Pompe veino-musculaire

• Semelle plantaire

• Pompe abdomino-

diaphragmatique

• Aspiration atriale

+

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 6

La Paroi veineuse

Force Gravitationnelle majorée

Pression veineuse forte

Section circulaire

+

Distension (élasticité minime)

La Fonction Veineuse

Effets de l’orthostatisme

rgh rgh

100 mm Hg10 mm Hg

= 110 mm Hg = 200 mm Hg

+ 100 mm Hg + 100 mm Hg

90 mm Hg

90 mm Hg

Retour Veineux

Relations Pression -Diamètre

Volume

Pression (cm H2O)-10 20 3010

Veino-

Relaxation

Veino-

Constriction

0

La Fonction VeineuseEffets de l’orthostatisme et de la marche

Relaxation Contraction

P ression V eineuse

à la cheville (m m Hg)

tem ps

S tation

debout

im m obile

P osition

allongée

M arche

100 -

10 -

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 7

La Fonction Veineuse

Effets de l’orthodynamisme

rgh rgh

100 mm Hg10 mm Hg

= 20 mm Hg = 200 mm Hg

+ 10 mm Hg + 100 mm Hg

90 mm Hg

180 mm Hg

Contrôle de la force de contraction ventriculaire

Intrinsèque(précharge) :

Loi de Starling

Pression Veineuse Centrale

Extrinsèque

(inotropie) :

S.N. Sympathique

S.N. Parasympathique

Hormones, ions, médicaments

Force d’Éjection

Systolique

Contrôle Extrinsèque

INOTROPIE

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

Système Nerveux

Hormones Médicaments

Pression Veineuse

Centrale

Volémie 0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

TensionActive

Contractioniso-volumétrique

Relaxationiso-

volumétrique

RemplissageVentriculaire

EjectionSystolique

Ventricule Gauche

Force d’Éjection

Systolique

0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 8

Force d’Éjection

Systolique

0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

Force d’Éjection

Systolique

0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

Remplissage

Ventriculaire

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

Force d’Éjection

Systolique

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

Remplissage

Ventriculaire

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

Force d’Éjection

Systolique

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 9

Force d’Éjection

Systolique

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

Force d’EjectionSystolique

Contrôle IntrinsèqueLoi de STARLING

0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionActive

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

Force d’Éjection

Systolique

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

TensionActive

Remplissage

Ventriculaire

Ejection

Systolique

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

Force d’Éjection

Systolique

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

TensionActive

Contraction

iso-

volumétrique

Relaxation

iso-

volumétrique

Remplissage

Ventriculaire

Ejection

Systolique

Ventricule Gauche

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

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Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 10

