Maladie coronaire

Rami El Mahmoud, Pierre Michaud, Karim Wahbi, Simon Weber

Description

Pour faire face à la grande variabilité des besoins énergétiques du myocarde, qui peuvent être multipliés par cinq en quelques secondes lors de l’effort et du stress, la circulation artérielle coronaire doit être particulièrement performante et réactive. Pour des raisons imparfaitement élucidées pour l’instant, cette circulation coronaire est le territoire de prédilection de localisation de la maladie athéromateuse. Une bonne compréhension de la physiologie de la circulation coronaire ainsi que des processus de formation et d’évolution des plaques d’athérome dont elle est souvent porteuse, permet de comprendre les symptômes, les méthodes d’explorations, les événements cliniques et enfin, les moyens thérapeutiques à utiliser dans les diverses formes cliniques de la maladie athéromateuse coronaire.

Sujets

• Cardiologie

Informations

• Publié par: Editions du Traité de Médecine
• Date de parution: 01 janvier 2018
• Nombre de lectures: 0
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

1

PARTIE S05P03

1

Chapitre S05P03C01 Maladie coronaire

Pathologie cardiovasculaire

Physiopathologie de la maladie coronaire

S IMON W EBER ET K ARIM W AHBI

01 C  P03 5 S0

01 C 03 P 05 S

Pour faire face à la grande variabilité des besoins énergétiques du myocarde, qui peuvent être multipliés par cinq en quelques secondes lors de l’effort et du stress, la circulation artérielle coronaire doit être particulièrement performante et réactive. Pour des raisons imparfaite ment élucidées pour l’instant, cette circulation coronaire est le terri toire de prédilection de localisation de la maladie athéromateuse. Une bonne compréhension de la physiologie de la circulation coronaire ainsi que des processus de formation et d’évolution des plaques d’athé rome dont elle est souvent porteuse, permet de comprendre les symp tômes, les méthodes d’explorations, les événements cliniques et enfin, les moyens thérapeutiques à utiliser dans les diverses formes cliniques de la maladie athéromateuse coronaire.

Cahier des charges de la circulation coronaire

Faire face à la variabilité de la consommation en oxygène du myocarde Le muscle strié myocardique, pour faire face à son activité contrac tile permanente, 24 heures/24, très variable d’un moment à l’autre, est fortement consommateur d’oxygène et d’énergie. Seules, en effet, la glycolyse et la lipolyse aérobie, au niveau mitochondrial, produisent suffisamment d’adénosine triphosphate (ATP) pour permettre une activité musculaire efficace. Contrairement aux autres muscles striés, le myocarde est totalement dénué de réserve énergétique. Il n’y a pas de glycogène, ni d’autre forme de stockage de l’ATP. Les apports en oxy gène et en substrat énergétique doivent donc être régulés quasiment battement par battement en fonction des besoins du cœur. Les princi paux métabolites énergétiques consommés par le myocarde sont le

S05P03C01

Contenu en O artériel 2 Anémie Hypoxémie

Débit coronaire Diastole

Résistance coronaire

Neurogène βAdrénergique 2 Cholinergique

Apports

Métabolique ATP Adénosine

Demande

Endothélium NO GMPc

Précharge

Fréquence cardiaque Effet chronotrope

Contractilité Inotropisme

Tension pariétale

Postcharge

Figure S05P03C011Déterminants de la balance énergétique du myo carde. GMPc : guanosine monophosphate cyclique ; NO : monoxyde d’azote.

