Le cœur, son fonctionnement et ses cellules

Le cœur est un muscle automatique qui se contracte de façon cyclique, selon une séquence immuable, tout au long de notre vie. Qu'est-ce qui permet ces contractions ? Comment s'organise leur cycle ? C'est ce que nous allons voir à présent.

Quel est le fonctionnement du cœur ? © Sheff, Shutterstock

Le rôle du cœur est de servir de pompe afin d'entraîner le sang dans les veines et les artèresartères et permettre sa circulation. Ainsi, avant toute chose, le cœur est un muscle. C'est-à-dire que la principale chose qu'il sache faire est de se contracter, et ce faisant les volumesvolumes des cavités et les pressionspressions à l'intérieur des cavités vont varier, chassant puis aspirant le sang.

Ici, une représentation d'artiste du cœur en exercice. © Wellcome Images, Flickr CC by nc-nd 2.0

Au repos, la fréquencefréquence des battements cardiaques est d'environ 70 battements par minute. Ces battements sont automatiques, la fréquence de contraction va dépendre de facteurs intrinsèques et de facteurs extrinsèques. Nous ne nous intéressons qu'aux premiers.

Figure 6. Le tissu cardiaque. A : les cardiomyocytes. En haut, les cellules musculaires cardiaques contractiles qui ne se contractent pas spontanément ; en bas, les cellules cardiaques automatiques. B : système de conduction électrique du cœur (en vert). Il existe encore dans le cœur des cellules sécrétrices d'hormones participant à la régulation du flux sanguin. Nous n'en parlons pas ici. © Hugues Jacobs

Organisation du tissu cardiaque : les cellules du cœur

Le cœur est un muscle qui n'est pas absolument uniforme et il est possible de distinguer deux types de cellules musculairescellules musculaires cardiaques (cardiomyocytescardiomyocytes) en son sein (Figure 6A). La grande majorité des cardiomyocytes est constituée par des cellules contractiles qui assurent le travail mécanique du cœur.

Comme les cellules musculaires squelettiques (cellules des muscles « classiques ») les cellules musculaires cardiaques se distinguent par la présence de striations observables au microscopemicroscope et qui traduisent leur richesse en fibres contractiles. Remarque intéressante : l'infarctus du myocarde consiste en la mort des cellules cardiaques. Leur contenu est alors libéré et se retrouve en partie dans le sang. On comprend pourquoi il est classique de rechercher la présence d'éléments composant les fibres contractiles (la troponine) lorsque l'on suspecte la survenue d'un tel événement. Cependant, les cellules cardiaques se différencient des cellules « squelettiques » par la présence d'un unique noyau central (les cellules musculaires squelettiques possèdent de multiples noyaux périphériques) et le fait qu'elles se connectent (s'anastomosent) les unes aux autres, constituant une massemasse musculaire cohérente au niveau des oreillettesoreillettes et des ventriculesventricules (ventricules et oreillettes sont séparés par la charpentecharpente fibreuse du cœur). La contraction de quelques fibres pourra ainsi se propager dans l'ensemble des cellules cardiaques interconnectées. Les cellules musculaires ne se contractent pas spontanément, pour ce faire elles doivent soit être entraînées par une cellule voisine, soit subir une dépolarisation (une activation ; notre propos ici n'est pas d'entrer dans tous les détails) d'intensité suffisante pour induire la contraction de ses fibres.

Ceci nous conduit au second type de cellules cardiaques, les cardiomyocytes automatiques qui ont pour propriété de s'activer spontanément. Ces cellules, peu nombreuses, ont une distribution systématisée dans le cœur (Figure 6B). Elles se trouvent au niveau de l'abouchement de la veine cave supérieure dans l'oreillette droite (nœudnœud sinusal ou sinus-atrial) ainsi que dans la paroi séparant les oreillettes (nœud atrioventriculaire). Les deux nœuds sont interconnectés et le dernier se prolonge en deux faisceaux de fibres, droit et gauche, qui vont cheminer ensemble dans la paroi séparant les ventricules avant de se répandre à la base du cœur. On comprend alors bien comment cela fonctionne. Les contractions automatiques du nœud sinusal entraînent la contraction des oreillettes. Ceci va finir par activer le nœud atrioventriculaire (sa fréquence d'activation étant plus basse que celle du nœud sinusal, ce dernier s'impose sur lui) et avec lui, c'est tout un réseau de conduction qui s'active et qui va entraîner la contraction des fibres ventriculaires.