Force d’Ejection

Systolique

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

Pression Veineuse

Centrale

Volémie 0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

TensionActive

Contraction

iso-

volumétrique

Relaxation

iso-

volumétrique

Remplissage

Ventriculaire

Ejection

Systolique

Ventricule Gauche

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

Force d’Ejection

Systolique

Contrôle Extrinsèque

INOTROPIE

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

Pression Veineuse

Centrale

Volémie 0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

TensionActive

Contraction

iso-

volumétrique

Relaxation

iso-

volumétrique

Remplissage

Ventriculaire

Ejection

Systolique

Ventricule Gauche

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

Force d’Ejection

Systolique

Contrôle Extrinsèque

INOTROPIE

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

Pression Veineuse

Centrale

Volémie 0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

TensionActive

Contraction

iso-

volumétrique

Relaxation

iso-

volumétrique

Remplissage

Ventriculaire

Ejection

Systolique

Ventricule Gauche

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

Force d’Ejection

Systolique

Contrôle Extrinsèque

INOTROPIE

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

Pression Veineuse

Centrale

Volémie

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

TensionActive

Contraction

iso-

volumétrique

Relaxation

iso-

volumétrique

Remplissage

Ventriculaire

Ejection

Systolique

Ventricule Gauche

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 11

Force d’Ejection

Systolique

Contrôle Extrinsèque

INOTROPIE

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

Pression Veineuse

Centrale

Volémie 0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

TensionActive

Contraction

iso-

volumétrique

Relaxation

iso-

volumétrique

Remplissage

Ventriculaire

Ejection

Systolique

Ventricule Gauche

Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique

Force d’Ejection

Systolique

Contrôle Extrinsèque

INOTROPIE

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

Système Nerveux

Pression Veineuse

Centrale

Volémie 0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

TensionActive

Contraction

iso-

volumétrique

Relaxation

iso-

volumétrique

Remplissage

Ventriculaire

Ejection

Systolique

Ventricule Gauche

Hormones

Force d’Ejection

Systolique

Contrôle Extrinsèque

INOTROPIE

Contrôle Intrinsèque

Loi de STARLING

Système Nerveux

Médicaments

Pression Veineuse

Centrale

Volémie 0

50

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

TensionPassive

TensionActive

Contraction

iso-

volumétrique

Relaxation

iso-

volumétrique

Remplissage

Ventriculaire

Ejection

Systolique

Ventricule Gauche

Boucle

Pression -

Volume

Pression TéléDiastolique :

- VG 8 mm Hg

- VD 4 mm Hg

Fraction d’éjection 2/3

120

0

20

40

60

80

100

Ejection

Remplissage

Con

traction

Isovolu

métr

ique

Rela

xatio

n

Isovolu

métr

ique

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

FermetureV.Aortique

OuvertureV.Aortique

FermetureV. Mitrale

OuvertureV. Mitrale

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 12

Graphique de Guyton

Fonction Vasculaire :

« effet de pompe »

Si le débit de la pompe augmente, la pression s’élève en aval

et diminue en amont

ArtèresVeines

Artérioles

Capillaires

Cœur

Respiration

Cellules

Diffusion 10 µm

Diffusion 0,5 µm

Retour

Distribution

ArtèresVeines

Artérioles

Capillaires

Cœur

Respiration

Cellules

Diffusion 10 µm

Diffusion 0,5 µm

Retour

Distribution

Débit Cardiaque (l/min)

Pre

ss

ion

Ve

ine

us

e C

en

tra

le (

mm

Hg

)

1070-2

0

7

Fonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire

Graphique de Guyton

Fonction Cardiaque

(Loi de Starling)

Si le débit de la pression de remplissage ventriculaire augmente,

le débit cardiaque augmente (Loi de Starling)

bit

Ca

rdia

qu

e (

l/m

in)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

7

0-2 0 7

ArtèresVeines

Artérioles

Capillaires

Cœur

Respiration

Cellules

Diffusion 10 µm

Diffusion 0,5 µm

Retour

Distribution

ArtèresVeines

Artérioles

Capillaires

Cœur

Respiration

Cellules

Diffusion 10 µm

Diffusion 0,5 µm

Retour

Distribution

Fonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire

Graphique de

Guyton

Fonction Cardiaque

versus

Fonction Vasculaire

Le fonctionnement cardiaque

s’établit à l’équilibre entre ces

deux contraintes

bit

Ca

rdia

qu

e (

l/m

in)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

7

0-2 0 7

Loi de Starling

Fonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire

Graphique de

Guyton

Fonction Cardiaque

versus

Fonction Vasculaire

Le fonctionnement cardiaque

S’établit à l’équilibre entre ces

deux contraintes

Débit Cardiaque (l/min)

Pre

ss

ion

Ve

ineu

se

Ce

ntr

ale

(m

m H

g)

1070-2

0

7

Courbe de Fonction Veineuse

bit

Ca

rdia

qu

e (

l/m

in)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

7

0-2 0 7

Loi de StarlingFonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 13

Graphique de

Guyton

Fonction Cardiaque

versus

Fonction Vasculaire

Le fonctionnement cardiaque

s’établit à l’équilibre entre ces

deux contraintes

Courbe de Fonction Veineuse

bit

Ca

rdia

qu

e (

l/m

in)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

7

0-2 0 7

Loi de StarlingFonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire

Débit Cardiaque (l/min)

Pre

ss

ion

Ve

ine

us

e C

en

tra

le (

mm

Hg

)