glucose et, dans une forte proportion, les acides gras libres. Les besoins énergétiques dépendent bien sûr, du niveau d’activité contractile du cœur mais également, de ses paramètres de charge. Les trois principaux déterminants des besoins en oxygène (MVO 2 ) sont (Figure S05P03 C011) : – la fréquence cardiaque (effet chronotrope C+). Plus elle est élevée, plus la consommation augmente ; – la contractilité (inotroprisme I+) ; – la tension pariétale du ventricule gauche. Il s’agit là du détermi nant principal de la consommation en oxygène du myocarde. Cette grandeur physiologique un peu abstraite intègre en pratique l’épaisseur du myocarde et surtout, les conditions de charge de la fibre myocar dique, c’estàdire la précharge (assimilable à la pression télédiastolique du ventricule gauche) et la postcharge représentant les résistances à l’éjection du ventricule gauche. La postcharge est difficile à détermi ner précisément chez l’homme, mais elle peut être, de façon certes sim plifiée, assimilée à la pression artérielle systolique. Lors de l’exercice physique et des situations d’hypertonie adréner gique, les besoins en oxygène du myocarde s’accroissent par augmen tation synchrone de la fréquence cardiaque, de la contractilité et de la pression artérielle systolique. Chez un patient bien entraîné physique ment, les besoins en oxygène du myocarde peuvent, entre le repos et

l’effort physique extrême être multipliés par cinq en quelques dizaines de seconde. Deux paramètres supplémentaires augmentent le « challenge » de la circulation coronaire : – la perfusion du myocarde ne s’effectue que lors de la diastole, pen dant la systole, car du fait de la contraction du muscle, les artérioles intramyocardiques sont écrasées et ne circulent pas. Lors de l’effort, du fait même de la tachycardie, il y a simultanément augmentation des besoins et réduction des apports puisque la durée des diastoles diminue ; – contrairement à ce qui est observé au niveau des autres muscles striés (squelette, diaphragme), il n’y a pas au niveau coronaire d’anas tomose physiologique entre les divers territoires vasculaires. La circu lation coronaire humaine est dite terminale. Chez le sujet sain, chaque territoire coronaire (coronaire droite, interventriculaire antérieure, cir conflexe) doit assurer les apports énergétiques de la zone myocardique correspondante.

Potentiel de vasodilatation coronaire

Pour faire face en temps réel, battement par battement, à la variabi lité des besoins énergétiques du myocarde, la circulation coronaire est dotée d’un considérable potentiel de vasodilatation. Chez le sujet sain, les résistances coronaires peuvent diminuer drastiquement et rapide ment permettant, si besoin, le quintuplement du débit coronaire pré alablement évoqué. Les systèmes de régulation assurant cette vasodilatation particulièrement performante sont multiples : – lavasodilatation neurogène, à médiationβ 2 adrénergique et choli nergique concerne les gros troncs épicardiques ; la puissance de ce sys tème vasodilatateur est cependant modeste ; – lavasodilatation à médiation endothélialeconcerne principalement les artères coronaires de gros et de moyen calibre cheminant sur l’épi carde. L’endothélium coronaire élabore du monoxyde d’azote (NO), ce médiateur va être libéré aux deux pôles des cellules endothéliales. Vers la lumière artérielle, le NO assure un effet antiadhésif et antiagré gant plaquettaire. Au versant interne de la cellule endothéliale, au contact des fibres musculaires lisses coronaires, le NO exerce un puis sant effet vasodilatateur essentiellement par stimulation de la guanylate cyclase. L’augmentation des taux intracellulaires de guanosine mono phosphate (GMP) cyclique dans la fibre musculaire lisse coronaire est à l’origine d’une relaxation musculaire et donc d’un abaissement des résistances à l’écoulement. La régulation de la sécrétion de NO par les cellules endothéliales dépend, en partie, des paramètres physiques du flux coronaire. Lorsque celuici s’accélère, le stress tangentiel des cel lules endothéliales augmente, entraînant une libération de NO et secondairement, une diminution compensatrice des résistances à l’écoulement. La régulation endothéliale concerne principalement les gros troncs épicardiques ; ceuxci ne représentent chez le sujet normal qu’une faible partie des résistances à l’écoulement coronaire, mais en revanche, ces artères épicardiques sont le siège électif des lésions athé romateuses chez les sujets porteurs d’une maladie coronaire. Le rôle de la régulation endothéliale des résistances coronaires est alors particuliè rement important ; – lavasodilatation à médiation métaboliqueconcerne principalement les artères et artérioles coronaires de petit calibre, intramyocardiques. Le principe de cette régulation est simple. Lorsqu’à l’échelon de la fibre myocardique apparaît, par exemple lors du démarrage de l’effort, un déséquilibre même mineur entre les besoins et les apports en oxygène du myocarde, plusieurs métabolismes témoins de ce déséquilibre + s’accumulent, comme les lactates, les ions H et surtout l’adénosine. L’adénosine est le produit ultime de l’hydrolyse de l’ATP. Lorsque toutes les lésions riches en énergie de l’ATP ont été consommées par les protéines contractiles, l’accumulation d’adénosine entraîne un effet vasodilatateur artériolaire immédiat et puissant. Cet abaissement des

