Électrocardiographie

L'électrocardiographie (ECG) est une représentation graphique du potentiel électrique qui commande l'activité musculaire du cœur. Ce potentiel est recueilli par des électrodes à la surface de la peau.

L'électrocardiogramme est le tracé papier de l'activité électrique dans le cœur. L'électrocardiographe est l'appareil permettant de faire un électrocardiogramme. L'électrocardioscope, ou scope, est un appareil affichant le tracé sur un écran.

C'est un examen rapide ne prenant que quelques minutes, indolore et non invasif, dénué de tout danger. Il peut être fait en cabinet de médecin, à l'hôpital, voire à domicile. Son interprétation reste cependant complexe et requiert une certaine expérience du clinicien. Il permet de mettre en évidence diverses anomalies cardiaques et a une place importante dans les examens diagnostiques en cardiologie.

Histoire de l'électrocardiographie[-]

Willem Einthoven inventa le galvanomètre à cordes au début du 20e siècle.

Les courants électriques qui circulent dans le cœur entraînent des potentiels électriques et sont les responsables de l'activité musculaire cardiaque. Ces potentiels électriques sont connus depuis les travaux de Carlo Matteucci en 1842. Les premières expérimentations sont réalisées en 1878 par John Burden Sanderson et Frederick Page qui détectent à l'aide d'un électromètre capillaire les phases QRS et T. En 1887 le premier électrocardiogramme humain est publié par Augustus D. Waller. En 1895 Willem Einthoven met en évidence les cinq déflexions P, Q, R, S et T, il utilise le galvanomètre à cordes en 1901 et publie les premières classifications d'électrocardiogrammes pathologiques en 1906. Il obtiendra en 1924 un prix Nobel pour ses travaux sur l'électrocardiographie. Les dérivations précordiales sont utilisées pour le diagnostic médical à partir de 1932 et les dérivations frontales unipolaires à partir de 1942, ce qui permet à Emanuel Goldberger de réaliser le premier tracé sur 12 voies.

On notera qu'en 1938 une conférence internationale transatlantique a fixé la position des dérivations précordiales, V1 à V6.
Aujourd'hui l'électrocardiographie est une technique relativement peu coûteuse, permettant à l'aide d'un examen indolore et sans danger, de surveiller l'appareil cardio-circulatoire, notamment pour la détection des troubles du rythme et la prévention de l'infarctus du myocarde.

L'électrocardiographe[-]

L'électrocardiogramme enregistre l'activité électrique du cœur. La position des électrodes par rapport au cœur détermine l'aspect des déflexions sur l'enregistrement.

Le signal électrique détecté est de l'ordre du millivolt. La précision temporelle nécessaire est inférieure à 0.5 ms (ordre de grandeur de la durée d'un spike de stimulateur cardiaque.)
Les appareils étaient, jusqu'à une époque récente, analogiques. Les plus récents sont numériques. La fréquence d'échantillonnage atteint près de 15 kHz^[1].
Un filtrage numérique permet d'éliminer les signaux de hautes fréquences secondaires à l'activité musculaire autre que cardiaque et aux interférences des appareils électriques. Un filtre basse fréquence permet de diminuer les ondulations de la ligne de base secondaire à la respiration.

La qualité du signal peut être améliorée par le moyennage de plusieurs complexes, mais cette fonction entraîne des artéfacts en cas d'irrégularités du rythme cardiaque ou d'extrasystoles, surtout ventriculaire. Cette technique de moyennage est particulièrement employée sur les appareils adaptés aux épreuves d'effort où le tracé est fortement artéfacté par le patient en mouvement.

Le tracé numérique peut être ensuite stocké sur un support informatique. La norme SCP-ECG tend à se développer. La norme DICOM (utilisée en imagerie médicale) permet également de stocker des données de type oscillogramme (Supplement 30: Waveform Interchange) dont des ECG

Les douze dérivations[-]

L'ECG à 12 dérivations a été standardisé par une convention internationale^[3]. Elles permettent d'avoir une idée tridimensionnelle de l'activité électrique du cœur.

L'ECG à 12 dérivations comporte six dérivations frontales (DI DII DIII aVR aVL et aVF) et six dérivations précordiales (V1 à V6).

Six dérivations frontales[-]

• DI : mesure bipolaire entre bras droit et bras gauche.
• DII : mesure bipolaire entre bras droit et jambe gauche.
• DIII : mesure bipolaire entre bras gauche et jambe gauche.

La lettre D pour dérivation n'est pas en usage dans les pays anglo-saxons qui les appellent tout simplement I, II et III

• aVR : mesure unipolaire sur le bras droit.
• aVL : mesure unipolaire sur le bras gauche.
• aVF : mesure unipolaire sur la jambe gauche.

La lettre a signifie "augmentée"
DI, DII, et DIII décrivent le triangle d'Einthoven, et on peut calculer la valeur de toutes ces dérivations à partir du signal de deux d'entre elles. Par exemple, si on connaît les valeurs de (DI) et (DII) : Enoncé de la Theorie d'Einthoven : le cœur se trouve au centre d'un triangle équilatéral formé par les membres supérieurs et la racine de la cuisse gauche.

• III = II − I
• aVF = II − I / 2
• aVR = − I / 2 − II / 2
• aVL = I − II / 2

Ces équations expliquent que les électrocardiogrammes numériques n'enregistrent plus en réalité que 2 dérivations et restituent les 4 autres à partir de celles-ci par simple calcul.