1070-2

0

7

Graphique de

Guyton

Fonction Cardiaque

versus

Fonction Vasculaire

Le fonctionnement cardiaque

s’établit à l’équilibre entre

ces deux contraintes

Courbe de Fonction Veineuse

bit

Ca

rdia

qu

e (

l/m

in)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

7

0-2 0 7

Loi de StarlingFonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire

bit

Ca

rdia

qu

e (

l/m

in)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

70

-207

Graphique de

Guyton

Fonction Cardiaque

versus

Fonction Vasculaire

Le fonctionnement cardiaque

s’établit à l’équilibre entre ces

deux contraintes

Courbe de Fonction Veineuse

bit

Ca

rdia

qu

e (

l/m

in)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

7

0-2 0 7

Loi de StarlingFonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire

Graphique de

Guyton

Fonction Cardiaque

versus

Fonction Vasculaire

Le fonctionnement cardiaque

s’établit à un équilibre entre

ces

deux contraintes

bit

Ca

rdia

qu

e (

l/m

in)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

7

0-2 0 7

Débit Cardiaque (l/min)

Pre

ss

ion

Ve

ineu

se

Ce

ntr

ale

(m

m H

g)

1070-2

0

7

Courbe de Fonction Veineuse

bit

Ca

rdia

qu

e (

l/m

in)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

7

0-2 0 7

Loi de Starling

Graphique de Guyton

Fonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 14

Débit moindre, pression veineuse plus élevée

bit

Ca

rdia

qu

e (

l/m

in)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

7

0-2 0 7

bit

Ca

rdia

qu

e (

l/m

in)

Pression Veineuse Centrale (mm Hg)

10

7

0-2 0 7

Effet d'une hémorragie Insuffisance Cardiaque

Fonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire

Débit moindre, pression veineuse moindre

Perte de massecontractile

Insuffisance Cardiaque Ischémique

120

0

20

40

60

80

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

140

TensionActive

TensionPassive

Ischémie Aiguë

FE PTDVG

Perte de masseContractile + Fibrose

(↓ compliance)

Hypertrophie dumyocarde restant

120

0

20

40

60

80

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

140

TensionActive

TensionPassive

Ischémie Chronique : FE PTDVG

Insuffisance Cardiaque Ischémique Hypertension Artérielle

AugmentationdePostcharge

120

0

20

40

60

80

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

140

TensionActive

TensionPassive

Augmentation de la Postcharge

FE = PTDVG

120

0

20

40

60

80

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

140

TensionActive

TensionPassive

Hypertrophie Cardiaque FE = 71% PTDVG = 22 mm Hg

Hypertrophie

Concentrique

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 15

HypertrophieVentriculaireConcentriqueetFibrose Cardiaque

120

0

20

40

60

80

100

40 120

Pression(mm Hg)

Volume (ml)

140

TensionActive

TensionPassive

Fibrose Cardiaque FE = 65%PTDVG = 28 mm Hg

Hypertension ArtérielleLa paroi vasculaire

Proportions variables en fibres élastiques, fibres musculaires, collagène

Artère1/4 mm

Artériole20/30 µm

Capillaire1/8 µm

Veinule2/20 µm

Veine0,5/5 mm

Veine Cave1,5/30 mm

Elastiques

Aorte2/25 mm

Musculairesde Collagène

Légende

Epaisseur de paroi / Diamètre

Fibres

Anatomie Fonctionnelle

• Paroi Artérielle Normale : Couches Échographiques

– Interne, grise:

sang / intima

– Intermédiaire, anéchogène

– Externe,hyperéchogène

média / adventice

10:04 59

Anatomie Fonctionnelle

A

B10:04 60

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 16

Mesures multiples de l’épaisseur intima-média le long de la carotide commune

Epaisseur de la paroi artérielle

10:04 61

100

95

90

85

80

75

70

0 1 2 3 4 5 6 7

Années

Pro

po

rtio

n d

e p

ati

en

ts

ind

em

ne

s d

’ac

cid

en

ts

ca

rdio

va

sc

ula

ire

s (%

)

L’épaisseur de la paroi artérielle carotidienne :