S05P03C01 • Maladie coronaire

résistances à l’écoulement permet une augmentation du débit coro naire rétablissant l’équilibre énergétique du myocarde. Si, par exemple, l’effort se poursuit, une nouvelle phase de carence énergétique peut être décelée, et immédiatement corrigée par une libération supplémen taire d’adénosine jusqu’à rétablissement d’un nouvel équilibre. Cette vasodilatation à médiation métabolique est le principal mécanisme d’équilibre des apports et des besoins en oxygène du myocarde chez le sujet normal ; – lepotentiel de vasodilatation de la circulation coronaireest appelé « réserve coronaire ». Elle est facilement mesurable expérimentalement (mesure de l’hyperémie réactionnelle après occlusion temporaire d’un vaisseau). Sa mesure chez le sujet sain ne peut être évidemment qu’indirecte et approximative, essentiellement appréhendée par les techniques isotopiques. En revanche, en cas de maladie coronaire, il est possible en cours de coronarographie de mesurer la réserve coronaire d’un territoire donné pour aider à juger du degré de sévérité d’un rétré cissement.

Autres protagonistes de l’équilibre à fort besoin myocardique

Chez le sujet sain, malgré la très grande variabilité des besoins en oxygène, la réserve coronaire est telle que les apports énergétiques du myocarde sont toujours assurés. Par exemple, l’ischémie myocardique n’est pas un facteur limitant du niveau maximal d’effort aussi bien chez les sujets moyennement entraînés que chez les sportifs de haut niveau. La limitation viendra le plus souvent du muscle strié squelettique, par fois des échanges gazeux pulmonaires, mais pas d’un défaut d’adapta tion des apports sanguins coronaires aux besoins cardiaques. L’équilibre énergique peut cependant être perturbé par des phéno mènes extracoronaires : – lorsque le contenu en oxygène du sang artériel coronaire est dimi nué, principalement en cas d’anémie, mais parfois par hypoxémie et désaturation lors de certaines pathologies pulmonaires aiguës ou chroniques ; – les tachycardies extrêmes peuvent entraîner une anaérobiose myo cardique, même en l’absence de pathologie coronaire. Le raccourcisse ment extrême des diastoles ne permet plus une circulation myocardique suffisante et peut conduire à l’ischémie. La plupart du temps, il s’agit d’une ischémie modérée transitoire sans réelles consé quences. Elle peut néanmoins, lors des tachycardies extrêmes et/ou prolongées, être responsable de douleurs thoraciques d’allure angi neuse, de modifications ischémiques du segment ST, voire de souf france cellulaire myocardique se traduisant par un largage de troponine et une diminution transitoire de contractilité. Ces facteurs « adjuvants » d’ischémie myocardique (notamment anémie, désatura tion et tachycardie extrême) sont rarement préoccupants lorsque les coronaires sont parfaitement saines. En revanche, ces mêmes para mètres peuvent entraîner une ischémie myocardique sévère s’il existe une maladie athéromateuse sousjacente qui était souvent méconnue et qui ne s’exprime qu’à l’occasion de l’anémie, de la désaturation ou de la tachycardie.

Athérome coronaire

La circulation coronaire représente l’une des localisations les plus fréquentes (probablement la plus fréquente chez les patients cauca siens) de la maladie athéromateuse. L’angine de poitrine, marqueur très caractéristique de la pathologie coronaire, aisément reconnaissable par un clinicien averti, a été décrite e dès la fin du XVIII siècle. Cette pathologie aisément identifiable était cependant rare, voire très rare, attribuable assez fréquemment à une aor tite syphilitique atteignant les ostia coronaires ; cette étiologie bien par ticulière de l’insuffisance coronaire a aujourd’hui quasiment disparu.