Six dérivations précordiales[-]

• V1 : 4^e espace intercostal droit, bord droit du sternum (parasternal).
• V2 : 4^e espace intercostal gauche, bord gauche du sternum (parasternal).
• V3 à mi-chemin entre V2 et V4.
• V4 : 5^e espace intercostal gauche, sur la ligne médioclaviculaire.
• V5 : même horizontale que V4, ligne axillaire antérieure.
• V6 : même horizontale que V4, ligne axillaire moyenne.

Autres dérivations[-]

Elles sont faites dans certains cas pour affiner, par exemple, le diagnostic topographique d'un infarctus du myocarde

• V7 : même horizontale que V4, ligne axillaire postérieure.
• V8 : même horizontale que V4, sous la pointe de la scapula (omoplate).
• V9 : même horizontale que V4, à mi-distance entre V8 et les épineuses postérieures.
• V3R, symétrique de V3 par rapport à la ligne médiane.
• V4R, symétrique de V4 par rapport à la ligne médiane.
• VE, au niveau de la xiphoïde sternale.

L'axe électrique du cœur[-]

Axe électrique et dérivations frontales.

Polarité des complexes QRS sur les 3 premières dérivations frontales et axe électrique du cœur.

C’est l’angle du champ électrique généré par les cellules cardiaques lors de l'activation ventriculaire. On assimile ce champ à un vecteur unique dans le plan frontal. L’axe se mesure par la comparaison des amplitudes (idéalement des surfaces) respectives du segment QRS (positivité – négativité) dans les dérivations frontales. La plus grande positivité du QRS (onde R) donne une bonne idée de l’axe du cœur. Comme la dépolarisation physiologique se fait du nœud AV vers la pointe des ventricules, l'axe moyen du cœur est situé entre 30 et 60° mais il peut être normal entre -30° et +100°. On parle de déviation axiale gauche au-delà de -30° et de déviation axiale droite au-delà de +100°. Dans certaines configurations, l'axe électrique n’est mesurable car situé dans un plan perpendiculaire au plan frontal, ceci n'est pas un signe de tracé pathologique. L'axe électrique du cœur dans le plan horizontal est nettement moins utilisé en pratique. Un axe anormal peut être le signe de perturbations dans la séquence d'activation des ventricules ou même de dommages cellulaires.
Axe droit. Axe du cœur entre +90 et +120° (surface du QRS en D3 > D2, en VF comparable à D3, négative en VR). Cette angulation est physiologique chez l'enfant et chez le sujet longiligne, il est anormal en cas de surcharge ventriculaire droite (comme lors d'un cœur pulmonaire aigu ou chronique ou d'un rétrécissement mitral).
Axe gauche. Axe du cœur entre +30 et –30° (surface du QRS en D1 > D2, en VL comparable à D2, presque isoélectrique en VF). Cette angulation est physiologique chez l'adulte de plus de 50 ans et chez l'obèse, il est pathologique en cas de surcharge ventriculaire gauche (comme dans l'hypertension artérielle, la maladie valvulaire aortique, l'insuffisance mitrale).
Axe hyperdroit. Axe du cœur > 120° (surface du QRS en D3 > D2, négative en D1 et positive en VR). Cette angulation est toujours pathologique et peut évoquer une cardiopathie congénitale, un hémibloc postérieur gauche au-delà de 100° ou une surcharge ventriculaire droite.
Axe hypergauche. Axe du cœur < -30° (surface du QRS positive en D1 et négative en D2-D3). Cette angulation évoque une surcharge ventriculaire gauche ou un hémibloc antérieur gauche au-delà de -45°.
Axe indifférent. Axe du cœur moyen, entre +30 et +60° (surface du QRS en D2 > D1 > D3, positive en VL, en D1 comparable à VF), qui est physiologique.
Axe dans le no man’s land. Axe situé dans le no man’s land (180-270°). S’il n’y a pas erreur dans la position des électrodes, un tel axe évoque une origine ventriculaire des QRS en faveur d’une tachycardie ventriculaire. Il traduit une activation de la pointe du cœur vers la base et donc le contraire de ce qui se produit en cas d’activation via le faisceau de His.
Axe perpendiculaire. Axe du cœur incalculable car perpendiculaire au plan frontal (tous les QRS ont sensiblement la même amplitude et la même morphologie). Cet aspect est secondaire à une bascule du cœur vers le plan sagittal.
Axe vertical. Axe du cœur entre 60 et 90° (surface du QRS en D2 > D3 > D1, négative en VL, et en D2 comparable à VF), physiologique chez l'adolescent ou le sujet longiligne. Chez le patient plus âgé ou obèses, il peut évoquer une surcharge cardiaque droite.

Utilisation médicale de l'ECG[-]

Qu'est ce qu'un bon ECG ?[-]

L'analyse d'un ECG commence par le contrôle de l'interprétabilité du tracé. L'étalonnage de la vitesse de déroulement du papier doit être de 25 mm/s, et celle de l'amplitude de 1 cm pour 1 mV. Dans ce cas, 0,1 mV = 0,04 s = un carré de 1 mm de côté sur le tracé.

Il doit comporter :

• les 12 dérivations comportant quelques complexes, ainsi qu'un tracé plus long d'au moins une dérivation, permettant de bien visualiser le rythme cardiaque,
• l'identité du patient,
• la date et l'heure du tracé, et éventuellement, les circonstances de ce dernier (systématique, douleur, palpitations, ...),
• un calibrage correct : étalonnage de la vitesse de déroulement du papier de 25 mm/s et étalonnage en amplitude de 1 cm/mV. Ces deux informations sont systématiquement reportés sur le tracé, et l'étalonnage en amplitude est prouvé par un signal de calibration visible sur le tracé. Un bon étalonnage est indispensable à l'analyse du tracé. L'unité Ashmann est définie par 0.1 mV égal 0,04 s, qui correspond à un carré de 1 mm de côté. Toute modification d'étalonnage modifie l'amplitude des déflexions et rend l'ECG ininterprétable au regard des références classiquement utilisées.