Prédicteur précoce des évenements cardiovasculaires

1er Quintile EIM

2eme Quintile EIM

3eme Quintile EIM

4eme Quintile EIM

5eme Quintile EIM

Taux de patients indemnes (AVC et IDM) en fonction des quintiles d’EIM (n = 4476)

EIM = Epaisseur Intima-Media

O’Leary et al. N Engl J Med 1999;340:14-22

L’onde artérielle

Naissance et propagation

Carotide commune normale

temps

L’Accord Cardio-Vasculaire

L’onde Artérielle

Contenant / Contenu

Paroi artérielle / Sang

• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s

• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s

Ventriculegauche

Aorte

0.99

0.3

0.2

0.1

0.0

distance (m)

1 0

"Distance d'éjection"

A B

B

B

B

B

A

A

A

A

temps (s)

7 – L’Accord Cardio-Vasculaire

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 17

L’onde Artérielle

Contenant / Contenu

Paroi artérielle / Sang

• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s

• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s

Ventriculegauche

Aorte

0.99

0.3

0.2

0.1

0.0

distance (m)

1 0

temps (s)

L’Accord Cardio-Vasculaire

L’onde Artérielle

Contenant / Contenu

Paroi artérielle / Sang

• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s

• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s

Ventriculegauche

Aorte

0.99

0.3

0.2

0.1

0.0

distance (m)

1 0

A B

temps (s)

L’Accord Cardio-Vasculaire

L’onde Artérielle

Contenant / Contenu

Paroi artérielle / Sang

• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s

• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s

Ventriculegauche

Aorte

0.99

0.3

0.2

0.1

0.0

distance (m)

1 0

A B

BA

temps (s)

L’Accord Cardio-Vasculaire

L’onde Artérielle

Contenant / Contenu

Paroi artérielle / Sang

• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s

• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s

Ventriculegauche

Aorte

0.99

0.3

0.2

0.1

0.0

distance (m)

1 0

A B

B

BA

A

temps (s)

L’Accord Cardio-Vasculaire

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 18

L’onde Artérielle

Contenant / Contenu

Paroi artérielle / Sang

• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s

• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s

Ventriculegauche

Aorte

0.99

0.3

0.2

0.1

0.0

distance (m)

1 0

"Distance d'éjection"

A B

B

B

B

A

A

A

temps (s)

L’Accord Cardio-Vasculaire

L’onde Artérielle

Contenant / Contenu

Paroi artérielle / Sang

• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s

• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s

Ventriculegauche

Aorte

0.99

0.3

0.2

0.1

0.0

distance (m)

1 0

"Distance d'éjection"

A B

B

B

B

B

A

A

A

A

temps (s)

L‘accord Cardio-Vasculaire

Onde Artérielle

The Windkessel model of the reverend Stephen Hales (1677-1761) R

V V

P

W

D

L

72

L’onde artérielle

The Windkessel model of the reverend Stephen Hales

(1677-1761)Adjustable

Resistance

(arterioles)Distribution

(arteries)

Pressure

(energy)

transient

storage

Intermittent Pump with valves

Blood pool

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 19

R

V V

P

W

D

L

73

L’onde artérielle

The Windkessel model of the reverend Stephen Hales

(1677-1761)Adjustable

Resistance

(arterioles)Distribution

(arteries)

Pressure

(energy)

transient

storage

Intermittent Pump with valves

Blood pool

R

V V

P

W

D

L

74

L’onde artérielle

The Windkessel model of the reverend Stephen Hales

(1677-1761)Adjustable

Resistance

(arterioles)Distribution

(arteries)

Pressure

(energy)

transient

storage

Intermittent Pump with valves

Blood pool

L’Onde Artérielle

10:04 75R

V V

P

W

D

L

Pour assurer un jet d’eau continu, il faut un réservoir (les veines), une pompe équipée de valves (le cœur), un réseau de tuyaux de distribution (les artères), une lance à résistance réglable (les artérioles), mais aussi une réserve d’énergie : le “windkessel”, cloche à air comprimé (l’élasticité de la paroi artérielle).

