Electrophysiologie cellulaire cardiaque normale et pathologique
•Définition : capacité de certaines cellules cardiaques à se dépolariser membrane au-delà de la phase de dépolarisation de la cellule.
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DÉPORALISATION ET ACTIVATION - Palli-Science
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•Définition : capacité de certaines cellules cardiaques à se dépolariser spontanément durant la phase 4 de repos pour générer un nouveau potentiel d'action
Qu'est-ce que la phase de dépolarisation ?
pendant la phase de dépolarisation, les canaux à sodium s'ouvrent, pendant la repolarisation, les canaux à sodium se ferment et les canaux à potassium s'ouvrent, pendant l'hyperpolarisation, les canaux à sodium sont fermés et les canaux à potassium toujours ouverts.Comment se fait la dépolarisation ?
Phénomène créé par l'ouverture, sous l'effet du voltage ou sous l'effet d'un neuromédiateur, des canaux ioniques servant au passage du sodium dans les membranes cellulaires, ce qui décharge la surface extérieure de celles-ci, positivement chargée au repos.Pourquoi la dépolarisation ?
Ce phénomène d'inversion des charges porte de nom de "dépolarisation". L'ouverture rapide de certains canaux ioniques spécifiques K+est là pour protéger au début de toute stimulation dont l'intensité pourrait être nociceptive afin que la dépolarisation ne se produise pas trop rapidement.- En physiologie, la dépolarisation se produit dans une cellule vivante (par exemple les cellules nerveuses). La dépolarisation dans une cellule nerveuse se produit lorsque la cellule subit un changement électrique. La plupart des cellules sont chargées négativement par rapport à leur environnement.
Electrophysiologie cellulaire
cardiaque normale et pathologiqueDominique Babuty
ToursJanvier 2020
Les propriétés électrophysiologiques des cellules cardiaques sont en grande partie liées à la perméabilité de la membrane plasmique aux ions. ext intMembrane cellulaire
Propriétés électriques
Bicouche lipidique imperméable aux ions et substances hydrophiles séparant deux milieux conducteurs (milieu intra et extracellulaire) condensateur électrique (accumulation et restitution de charges électriques)Structures protéiques insérées dans la membrane responsables de la perméabilité ionique
" Fils électriques » du circuit entre les deux surfaces du condensateurNernst, Prix Nobel 1920
Activité électrique cellulaire
Les canaux ioniques
Les échangeurs ioniques : exemple échangeur Na/Ca ENx Les pompes ͗ consommatrices d'ATP edžemple pompe NaͬKVoltage dépendant ou VOC
Receptor operated channel ou ROC
Stretch-activated channels ou SAC
Transient receptor potentials ou TRP
Biophysique des canaux ioniques
voltage dépendant (VOC)Conductance gi :
capacité à laisser passer les ionsHodgkin et Huxley, Prix Nobel 1963
Modèle théorique de membrane et potentiel de reposGradient électrochimique
Gradient de concentration
Différence de perméabilité
de la membrane aux ionsCardiomyocyte est une cellule
polarisée au repos - 90 mVMembrane cellulaire
Edžtra ث
Intra ث
Na+ K+ galvanomètre cardiomyocyte microélectrodeI - Cardiomyocyte = cellule excitable
Capacité des cellules à répondre à une stimulation en générant un courant électrique
Rôle des canaux voltage dépendant (VOC)
dépolarisation GĠnĠration d'un courant entrant dĠpolarisant ou sortant repolarisant ij (pA)Patch clamp
pipette cardiomyocyteNeher et Sakman, Prix Nobel 1991
NeherSakman
Canal unitaire
Babuty, EMC 2008
S. Roger, EA 4245
Potentiel d'action de cellule ǀentriculaire humaineMicroélectrode
Nerbonne, 2001
Courant entrant
dépolarisantCourant sortant
repolarisant - 80 mV 0 mVTous les PA ne se ressemblent pas
Gradient endocarde - épicarde ventriculaire
endocardeOnde de
dépolarisationOnde de
repolarisationÉlectrode voit deux positivités
R et T dans le même sens
PA long
épicarde
PA court
Onde T et repolarisation ventriculaire
dans l'hypertrophie ǀentriculaire endocardeOnde de
dépolarisationOnde de
repolarisationÉlectrode voit une positivité R
et une négativité Tépicarde
HVGPA long dans HVG
Gradient dans le NS
Boyett, 2000
Nodal cells
Extented nodal cells
Atrial cells
Gradient dans le NS
Centre
longPériphérie
courtBoyett, 2000
J wave syndrome - Mécanismes des arythmies ventriculairesESV par Rentrée de phase 2
dôme ESV 4 3 2 1Rentrée et
Gradient transmural
de potentiel d'actionRepolarisation précoce
Syndrome de Brugada
Lukas A, Cardiovasc Res 1996.
*ESV couplage court R/T * Hétérogénéité peut être protectrice ou arythmogèniqueStructures des canaux voltages
dépendants Structure macro-moléculaire conservée avec un pore, Formé de plusieurs sous-unités dont une canalaire ou pore (ɲ) et d'autres rĠgulatrices (, , ) Le pore est l'ĠlĠment constant formĠ de 4 sous unitĠsélémentaires comprenant 2, 4 ou 6 segments
transmembranaires selon le type de canalCanal calcique de type L
L-type voltage dependant Ca2+ channel
Bodi I, JCI 2005
Maladies électriques primaires et mutation
des canaux ioniquesEn 2008
Maladies électriques primaires et
mutation des canaux ioniquesMutation
Conséquences fonctionnelles
Gain de fonction du canal Perte de fonction du canalINa augmenté
LQT3 LQT1Iks diminué
Syndrome du QT court
Antiarrythmiques - classification de
Vaughan Williams
AA classe IA
et ICEx : flécaïnide -
AA classe IV
Inhibiteur calcique
AA classe III
Ex : sotalol, amiodarone -
4AA classe II
Beta bloqueur
effet indirect INa/K digitaliques -II - Automaticité cardiaque
Définition : capacité de certaines cellules cardiaques à se dépolariser spontanément durant la phase 4 de repos pour générer un nouveau potentiel d'actionTissu douĠ d'automatisme : tissu nodal
Rentscheler, Development 2001
lacZ gene expression, sourisPurkinje
Bois, P, 2008
Potentiel seuil dépolarisation lente diastoliqueAutomaticité cardiaque
Automaticité cardiaque
Phase 4
dépolarisation lente diastoliqueCourant Pace-maker » If découvert en 1980 par Carlos Ojeda, Dario Di Francesco et Suzan Noble (Oxford)
système nerveux autonome parasympathique sympathique ivabradine -Ref : DiFrancesco D.
0 500 -50 0 ms mVIf et système parasympathique
Acetylcholine IPNA diminue
AMPCdiminution de If diminution pente
de dépolarisationdiminution de Fc
bradycardieRef : DiFrancesco D.
0 500 -50 0 ms mVIPNA augmente
AMPCAugmentation de
If Augmentation
pente de dépolarisationAugmentation de
Fc : tachycardie
If et système sympathique
Isoproterenol
III - Conductivité (1)
CapacitĠ de transmission de l'onde de
dépolarisation de proche en proche auriculaires et ventriculairesConduction se fait de proche en proche via
le tissu nodal Temps de diffusion Vitesse Rythme intrinsèque (ms) m / s bat / min45 0,002 à 0,02 100
40 0,5-1
100 0,05 60
30 5 50
30 1 - 5 40
N S NAV H I S PUR KIN JEOreillettes
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