1. Généralités, éléments de mécanique cardiaque

La fibre myocardique se contracte. Les caractéristiques de cette contraction sont adaptatives, et permettent l’adéquation du débit cardiaque aux besoins. Quatre facteurs vont réguler les changements du débit cardiaque : la fréquence cardiaque, la précharge qui est la charge initiale qui fixe la longueur de la fibre avant la contraction, la post charge qui est l’ensemble des forces qui résistent à l’éjection ventriculaire (impédance aortique, résistances périphériques, viscosité sanguine, forces de frottement etc…), enfin la contractilité ou inotropie dont témoigne la vitesse de raccourcissement des fibres.
L’étude de la contraction cardiaque a fait appel à deux types d’approche : l’étude du coeur entier sur des préparations animales (Otto Frank 1895, Starling 1914), l’étude de la fibre squelettique isolée, ces deux approches sont complémentaires.
L’étude de la fibre squelettique isolée de grenouille d’abord (Hill 1938) puis papillaire de mammifère (Abott 1959, Sonnenblick1965) a permis de décrire les paramètres de base et leur variation.

A. Les deux types de contraction (1, 2)

La contraction de la fibre squelettique se fait soit à longueur constante, sans raccourcissement de la fibre (contraction isométrique), soit avec une force constante (contraction isotonique). Lorsque la force varie la contraction est dite auxotonique. La contraction de la fibre myocardique est spécifique : elle se produit d’abord sans raccourcissement (isométrique), puis à post charge constante (isotonique). (Figure 1).

B. Définitions (2, 3, 4)

La force, est la grandeur physique mesurée au niveau de la fibre elle est exprimée en Newton (1N=1kg.m.s ).

Au niveau de la chambre cardiaque la grandeur mesurée est la pression P (force / surface), elle est exprimée en Pascal (1 Pa = 1 N/m2) ou en dynes/cm2, ou en mm de Hg (1mm de Hg = 1330 dynes/cm2). Le gradient de pression est la différence de pression entre deux points divisée par la longueur entre ces deux points.

La tension T est la pression au niveau de la paroi, elle est égale à la pression multipliée par le rayon r (T = P x r). Sa grandeur est une force par unité de longueur (Loi de Laplace).
A proprement parler isotonique désigne une tension qui ne varie pas, plus qu’une force qui ne varie pas. Ce terme est en fait impropre pour le ventricule, car même si la force ne varie pas au cours de l’éjection, le volume diminue, donc le diamètre et donc la tension. Pour cette raison il est plus exact d’utiliser le terme d’isobarique pour définir une post charge constante.

La contrainte (σ) est la tension d’une paroi dont l’épaisseur n’est[...]