Le tracé doit être par ailleurs indemne le plus possible de parasites électriques sur l'ensemble des dérivations et avec une ligne de base rectiligne (et non ondulante).
Une recherche d'une malposition des électrodes doit être effectué. L'onde P doit être négative en aVR et positive en D1, D2 et V6. De plus les complexes QRS doivent avoir une morphologie et une amplitude progressant de façon harmonieuse dans les dérivations précordiales.

Bases de l'interprétation d'un ECG[-]

La lecture et l'interprétation d'un ECG requièrent une grande habitude qui ne peut être acquise par le médecin que par une pratique régulière. Il existe des logiciels livrés avec certains électrocardiographes pouvant aider au diagnostic, mais leur fiabilité approximative ne permet en aucun cas de se substituer au médecin.
Un ECG normal n'élimine en aucun cas une maladie du cœur. Un ECG anormal peut être également tout à fait anodin. Le médecin ne se sert de cet examen que comme un outil parmi d'autres, permettant d'apporter des arguments pour étayer son diagnostic.
Après les contrôles cités précédemment sur l'interprétabilité du tracé, l'analyse de l'ECG se poursuit par l'étude du rythme et de la fréquence cardiaque (nombre de QRS par unité de temps) :

• Un rythme cardiaque normal est un rythme dit « sinusal » : l'activité cardiaque sous contrôle du nœud sinusal se caractérise par :
• un rythme régulier avec un espace R-R constant ;
• la présence d'une onde P avant chaque QRS et d'un QRS après chaque onde P ;
• des ondes P d'axe et de morphologie normales
• un intervalle PR constant.
• Si le rythme est régulièr, on peut déterminer une fréquence cardiaque qui est égale à l'inverse de l'intervalle R-R (multipliée par 60, pour être exprimée en nombre de pulsations par minute). En pratique, on peut la déterminer en divisant 300 par le nombre de petits carrés de 5 mm séparant deux complexes QRS ; la mémorisation de la séquence « 300, 150, 100, 75, 60, 50 » permet ainsi une estimation rapide de la fréquence, par exemple s'il y a 2 carrés entre 2 QRS la fréquence est de 150 battements par minutes, s'il y a 4 carrés elle est de 75, s'il y a 6 carrés elle est de 50^[5],[6].

Représentation d'un ECG normal.

Le tracé électrique comporte plusieurs accidents répétitifs appelés « ondes », et différents intervalles entre ces ondes. Les principales mesures à effectuer lors de l'analyse d'un ECG sont celles de l'onde P, de l'espace PR, du complexe QRS, du délai d'inscription de la déflexion intrinsécoïde, du point J, de l'espace QT, du segment ST et enfin de l'onde T.

• Onde P correspond à la dépolarisation (et la contraction) des oreillettes, droite et gauche. On analyse sa morphologie (positive ou diphasique en V1 voire V2 et monophasique dans toutes les autres dérivations), sa durée (qui est de 0,08 à 0,1 seconde), son amplitude (inférieure à 2,5 mm en D2 et 2 mm en V et V2), son axe (déterminé de la même façon que pour l'axe des QRS, normalement situé entre 0 et 90°, généralement vers 60°) et sa synchronisation avec l'onde QRS.
• Intervalle PR (ou PQ) est le temps entre le début de P et le début du QRS. Il est le témoin du temps nécessaire à la transmission de l'influx électrique du noeud sinusal des oreillettes au tissu myocardique des ventricules (conduction auriculo-ventriculaire). Sa durée normale, mesurée du début de l'onde P au début du complexe QRS est de 0,12 à 0,20 seconde. La durée de l'espace PR diminue lorsque la fréquence cardiaque augmente. Il est normalement isoélectrique.
• Onde QRS (appelé aussi complexe QRS) qui correspond à la dépolarisation (et la contraction) des ventricules, droit et gauche. L'onde Q est la première onde négative du complexe. L'onde R est la première composante positive du complexe. L'onde S est la deuxième composante négative. Suivant la dérivation et sa forme, on parle ainsi d'aspect « QS », « RS », voire « RSR' » (pour une forme en M avec deux positivités). La forme et l'amplitude du QRS varient selon les dérivations et selon l'éventuelle pathologie du muscle cardiaque sous-jacent. Le complexe QRS a une durée normale inférieure à 0,1 seconde, le plus souvent inférieur à 0,08 s. L'axe des QRS normaux est compris entre 0 et 90°. La zone de transition correspondant à la dérivation précordiale dans laquelle les QRS sont isoélectriques est située normalement en V3 ou V4.
• Point J correspond au point de transition entre le complexe QRS et le segment ST. Il est normalement isoélectrique.
• Segment ST correspond au temps séparant le début de la dépolarisation ventriculaire représentée par le complexe QRS et la fin de la dépolarisation ventriculaire représentée par l'onde T. Le segment ST normal est isoélectrique du point J au début de l'onde T.
• Intervalle QT mesuré du début du QRS à la fin de l'onde T correspond à l'ensemble de la dépolarisation et de la repolarisation ventriculaire (temps de systole électrique). Sa durée varie en fonction de la fréquence cardiaque, il diminue quand la fréquence cardiaque augmente et augmente quand la fréquence cardiaque diminue. Son allongement voire son raccourcissement est lié dans certaines circonstances à l'apparition d'un trouble du rythme ventriculaire complexe nommé « torsades de pointes » potentiellement mortel. Ainsi utilise-t-on le QTc (QT corrigé) qui est la mesure de l'intervalle QT corrigé par la fréquence selon la formule QTc = QT/racine carré de l espace RR. L'hypoxie cardiaque et les troubles de la concentration sanguine en calcium affectent cet intervalle^[7].
• Onde T correspond à l'essentiel de la repolarisation (la relaxation) des ventricules, celle-ci commençant dès le QRS pour quelques cellules. Sa durée est de 0,20 à 0,25 secondes, l'analyse de sa durée est comprise dans l'analyse de la durée de l'intervalle QT. L'axe normal de l'onde T, calculé de la même façon que l'axe des QRS, est compris entre - 10 et 70°, souvent autour de 40°. L'onde T est normalement pointues, asymétriques et amples dans la plupart des dérivations. Elle peut être négative en V1 voire en D3 et aVF. Son amplitude dépend généralement celle de l'onde R qui la précède, elle est comprise entre 1/8 et 2/3 de celle de l'onde R et ne dépasse pas le plus souvent 10 mm.
• Onde T atriale est masquée par l'onde QRS et correspond à la repolarisation (la relaxation) des oreillettes. Celle-ci est négative.
• Onde U est une petite déflexion parfois observée après l'onde T dans les dérivations précordiales V à V4. Elle est positive dans toutes les dérivations sauf en aVR, son origine est discutée.