Onde Artérielle

Signification de la Modulation du Tracé de Vitesse Circulatoire en rapport avec la propagation de l’onde artérielle

A1 A2 A3 A4 A5 A6

B1 B2 B3 B4 B5 B6

Vitesse Circulatoire

Temps

Vitesse Circulatoire

Temps

Diastole DiastoleSystole

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 20

Onde Artérielle

Signification de la Modulation du Tracé de Vitesse Circulatoire en

rapport avec la Propagation de l’Onde Artérielle

1

12

3

3

2

4

4

1. Latence (délai de propagation de l’onde)

2. Accélération systolique (arrivée de l’onde)

3. Décélération (après le passage de l’onde)

4. Incisure dicrote et reflux : onde réfléchie

Pression versus Vitesse

Pression versus Vitesse

Pression

(mm Hg)

Vitesse

(cm/s)

150

50

0

100

Aort

e a

sc.

Aort

e tho

rac.

Aort

e a

bdo

m.m

oy.

Aort

e a

bdo

m.b

asse

Art

ère

mo

rale t

t

La courbe de pression sanguine artérielle présente un second pic (épaulement) provoqué par l’onde réfléchie s’additionnant à l’onde incidente, tandis que la

courbe de vitesse circulatoire sanguine présente une incisure suivie d’un reflux, car l’onde réfléchie, de sens inverse, se soustrait à l’onde incidente.

Modification des tracés de Pression (en haut) et de Vitesse Circulatoire (en bas) en fonction du

site de mesure

La forme de l’onde de pouls résulte de la combinaison de l’onde incidente et de l’onde réfléchie

Onde Artérielle

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Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 21

La forme de l’onde de pouls diffère selon l’état de la paroi artérielle.L’augmentation de rigidité artérielle pariétale (par exemple par le vieillissement)provoque le retour plus précoce de l’onde réfléchie et l’incisure dicrote se trouvealors sur le versant ascendant du pic systolique. La conséquence en estl’accroissement de la post-charge et l’altération de la perfusion coronaire

Onde Artérielle

La vasomotricité détermine l’amplitude de l’onde réfléchie tandis que la fréquence cardiaque affecte la durée relative de l’onde

incidente et de l’onde réfléchie

Onde Artérielle

Comment calculer l’IPS ?

• Sujet en decubitus dorsal strict, au repos

• Mesure à l’aide d’une sonde Doppler ou pléthysmographique

Pression Systolique à la chevillePression Systolique Brachiale

• Pression Systolique BrachialeDroite : 156/88 mmHg

Gauche : 160/92 mmHg

• Jambe DroiteDorsale du Pied : 160 mmHg

Tibiale Postérieure : 154 mmHg

IPS = 160/160 = 1.00

• Jambe Gauche :

Dorsale du Pied : 96 mmHg

Tibiale Postérieure : 100 mmHg

IPS = 100/160 = 0.63

DP: 160 mm HgTP: 154 mmHg

Droite

156 mm HgGauche

160 mm Hg

Diagnostic :

Artériopathie modérée à

gauche

DP: 96 mmHgTP: 100 mm Hg

Calcul de l’Indice de Pression Systolique

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 22

0 0,5 0,75 1,2 1,40,9

ACOMI Normal Médiacalcose

Interprétation de l’IPS

* après ajustement pour l’âge et le sexe

IPS

Marqueur du risque cardiovasculaire

Newman AB et al. Ankle-arm index as a marker of atherosclerosisin the Cardiovascular Health Study. Circulation. 1993 88: 873-845

Risque relatif d’atteinte cardiovasculaire

en fonction de l’IPS (Index de Pression Systolique)

IPS 1,5 1 0.9 0.8

Risque relatif d’Infarctus Myocardique * (p<0.0001)

1 1,3 2 2,7

McKenna et al, Atherosclerosis 1991;87:119-28

100

80

60

40

20

Survie (%)

0 2 4 6 8 10 ans

IPS < 0,4

0,4 < IPS < 0,85

0,85 < IPS

Le taux de survie à 10 ans décroît avec l’IPS

Pompe à fonctionnement

continu, Paroi artérielle rigide

Débit (ml/s)

