C'est l'ensemble des évènements qui correspondent à un battement cardiaque. L'activité électrique du cœur est stimulée par un réseau de cellules spécialisées et auto-excitatrices, les cellules cardionectrices, qui constituent le nœud sinusal situé dans la paroi de l'oreillette droite. Il a la capacité d'engendrer spontanément des excitations rythmiques, créant un potentiel d'action qui déclenche les contractions du cœur.
La systole est la contraction mécanique du muscle cardiaque, précédée par un phénomène électrique : la dépolarisation. Inversement, la diastole est le relâchement du muscle cardiaque précédé par une repolarisation. Les phénomènes électriques de dépolarisation et de repolarisation sont induits par la circulation des ions Na+, Ca2+ et K+ dans les myocytes. Ils précèdent toujours les phénomènes mécaniques.
Les concentrations intracellulaires et extracellulaires de ces cations sont donc essentielles à la production du potentiel d'action et influent considérablement sur l'activité cardiaque : un déséquilibre ionique nuit rapidement à l'efficacité de la pompe cardiaque.
Des concentrations élevées de K+ ou Na+ dans le sang diminuent la contractilité. L'excès de Na+ bloque l'entrée de Ca2+, ce qui diminue les forces de contraction et l'excès de K+ bloque la production du potentiel d'action. On voit donc qu'une augmentation modérée des concentrations ioniques interstitielles, et donc intracellulaires, augmente la fréquence cardiaque et renforce les battements du cœur.
La propagation du potentiel d'action génère des courants électriques détectables à la surface du corps et mis en évidence par un électrocardiogramme.
On obtient un tracé typique, représentatif d'un battement cardiaque. Chaque cycle est divisé en trois temps : la systole auriculaire, la systole ventriculaire et la période de relaxation.
La systole auriculaire (environ 0,1 seconde) correspond à la contraction des oreillettes pendant que les ventricules se relâchent (diastole ventriculaire).
- Le potentiel d'action nait dans le nœud sinusal. Il provoque la dépolarisation des oreillettes (représentée par l'onde 1), et par voie de conséquence leur contraction.
- Puis le potentiel d'action se propage à travers le myocarde des oreillettes jusqu'au nœud auriculo-ventriculaire, où il ralentit car les myocytes sont beaucoup plus petits.
C'est ce ralentissement qui donne le temps aux oreillettes de se contracter, propulsant le sang dans les ventricules. Le volume de sang augmente dans les ventricules avant le début de leur contraction. Ce qui fait que chaque ventricule contient un volume de sang d'environ 130 ml, c'est le volume télédiastolique. La fin de la systole auriculaire correspond à la fin de la diastole ventriculaire. - le grand pic correspond au début de la dépolarisation ventriculaire.
La systole ventriculaire (environ 0,3 seconde) correspond à la contraction des ventricules pendant que les oreillettes se relâchent (diastole auriculaire).
- Le potentiel d'action se propage dans les myocytes contractiles des ventricules : la dépolarisation des ventricules induit la systole ventriculaire.
La pression augmente dans les ventricules et donc les valves auriculo-ventriculaires, aortique et pulmonaire se ferment. C'est la période de contraction isovolumétrique.
- Pendant cette contraction la pression ventriculaire est supérieure à celles de l'aorte et du tronc pulmonaire, ce qui permet l'ouverture des valves aortique et pulmonaire. Le sang est éjecté du cœur, c'est la phase d'éjection ventriculaire.
A ce moment, le volume de sang qui reste dans le ventricule s'appelle le volume télésystolique (environ 60 ml). Ce volume soustrait du volume télédiastolique donne la quantité de sang réellement envoyée dans l'organisme, c'est le volume systolique d'environ 70ml. Il dépend du volume des cavités cardiaques et de la puissance du myocarde. Il doit exister un bon rapport entre ces deux éléments.
Au repos, le cœur n'expulse que la moitié ou les deux tiers de la quantité de sang qu'il contient. Ce qui reste de sang dans les ventricules constitue le résidu post-systolique.
La puissance des contractions augmentant au cours de l'exercice, il se produit une réduction de ce résidu post-systolique, d'où une éjection plus importante et une augmentation du volume systolique. Un cœur musclé est donc plus efficace.
Mais, l’importance des parois du cœur ne doit pas se faire au détriment du volume des cavités cardiaques, car le débit ne serait pas augmenté. Inversement, il ne sert à rien d'avoir de grandes cavités si les parois du cœur ne sont pas assez puissantes pour expulser le contenu de façon optimale. Donc l'entraînement physique doit être bien conduit : il s'agit d'avoir un cœur qui puisse assurer un débit cardiaque optimal.
D'autre part, le volume systolique diminue en cas d'hypertension et de rétrécissement des artères par l'athérosclérose, 2 facteurs très bien maîtrisables grâce à une hygiène alimentaire adaptée.
- L'onde 4 marque le début de la repolarisation ventriculaire, les ventricules vont entrer en relaxation (diastole ventriculaire).
La période de relaxation est d'environ 0,4 seconde. Cette phase est d'autant plus courte que le cœur bat vite, alors que les durées des systoles auriculaire et ventriculaire diminuent très peu.
Alors que les ventricules se relâchent, la pression diminuée produit un reflux du sang de l'aorte et du tronc pulmonaire. Ce sang, alors emprisonné, provoque la fermeture des valves aortique et pulmonaire, créant un volume constant pendant une courte période appelée relaxation isovolumétrique. Les ventricules continuent de se relâcher, la pression continue à diminuer, les valves auriculo-ventriculaires s'ouvrent et les ventricules se remplissent au ¾, ils sont prêts pour un nouveau cycle.
L'analyse d'un électrocardiogramme permet de déceler certaines anomalies cardiaques, ainsi que d'évaluer la réponse du cœur à l'activité physique.
Certains types d'exercices favorisent plus que d'autres le bon fonctionnement du système cardiovasculaire, ce sont les exercices aérobiques qui augmentent le débit cardiaque et accélèrent le métabolisme, par exemple : la marche rapide, la bicyclette, le jogging, la natation.
Pratiquer régulièrement une activité physique favorise la diminution de la pression artérielle, atténue l'anxiété et la dépression, et contribue au contrôle du poids corporel, non négligeable pour un bon fonctionnement cardiaque.
