Mécanique et cycle cardiaque

Le cœur est une pompe musculaire divisée en quatre cavités : deux oreillettes en haut et deux ventricules en bas. Le sang veineux arrive dans l’oreillette droite, passe dans le ventricule droit puis gagne les poumons, tandis que le sang oxygéné revient à l’oreillette gauche et part dans le ventricule gauche vers l’organisme. Les valves cardiaques orientent le sang dans un seul sens et empêchent le reflux. Les contractions coordonnées des oreillettes puis des ventricules créent les pressions qui font circuler le sang.

Le cycle cardiaque alterne une phase de relaxation, la diastole, et une phase de contraction, la systole. Pendant la diastole, les ventricules se remplissent et les valves atrioventriculaires sont ouvertes. Pendant la systole ventriculaire, les ventricules se contractent, les valves atrioventriculaires se ferment et les valves aortique et pulmonaire s’ouvrent. La fermeture des valves atrioventriculaires puis des valves sigmoïdes produit les deux bruits du cœur, « poum-tac ». Chaque cycle dure environ 0,8 s au repos pour une fréquence d’environ 75 battements par minute.

La contraction ventriculaire augmente la pression dans la cavité jusqu’à dépasser la pression de l’artère, ce qui ouvre la valve et éjecte le sang. Le volume éjecté à chaque battement s’appelle volume d’éjection systolique, souvent noté VES. Le débit cardiaque est le produit du VES par la fréquence cardiaque : DC = VES × FC. Une augmentation du volume de remplissage peut, dans certaines limites, augmenter la force de contraction : c’est la loi de Frank-Starling. Ces principes expliquent pourquoi le cœur s’adapte à l’effort et pourquoi une valve rétrécie peut fatiguer le muscle.

À l’effort, le système nerveux et les hormones accélèrent le cœur et augmentent sa force de contraction pour apporter plus d’oxygène aux muscles. Le retour veineux augmente, le remplissage est plus important et le VES peut s’élever. Au repos, un athlète entraîné peut avoir une fréquence cardiaque plus basse car son VES est plus grand. Les bruits anormaux, comme un souffle, peuvent signaler un problème de valve, et l’échocardiographie permet de visualiser les mouvements et les flux. Comprendre le cycle cardiaque aide à interpréter tension artérielle, pouls et essoufflement.