En cas d'anomalie, le tracé doit être idéalement comparé avec un ECG ancien chez le même patient : une repolarisation ventriculaire anormale n'a pas du tout la même signification si elle existe depuis plusieurs années que si elle est récente.

ECG normal[-]

Caractéristiques d'un ECG dit normal

• Rythme : Sinusal
• Onde P : Durée < 0,12 s ; Amplitude < 0,25 mV ; Positive et monophasique dans toutes les dérivations sauf aVR (où elle est négative) et V1 (où elle est biphasique) ; Axe entre 0 et 90°
• Espace PR : Isoélectrique ; entre 0,12 et 0,20 s
• Complexes QRS : Durée < 0,08 s ; Délai d'apparition de la déflexion intrinsécoïde < 0,04 s en V1 et 0,06 s en V6 ; Axe entre 0 et 90° ; Zone de transition en V3 ou V4
• Repolarisation : Point J et segment ST isoélectriques ; Ondes T positives, asymétriques, d'axe proche de celui des QRS

Techniques complémentaires[-]

Holter cardiaque[-]

Il s'agit d'un dispositif portable permettant l'enregistrement d'une ou plusieurs dérivations de l'ECG pendant plusieurs heures.
ECG au cours du test d'effort
Voir article épreuve d'effort.

Scope de surveillance

ECG à haute amplification[-]

Ce type d'enregistrement est surtout employé pour détecter l'apparition d'arythmie et la modification du segment ST-T sur une durée de 24 heures. Les électrodes utilisés sont comme pour tous les ECG des électrodes en Ag/AgCl. Des recommandations liées aux choix des voies enregistrées lors de l'acquisition des ECG HOLTER ont fait l'objet de plusieurs travaux. Les enregistrements sont soit analogiques soit numériques.

Electrophysiologie invasive [-]

Article détaillé : exploration électrophysiologique.

L'examen d'electropphysiologie cardiaque invasif est souvent appelé Etude électro-physiologique. Il s'agit d'un examen réalisé sous anesthésie locale. Des cathéters sont insérés dans la veine fémorale et guidés sous fluoroscopie jusqu'au cœur. Ces cathéters sont munis de capteurs connectés à un amplificateur, ce qui permet d'enregistrer les différences de potentiel entre deux capteurs. Le signal est interprété en fonction de la localisation du cathéter et de l'électro-cardiogramme de surface.

Un site très intéressant

Révision hyper concentrée du système digestif

TUBE DIGESTIF
- Bouche - dents
              - langue
              - glandes salivaires - parotides (oreillon = l`inflammation)
                                           - sous-maxillaires
                                           - sublinguales
              - sécrétion : - amylase salivaire (ptyaline ) transforme l`amidon)
- Pharynx – lieu de passage : - bol alimentaire – bouche  œsophage
                                            - l`air (O2) – bouche  voies respiratoires
               - 3 parties : - rhinopharynx (nasopharynx) - communiques avec fosses nasales
                                                                              - sur le coté l`orifice de la trompe d`Eustache
                                 - oropharynx – la partie buccale qui s`ouvre vers l`avant
                                                      – laisse passer - l`air
                                                                             - le bol alimentaire
                                 - laryngopharynx - division terminale
                                                           - laisse passer - l`air
                                                           - le bol alimentaire

- Œsophage - tube pour le passage du bol alimentaire
                    - 2 sphincters : - supérieur
                                           - inférieur
                    - rôle : production de mucus

- Estomac : - parties : - fundus
                                 - corps
                                 - antre pylorique
- réservoir – nourriture (reçoit la nourriture) :
                - malaxeur – nourriture est malaxée (rôle mécanique)
                - rôle : - chimique : - sécrétion - mucus
                                             - sucs digestifs : - HCl - bactéricide
                                                                      - pepsinogène + HCl = Pepsine (protéines)
                                                                      - lipase gastrique (lipides)
                                                                      - gastrine - favorise la motilité de l`intestin grêle
                                                                                     - stimule la sécrétion de - HCl
                                                                     - pepsinogène
                                                                                    - relâche le sphincter pylorique et la valvule
                                                                                      iléo-caecale