Complianceartérielle

W = Pression x Débit = P x Q

Pression (mm Hg)

200

100

200

100

100x100x1

10 000

1Résistance =(mm Hg/ml/s)

1

W (mm Hg.ml) =

W = P x Q

Cycle

nulle

A

L’Accord Cardio-Vasculaire

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 23

Pompe à fonctionnement

alternatif, Paroi artérielle rigide

Débit (ml/s)

Complianceartérielle

W = Pression x Débit = P x Q

Pression (mm Hg)

200

100

200

100

100x100x1 2 00x200x0.5

20 00010 000

1

0.5

Résistance =(mm Hg/ml/s)

1

1

W (mm Hg.ml) =

W = P x Q

Cycle

nulle nulle

A BL’Accord Cardio-

Vasculaire

Pompe à fonctionnement alternatif,

Paroi artérielle souple

Débit (ml/s)

Complianceartérielle

W = Pression x Débit = P x Q

Pression (mm Hg)

200

100

200

100

100x100x1 2 00x100x0.52 00x200x0.5

20 00010 000

0.5

1

0.5

Résistance =(mm Hg/ml/s)

1

1 1

W (mm Hg.ml) = 10 000

W = P x Q

Cycle

nulle nulle infinie

A B CL’Accord Cardio-

Vasculaire

Pulsatilité artérielle normale au bulbe carotidien(en Tissue Doppler Imaging)

Onde Artérielle

91/10410:04 92

Mesure de Distensibilité Artérielle

Courbe représentant les variations de diamètre artériel au cours du cycle cardiaque. Le rapport des variations de diamètre aux variations de pression entre systole et diastole (pression pulsatile) définit la distensibilité. L’équation de Moens-Korteweg permet de

calculer le module d’élasticité de la paroi et la vitesse de l’onde artérielle.

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 24

10:04 93

Mesure de la Vitesse de l’Onde Artérielle

Mesure de la vitesse de propagation de l’onde artérielle par vélocimétrie Doppler et photopléthysmographie

Les caractéristiques biomécaniques de la paroi artérielle peuvent aussi être évaluées par la mesure de la vitesse de propagation de l’onde artérielle, à partir de signaux de pression

(tonomètres) ou de vitesse (Doppler), ou de photopléthysmographie.

Mesure tonométrique de la vitesse de l’onde de pouls et de la pression centrale

(système Complior®)

La Pression « Centrale »

La courbe de pression artérielle brachiale n’est pas parfaitement superposable à lacourbe de pression « centrale » régnant face à l’orifice aortique et déterminant lapost-charge. La pression carotidienne en est beaucoup plus proche et reflète aussiles conditions hémodynamiques cérébrales

Le Pression « Centrale »Facteurs de réduction de la

distensibilité artérielle

• Age

• Artériosclérose

• Pression artérielle transmurale

• Facteurs de risque

– Hypercholestérolémie (HDL3)

– Tabagisme (A. musculaires comme artères brachiale mais non

carotides)

– HTA (altération fonctionnelle / structurelle)

– Diabète

– Insuffisance rénale chronique

– Insuffisance cardiaque chronique

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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 25

Facteurs d’augmentation de la

distensibilité artérielle

• Sport (endurance)

• Conduite alimentaire

– Poissons

– Alimentation méditerranéenne

– Aïl… Athérosclérose

Atherosclerosis = The Vicous Circle!Dart AM – JACC 2001

Ter Avest E et al. Clinical Science 2007;112:507-516

Dysfonction

Endothéliale

Perte de Compliance

Artérielle Pariétale

Retour prématuré

de l’onde

réfléchie

Augmentation

de la Pression

Pulsée

Remodelage

de la paroi

Altération de

Vasorelaxation

Perte de Compliance

Artérielle PariétaleAltération de

la Perfusion

Coronaire

Augmentation

de la

Précharge

Désaccord

Cardio-Vasculaire

L’Accord Cardio-Vasculaire

Mastère – UE Physiologie Intégrée et Homéostasie

Jean-Yves Lefrant, Michel Dauzat

Montpellier-Nîmes, Février 2014