L'effet des ions sur le rythme et la force contractile du coeur isolé perfusé d'une grenouille

Résumé du document

Le coeur est l'élément central du système cardio-circulatoire, il peut être assimilé à une pompe qui propulse le sang oxygéné jusqu'aux organes cibles grâce aux artères. Le coeur est doué d'un automatisme qui lui permet de battre même lorsqu'il n'est plus innervé (ce qui nous permet de réaliser l'expérience). L'activité cardiaque est modulée par certains paramètres ainsi la fréquence cardiaque est régulée par : la température corporelle, le système nerveux autonome et endocrinien et les réflexes du coeur. Les ions et les neuromédiateurs ont des effets distincts sur le rythme et la force contractile du coeur. Les cellules comportent de nombreux canaux ioniques permettant l'entrée de calcium, de sodium et de potassium. De plus, le coeur est innervé par deux nerfs : le parasympathique qui libère de l'acétylcholine et le sympathique qui libère de l'adrénaline.
Ici, nous allons analyser le comportement du coeur face à différentes solutions : hypocalcique, hypercalcique, hyposodique, adrénaline et acétylcholine.

Extraits

[...] La cellule est ainsi dépolarisée, ceci prouve que l'adrénaline n'agit que sur la fréquence cardiaque et la force contractile. L'acétylcholine provoque une vasodilatation, elle agit comme un frein, on parle de frein vagual car elle diminue la force contractile (inotrope négatif) et la fréquence cardiaque, (chronotrope négatif). Ce neuromédiateur est présent chez quasiment tous les vertébrés, c'est la première régulation cardiaque. La durée du cycle augmente et la vitesse maximale de contraction diminue. On remarque que ces effets sont amplifiés si on injecte une solution d'acétylcholine de 10-7M au lieu de 10-8M. [...]

[...] Le nœud de la ligature sur la canule est fermé. Afin de libérer le cœur, nous avons sectionné les aortes, les vaisseaux restants et toutes les adhérences conjonctives et injecté le Ringer hépariné dans l'ensemble du cœur afin de le maintenir dans de bonnes conditions physiologiques pour le reste de l'expérience. Ce cœur est placé dans une cuve en plexiglas, la canule est reliée à un système de deux robinets trois voies auxquels sont reliées deux éprouvettes, l'une contenant du Ringer normal, l'autre contenant la solution test. [...]

[...] Afin d'étudier les effets des neuromédiateurs, nous allons injecter une solution d'adrénaline de concentration 10-6M, ainsi que deux solutions d'acétylcholine à 10ˉ7M et 10ˉ8M. Résultats (cf annexe) Le premier tableau concerne les effets des concentrations ioniques : (cf Annexe Une solution hypocalcique fait augmenter la fréquence cardiaque. La force contractile et la durée du cycle (systole + diastole) sont diminuées. La vitesse maximale de contraction est quasiment la même. Une solution hypercalcique fait augmenter la fréquence cardiaque et la vitesse maximale de contraction mais diminuer la force contractile. [...]

[...] La durée du cycle est inchangée, la force contractile et la vitesse maximale de contraction diminuent. L'acétylcholine à la concentration 10-8M tend à faire diminuer la fréquence cardiaque, la force contractile, la vitesse maximale de contraction mais la durée du cycle (systole + diastole) augmente. L'acétylcholine de concentration 10-7M provoque les mêmes effets que l'acétylcholine de concentration 10-8M avec des effets plus prononcés. La courbe et le tableau : (cf Annexe Il s'agit de la courbe d'étalonnage du capteur de force ( Au dessous, se trouve le tableau des valeurs correspondant à la courbe (1kg = 9,8N). [...]

[...] Ceci montre que le calcium n'a d'effets que sur la fréquence (on passe de 29,12 BPM à 31,25 BPM) et la force contractile (on passe de 13,51 mV à 12,12 mV). Si l'on injecte une solution hypercalcique, on observe une augmentation de la fréquence (de 29,41 BPM à 32,36 BPM) et une diminution de la force contractile ( de 11,64 mV à 7,06 mV). La durée du cycle reste la même. Ces phénomènes sont amplifiés par rapport à la solution hypocalcique pour les mêmes raisons car le calcium est en plus grande quantité. [...]