             - absorption : - certains médicaments (aspirine)
                                  - l`alcool
                                  - un peu H2O
- Intestin grêle : - parties : - duodénum
                                       - jéjunum
                                       - iléon
                        - rôle mécanique : - segmentation (mélange local du chyme č sucs digestifs)
                                                    - péristaltisme (l`avancé du chyme en direction du côlon)

                       - rôle chimique : - trypsinogène (protéines)
                                                - entérokinase + trypsinogène = trypsine
                                                - trypsine + agents précurseurs = - chymotrypsine
                                                - élastase protéines
                                                - carboxypeptidase
                                                - aminopeptidase
                                                - dipeptidase
                                                - amylase pancréatique – glucides
                                                - lipase pancréatique – lipides : - acides gras
                                                - hormones : - sécrétine stimulent la sécrétion pancréatique et biliaire
                                                                    - cholécystokinine
           - bile : - fabriquée par le foie : - canaux biliaires  canaux hépatiques  canal
                                                           cholédoque  ampoule de Vater  sphincter d`Oddi
                     - émulsionne les graisses pour favoriser la lipase
                     - contient : = H2O+sels biliaires+cholestérol+bilirubine

- sucs pancréatiques : - fabriqués par le pancréas – via canal Wirsung  canal Santorini
                                 - fonction exocrine - finalisent la digestion en vue d`absorption
                                 - contiennent : - trypsinogène – protéines
                                                       - entérokinase – protéines vers acides aminés
                                                       - amylase pancréatique – glucides vers glucose

                                                       - enzymes digestifs
                                                       - liquides légèrement alcalins
                                - fonction endocrine : - insuline (hormones pancréatiques)
                                                                 - glucagon
                                                                 - somatostatine
                                                                 - polypeptide pancréatique

- Gros intestin – Parties : - caecum
                                      - côlon ascendant
                                      - côlon transverse
                                      - côlon descendant
                                      - côlon sigmoïde
                                      - rectum
                                      - ampoule rectale
                   - Rôles : - chimique – sécrétion de mucus
                                 - absorption - de l`H2O
                                                    - vitamines B et K
                                 - mécanique : - contraction haustrales
                                                      - péristaltisme
                                                      - mouvements de masse


Pathologie Définition Causes Manifestations cliniques Soins Complications
Gingivite Inflam. de la gencive Mauvaise hygiène
Carence en vit C. Inflammation
Dlr
Saignement
Infection Enseigner soins hygiène bucco-dentaire
Rince bouche antibactérien
Alim. Riche en vit.C
Éviter les sucreries Rétraction gingivale
Déchaussement des dents
Chute des dents
Constipation Retard de l`élimination des selles ou ф défécation Sédentarité
Modif alimentation
Certains Mdx.
Cancer
Hémorroïdes
Fissures anales
Retarder le + l`élimination
Prise de laxatifs
Immobilisation au lit
Maladies qui ↓ le péristaltisme
Diète en fibres alim.
H2O suffisamment
Répondre rapide au besoin de défécation
Établir routine
Favoriser position assise
Favorise la marche
Laisser seule au moment de la défécation
Noter la qté. Et l`aspect quotidiennement Fécalome

Système respiratoire

Système cardio-respiratoire

Image fournie par Mr. MB

 

 



                            Mécanisme et principe de la respiration

L'appareil respiratoire permet un échange gazeux entre le sang des veines et l’air atmosphérique en fournissant au sang l’oxygène dont le corps à besoin et en expulsant les déchets gazeux de l’activité tel que le CO₂ (dioxyde de carbone).

La respiration correspond à deux mécanismes : l’inspiration qui fournit l’oxygène de l’air à l’organisme et l’expiration qui permet d’éliminer le CO₂.Cet échange gazeux se produit au niveau des poumons, dans les alvéoles pulmonaires grâce à une différence de pression entre les deux côtés (un gaz s’écoule du milieu le plus concentré vers le moins concentré).

Le terme de respiration à aussi un autre sens lorsqu’il correspond aux réactions chimiques oxydatives à l’intérieur des cellules de l’organisme : c’est la respiration cellulaire (elle correspond à la consommation d’oxygène au niveau cellulaire pour dégrader le glucose ou les lipides et produisant du CO₂.qui est donc un déchet de cette dégradation).

L’échange gazeux au niveau des alvéoles pulmonaires s’effectue par diffusion (dite alvéolo-capillaire) grâce à un mécanisme appelée la ventilation pulmonaire qui correspond à. l'ensemble des mouvements respiratoires assurant le renouvellement de l'air passant par les poumons. Ces mouvements se font grâce aux muscles respiratoires intercostaux et diaphragme (muscle fin à la base des poumons qui sépare la cage thoracique de l’abdomen).

La respiration est un phénomène automatique et inconscient. Au repos, le rythme ou fréquence respiratoire d'un adulte moyen est de 16 respirations par minute.

Chaque jour, un adulte inspire environ 8000 litres d’air (à raison de 0,5 litre d’air environ par inspiration).

Circulation et échanges gazeux

Lors de l’inspiration, l’air entre dans les poumons via la cavité nasale puis la trachée et le dioxygène (O₂) contenu dans l’air passe à travers la paroi des alvéoles pulmonaires. Il se fixe alors dans les capillaires sanguins directement sur les globules rouges (hématies) et à l’inverse le CO₂ dissous dans le plasma sanguin passe lui dans le sens inverse du sang vers l’air pulmonaire pour être expulsé par l’expiration.

