Par Kevin Beck – Mis à jour le 24 mars 2022
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Le battement de cœur est le rappel le plus frappant du pouls électrique de la vie. Du jargon médical aux métaphores du quotidien, l’expression « pouls » évoque la vitalité. En médecine d'urgence, le premier test de la vie est la vérification du pouls.
Ce qui fait battre le cœur, c’est l’électricité. Les contractions rythmiques qui pompent le sang 70 fois par minute, soit plus de 100 000 battements par jour, proviennent d'une séquence précisément coordonnée de mouvements ioniques à travers les membranes des cellules cardiaques. Cette séquence électrique est connue sous le nom de potentiel d'action cardiaque et est traditionnellement décomposée en cinq phases distinctes.
Un potentiel d’action est un changement rapide et réversible du potentiel membranaire d’une cellule qui se propage sous forme d’onde le long du tissu cardiaque. Les membranes cellulaires maintiennent un gradient électrochimique via des pompes ioniques :le sodium (Na⁺), le potassium (K⁺) et le calcium (Ca²⁺) sont activement transportés pour créer un potentiel de repos d'environ –90 mV dans les cellules contractiles. Lorsqu'un stimulus déclenche l'ouverture de canaux dépendants du potentiel, le gradient s'effondre et les ions se précipitent à travers la membrane, modifiant ainsi le potentiel de la membrane.
Phase0 – Dépolarisation
L'afflux rapide de Na⁺ à travers les canaux sodiques rapides entraîne le potentiel membranaire vers +30 mV. L'efflux de potassium est temporairement réduit.
Phase1 – Repolarisation initiale
Les canaux sodiques rapides se ferment, provoquant une brève baisse du potentiel membranaire lorsque les courants K⁺ sortants commencent.
Phase2 – Plateau
Les courants Ca²⁺ entrants équilibrent les courants K⁺ sortants, stabilisant le potentiel de membrane et maintenant la dépolarisation. Ce plateau supporte la force de contraction.
Phase3 – Repolarisation
La fermeture des canaux calciques et sodiques permet à K⁺ de dominer, ramenant le potentiel vers le niveau de repos.
Phase4 – Potentiel de repos
La cellule repose à –90 mV, maintenue par la pompe Na⁺/K⁺. Cette phase est la plus longue, occupant la majorité du cycle de potentiel d'action de 300 ms.
Le muscle cardiaque, ou myocarde, comprend des cellules contractiles qui pompent le sang et une plus petite fraction de cellules conductrices qui propagent le potentiel d'action. Les cellules stimulateurs cardiaques génèrent des dépolarisations spontanées, conférant au cœur son autorythmicité. Les apports sympathiques, parasympathiques et hormonaux modulent la fréquence cardiaque, mais la dynamique ionique sous-jacente reste constante.
Pendant la diastole, le myocarde se détend. Dans la phase 4, une légère dépolarisation à environ –65 mV initie une boucle de rétroaction positive qui ouvre les canaux Na⁺ dépendants du potentiel, déclenchant la phase 0 et la contraction suivante.
Le plateau de la Phase2 est soutenu par un équilibre délicat :les courants entrants de Na⁺ et Ca²⁺ par rapport aux courants sortants du redresseur K⁺. Cet équilibre maintient non seulement le potentiel d'action, mais assure également un afflux suffisant de Ca²⁺ pour activer les protéines contractiles.
Contrairement aux potentiels d’action nerveux, les potentiels cardiaques sont nettement plus longs, prolongeant ainsi la période réfractaire. Cette conception empêche les contractions tétaniques et garantit des battements cardiaques coordonnés et essentiels à la vie, même à des fréquences élevées.