Le sang alors oxygéné est ainsi transporté dans l’ensemble du corps (organes puis cellules) par les artères grâce à la circulation sanguine. Au niveau des cellules se produit la respiration cellulaire où l’O₂ est consommé et le CO₂ produit, par une réaction d’oxydo-réduction qui dégage de l’énergie (sous forme d’une molécule appelée ATP : Adénosine TriPhosphate). Le CO₂ produit est dissous dans le plasma sanguin et est réacheminé vers les poumons par la circulation sanguine veineuse pour être expulsé dans l’air pulmonaire par le mécanisme d’expiration.

Anatomie de l’appareil respiratoire

L'appareil respiratoire est formé d'un ensemble d'organes :

Les voies aériennes supérieures : correspondent à l’ensemble des conduits permettant à l’air d’accéder aux poumons (nez et bouche, naso et oro pharynx, larynx où se séparent les voies réspiratoires et digestives).

La trachée (ou trachée-artère) : tube maintenu ouvert par une vingtaine d'anneaux de cartilage rigide et flexible.

Les bronches : conduits (1 bronche principale par poumon) amenant l'air de la trachée à chaque poumon. La surface interne des bronches est recouverte par un tapis de cils vibratiles et de mucus permettant de filtrer et rejeter à l’extérieur les principales poussières et débris cellulaires. Les 2 bronches principales se subdivisent dans les poumons au niveau d’une partie appelée hile en bronches plus petites dites lobaires, qui elle mêmes se subdivisent en bronches segmentaires qui elle-même sont à nouveau subdivisées en bronches très petites appelée bronchioles. Les bronchioles sont fines comme des cheveux et se terminent par des sacs pleins d’air appelés les alvéoles pulmonaires.

Les alvéoles pulmonaires : tous petits sacs remplis d’air et présentant une paroi très fine au niveau de laquelle à lieu les échanges gazeux respiratoires. C’est donc une surface d’échange entre les deux compartiments. Le très grand nombre d’alvéoles pulmonaires permet une surface totale d’échange absolument astronomique d’environ 100m². Les alvéoles se gonflent d’air à l’inspiration et se vide lors de l’expiration. La fine paroi est recouverte de très nombreux et très fins vaisseaux sanguins, les capillaires au travers de la paroi desquels se réalise le véritable échange gazeux. Par ailleurs, afin de protéger le corps, des cellules appelées “macrophages” digèrent poussières et microbes grâce aux enzymes qu'elles contiennent au niveau des alvéoles pulmonaires.

Les poumons : organes volumineux et spongieux situés dans l’enceinte creuse de la cage thoracique peuvent contenir en tout 3 litres d’air environ à l’âge adulte. Ils sont constitués (voir ci-dessus) par les bronchioles, les alvéoles et les capillaires pulmonaires.et présentent plusieurs lobes (3 pour le poumon droit et 2 pour le gauche, laissant ainsi une cavité permettant au cœur de s’y loger). La surface des poumons (et l’intérieur du thorax) est tapissée par une mince membrane : la plèvre. Celle-ci présente deux feuillets qui renferment entre eux un liquide en toute petite quantité permettant aux deux feuillets et donc aux poumons de glisser dans la cage thoracique lors des inspirations et expirations.

08 La respiration Partie 1 par rule336

08 La respiration Partie 2 par rule336

Le sang

Le sang est un liquide vital qui circule continuellement dans les vaisseaux sanguins et le coeur.

Ce liquide sert à diffuser le dioxygène (O₂) et les éléments nutritifs nécessaires aux processus vitaux de tous les tissus du corps, et à transporter les déchets tels que le dioxyde de carbone (CO₂) ou les déchets azotés vers les sites d'évacuation (intestins, reins, poumons). Il sert également à amener aux tissus les cellules et les molécules du système immunitaire, et à diffuser les hormones dans tout l’organisme.

C’est la moelle osseuse qui produit les cellules sanguines au cours d’un processus appelé hématopoïèse^.

Éléments figurés

• ^{Érythrocytes ou hématies ou globules rouges (à peu près 99 %). Elles ne possèdent ni noyau ni organites, donc ne sont pas des cellules proprement dites. Elles contiennent l’hémoglobine (1⁄₃ des composants du cytoplasme) qui permet de transporter l’oxygène ainsi que le fer mais aussi le dioxyde de carbone ou le monoxyde de carbone. Leur durée de vie est de 120 jours et leur destruction est opérée par le foie, la rate ou la moelle osseuse.}
• ^{Leucocytes ou globules blancs (0,2 %), qui servent dans le système immunitaire à détruire les agents infectieux. Les leucocytes sont un ensemble hétéroclite de cellules :}
  • ^{les granulocytes ou polynucléaires (neutrophiles, éosinophiles, basophiles) ;}
  • ^{les lymphocytes ;}
  • ^{les monocytes.}
• ^{Thrombocytes ou plaquettes sanguines ou plaquettes (0,6 - 1,0 %), responsables de la formation du clou plaquettaire débutant la coagulation sanguine. Ce ne sont pas des cellules car elles ne contiennent pas de noyau, mais des fragments de cytoplasme provenant de leurs précurseurs, les mégacaryocytes (cellules géantes de la moelle osseuse).}

^{Ces éléments figurés constituent 45 % du sang entier (voir hématocrite), ce sont toutes les cellules contenues dans le sang. Les 55 % restants constituent le plasma sanguin, un liquide jaunâtre qui est la phase liquide et sert de suspension pour le sang.}

Plasma sanguin

Le plasma est la composante liquide du sang dans laquelle baignent les éléments figurés ; cependant il faut bien comprendre que les éléments figurés ne font pas partie du plasma. Il est constitué d’eau, d’ions et de différentes molécules qui sont ainsi transportées à travers l’organisme. Il faut encore le distinguer du sérum sanguin dont la définition est un peu différente de celle du plasma sanguin.

Voici les principales molécules du soluté du plasma : (le solvant étant bien évidemment l'eau)

• le glucose ;
• les lipides ;
• les hormones (qui peuvent être des protéines, des acides aminés modifiés, des stéroïdes, ou des lipides modifiés dont les prostaglandines et les thromboxanes) ;
• des protéines du complément qui ont un rôle majeur dans l’initiation de la réponse immunitaire et de l’inflammation ;
• des protéines de la coagulation sanguine (les facteurs de coagulation).

Fonctions

• Une fonction de transport : Le sang (liquide circulant) assure une double fonction de transport, il distribue l’oxygène et les nutriments nécessaires au fonctionnement et à la survie de toutes cellules du corps et en même temps, récupère le dioxyde de carbone et les déchets (urée) qui résultent de l’activité de tout organe vivant ;
• Le sang est constitué d’un liquide presque incolore très riche en eau (le plasma) dans lequel baignent des globules rouges, des globules blancs et des coagulants ;
• Le sang s’enrichit en nutriments et reçoit une grande partie de l’eau contenue dans les aliments ;
• Le sang se débarrasse des déchets collectés (dioxyde de carbone, etc) et s’enrichit en oxygène dans les poumons ;
• Le sang se débarrasse de son excès d’eau ; l’urine (de l’eau contenant des déchets) est « fabriquée » par les reins ;
• Seuls les globules rouges, qui contiennent de l’hémoglobine, donnent au sang sa couleur rouge. Leur nombre est considérable (4 500 000 par mm³ de sang) et leur fonction essentielle est le transport de l’oxygène et du dioxygène. Ces derniers se fixent en effet sur l’hémoglobine, facilités par sa forme de disque biconcave (région centrale : 0.8µm, région périphérique : 2.6µm) la plus apte a une fixation maximale.

Sang chez l’être humain

Le sang chez l'Homme représente 7 à 8 % de sa masse corporelle.
Les artères conduisent le sang du cœur vers les poumons et vers tous les autres organes. Elles sont le réservoir de pression du système cardio-vasculaire.
Les veines ramènent le sang des poumons ou de tout autre organe vers le cœur. La proportion volumique de sang y est plus grande que dans les artères. Elles servent de réservoir sanguin à la pompe cardiaque.
L'ensemble du flux sanguin passe par les poumons avant de repartir vers un autre organe.
Le cœur est une pompe foulante et aspirante qui éjecte le sang dans les vaisseaux de l’appareil circulatoire et qui contribue au retour veineux.
Le sang circule, toujours dans le même sens, à l’intérieur d’un circuit entièrement clos formé de vaisseaux sanguins de divers calibres, répartis dans tout le corps. Les contractions du cœur assurent la circulation du sang.
Quatre valves dont deux atrio-ventriculaires (entre l'oreillette et le ventricule du cœur) et deux ventriculaires (entre le ventricule du cœur et l'artère) assurent la circulation unidirectionnel du sang dans l'organisme.

Quelques chiffres

• Dans le corps d’un homme de 65 kilos, circulent 5 à 6 litres de sang, 4 à 5 litres chez une femme (augmentant jusqu'à 5 à 6 litres en cours de grossesse), dans celui d’un enfant, environ 3 litres et 250 millilitres pour un nouveau-né.
• Dans la moelle rouge des os, naissent chaque jour environ :
  • 25 billions de globules rouges ; et l'organisme doit en produire 2 millions de nouveaux par seconde afin de garder un même nombre d'hématies.
  • plusieurs milliards de globules blancs. Toutefois, ils sont 600 fois moins nombreux que les globules rouges.
  • Pour un seul globule blanc, il y a environ 30 plaquettes et 600 globules rouges !

Groupe sanguin

Un groupe sanguin est une classification de sang reposant sur la présence ou l'absence de substance antigéniques héritées à la surface des globules rouges (hématies). Ces antigènes peuvent être des protéines, des glucides, des glycoprotéines ou des glycolipides, selon le système de groupe sanguin, et certains de ces antigènes sont également présents à la surface d'autres types de cellules de différents tissus.
Les divers groupes sanguins sont regroupés en systèmes. Appartiennent à un même système de groupes sanguins l'ensemble des épitopes ou phénotypes résultant de l'action des divers allèles d'un même gène ou de gènes étroitement liés.

Le sang est un tissu liquide que l’on peut facilement prélever sur un individu sain pour le transfuser à un individu malade. Or, malgré une composition cellulaire identique de ce tissu, il existe une variabilité, ou polymorphisme des divers éléments du sang entre les individus, ce qui rend impossible la transfusion entre certains groupes de personnes. On dit des personnes qui présentent une même caractéristique qu’elles appartiennent au même groupe sanguin. Jusqu’à une époque récente, ces caractéristiques ont été mises en évidence grâce à des anticorps spécifiques d’un épitope, déterminant antigénique reconnu spécifiquement par un anticorps. Ces épitopes, déterminant divers phénotypes, sont génétiquement transmis.
La découverte du système ABO, le premier de ces systèmes, en 1900, par Landsteiner a permis de comprendre pourquoi certaines transfusions sanguines étaient couronnées de succès, alors que d'autres se terminaient tragiquement.
Classification
Ces différences antigéniques entre les individus définissent les différents groupes sanguins et peuvent porter aussi bien sur les éléments figurés du sang, globules rouges, globules blancs, plaquettes, que sur les protéines circulantes, en particulier les immunoglobulines. Le terme groupe sanguin ayant été appliqué aux seuls groupes connus avant les années 1950, à savoir aux groupes érythrocytaires, et ce terme étant souvent compris et en règle générale utilisé de façon restrictive dans cette acception, ce sont ces derniers qui seront traités dans la suite du présent article. Enfin, historiquement, ce sont les transfusions d'érythrocytes qui ont posé des problèmes cliniques d'incompatibilité, les autres éléments du sang n'étant que peu impliqués dans des accidents transfusionnels immédiats d'origine immunologique.
Nous dirons cependant un mot sur chacun des autres systèmes de groupes, en adressant le lecteur aux articles traitant de façon plus détaillée chacune de ces questions, ou y faisant référence, comme simple polymorphisme ou allotypie.

Groupes sanguins leucocytaires

C'est en travaillant avec des anticorps anti-leucocytes, et en tentant d'identifier des groupes leucocytaires, que Jean Dausset a découvert le système HLA. Il s'agissait en fait des antigènes d'histocompatibilité présents sur toutes les cellules de l'organisme.
Les leucocytes, portent également des antigènes spécifiques, soit aux différentes catégories de lymphocytes, soit aux polynucléaires. Ces derniers portent divers antigènes regroupés en 5 systèmes, HNA1, HNA2, HNA3, HNA4 et HNA5 (HNA pour Human Neutrophil Alloantigen).
Les anticorps dirigés contre les globules blancs, susceptibles d'être contenus dans un plasma transfusé, qu'il s'agisse d'anti HLA ou d'anti HNA, peuvent induire un accident transfusionnel grave, le TRALI (transfusion related acute lung injury) qui consiste en une atteinte œdémateuse pulmonaire.

Groupes sanguins plaquettaires
Il s'agit des systèmes HPA (Human Platelet Antigens), au nombre de 6 : HPA1, HPA2, HPA3, HPA4, HPA5, et HPA15, tels que définis par le Comité de Nomenclature des Plaquettes, PNC (Platelet Nomenclature Committee) créé en 2003 en association avec l'ISBT et l'ISTH (Société Internationale de Thrombose et Hémostase). Le plus connu de ces systèmes étant le système HPA1, suivi du système HPA5, dont les anticorps anti HPA1-a et HPA5-b sont impliqués respectivement dans 80 % et 10 % des cas d'incompatibilités fœto-maternelles plaquettaires.
Un anticorps dans l'un de ces systèmes entraîne :

• en cas d'incompatibilité fœto-maternelle, une thrombopénie chez le fœtus et le nouveau-né, causant parfois des hémorragies intracrâniennes qui peuvent être graves.
• chez l'adulte, une transfusion inefficace en cas de transfusion de plaquettes incompatibles. Cette transfusion peut être exceptionnellement suivie d'un purpura post-transfusionnel où sont non seulement détruites immédiatement les plaquettes transfusées, mais également, par un mécanisme discuté, les propres plaquettes du patient.

Groupes sériques

Il s'agit des groupes Am, Gm, Km des immunoglobulines A, G, et de la chaîne légère Kappa, ainsi que du groupe ISf (Inhibiteur San Francisco, situé sur la chaîne lourde des IgG1). Ces systèmes, dont le premier a été découvert par Grubb et Laurell, sont déterminés grâce à une antiglobuline, par une technique d'inhibition d'agglutination. La technique est indiquée dans les articles : « discuter:Robin Coombs », et dans le paragraphe allotypie dans « discuter:anticorps ».

Groupes érythrocytaires

Il s'agit des premiers groupes sanguins qui ont été découverts (ABO, MNS), et le terme groupes sanguins, utilisé de façon isolée, désigne en règle et de façon restrictive les groupes érythrocytaires, sinon on utilise le terme groupe plaquettaire, leucocytaire, ou sérique.
Les groupes sanguins sont identifiés usuellement avec des anticorps (immuno-typage), mais d'autres sondes sont utiles. Par exemple la plupart des lectines agglutinent les érythrocytes, se liant aux antigènes de groupe sanguin.

Groupes sanguins (érythrocytaires)

Les principaux groupes sanguins sont ceux qui définissent les systèmes ABO, Rhésus et Kell, mais il en existe beaucoup d'autres. Ces trois systèmes sont les plus importants, en pratique. Le premier, ABO, car il entraîne un accident transfusionnel immédiat en cas de transfusion incompatible, et de ce fait a été le premier découvert. Le second, Rhésus, car l'immunogénicité de deux de ses antigènes (D, et c, surtout) entraîne très fréquemment des immunisations sources d'accidents ultérieurs et d'incompatibilités fœto-maternelles. Le troisième système, Kell, car l'antigène Kell est très immunogène, moins cependant que l'antigène RH1, D, et donne de ce fait, mais moins fréquemment, les mêmes complications.
La détermination du groupe dans ces trois systèmes en ABO (A, B, AB ou O), en Rhésus (+ ou -), ou en Kell (+ ou -) se base, comme pour tous les systèmes, sur les caractéristiques des antigènes présents à la surface des érythrocytes et, pour le système ABO, sur les anticorps présents dans le sang.
Nous donnons ici la liste des différents systèmes définis et référencés par l'ISBT en août 2008, avec dans l'ordre leur numéro, leur dénomination initiale ou commune, leur dénomination abrégée (symbole) officielle ISBT et HGNC, la nature de l'épitope ou de l'élément qui le porte, la localisation chromosomique, et le lien vers la référence OMIM. Enfin, selon la nomenclature de l'ISBT, dans chaque système, un numéro à 3 chiffres est attribué à chaque spécificité antigénique. Ainsi, dans le système ABO (001) quatre spécificités sont référencées : A=001, B=002, AB=003, A1=004. Dans le système MNS (002) nous arrivons au numéro 046, et dans le RH nous dépassons le numéro 050...