S05P03C01

2

3

Cardiologie

L’angine de poitrine et l’infarctus du myocarde sont devenus assez e soudainement, vers les premières décennies du XX siècle, fréquents, puis de plus en plus fréquents jusqu’à devenir dans les années 19501960 la première cause de mortalité dans les pays occidentaux [5]. Les facteurs de risque de la maladie athéromateuse sont très largement connus, éta blis et validés par d’excellentes études épidémiologiques. Il s’agit de l’âge et du sexe masculin, facteurs non modifiables, mais également de l’intoxication tabagique, de l’hypercholestérolémie, de l’hypertension artérielle, du diabète, de l’obésité, de la sédentarité. Ces facteurs de risque ont un rôle favorisant évident et majeur, mais ne fournissement probablement pas une explication exhaustive des mécanismes intimes de cette maladie. En effet, les populations urbaines aisées, qui compo e saient exclusivement la patientelle des médecins du XIX siècle et du e début du XX siècle, étaient fortement exposées à tous ces facteurs de risque et ne présentaient cependant que très rarement de l’angor (que leur médecin aurait facilement pu identifier). De même, on observe depuis deux décennies une diminution importante, parfois même très importante, non seulement de la mortalité liée à la maladie coronaire, mais également de la prévalence de cette pathologie ellemême. Cette diminution n’est que partiellement expliquée par l’amélioration des contrôles des facteurs de risque ; certains d’entre eux ont effectivement été en partie réduits par les interventions de santé publique (lutte contre tabagisme) ou par des traitements efficaces (hypertension artérielle, HTA). D’autres facteurs de risque tels que l’obésité, la sédentarité et le diabète ont en revanche augmenté. Les déterminants de la survenue, de la croissance, puis depuis deux décennies, de l’amorce de la décroissance de cette maladie ne sont donc pas encore tous élucidés. Aux facteurs de risque traditionnels précédemment évoqués, s’ajoutent d’autres mécanismes d’athérogenèse. Les maladies inflam matoires chroniques telles les connectivites ou la polyarthrite rhuma toïde augmentent fortement le risque coronaire ; plus accessoirement, la radiothérapie thoracomédiastinale représente également un facteur favorisant de l’athérome coronaire. La vulnérabilité particulière de la circulation coronaire par rapport à d’autres circulations artérielles d’organes n’est pas non plus clairement comprise. Par exemple, les artères mammaires internes, artères intrathoraciques de calibre simi laire à celui des coronaires, ne sont jamais touchées par la maladie athé romateuse, même lorsqu’il existe de très nombreux facteurs de risque ; c’est au demeurant pour cette raison qu’elles sont utilisées comme artères « de dérivation » lors des pontages aortocoronaires. La maladie athéromateuse concerne chez un patient donné l’ensemble de l’arbre artériel coronaire ; à l’échelon histologique et fonctionnel, les lésions athéromateuses sont toujours diffuses et la dys fonction endothéliale qui leur est associée est généralisée. En revanche, les conséquences sur l’écoulement du flux coronaire sont potentielle ment très variables : – souvent, la maladie athéromateuse n’est pas sténosante, n’ampute pas la réserve coronaire. Elle reste donc purement histologique sans aucune traduction clinique ; – parfois, toutefois, ce processus aboutit à la constitution de plaques sténosantes plus ou moins sévères, plus ou moins nombreuses, se concentrant habituellement à la partie proximale ou moyenne des gros troncs épicardiques. Dans les formes plus anciennes, plus évoluées et plus volontiers chez le patient diabétique, ce processus sténosant peut également concerner la distalité des artères coronaires épicardiques. Les premières étapes de l’athérogenèse coronaire sont représentées par l’infiltration dans la paroi de l’artère de cellules mononuclées d’ori gine circulantes, monocytes et macrophages [6]. Il en résulte, dans des proportions variables d’un patient à l’autre, et chez le même patient d’un endroit à l’autre de l’arbre artériel coronaire, deux phénomènes pathologiques : – d’une part, la stimulation, la prolifération des fibres musculaires lisses pariétales aboutissant à un épaississement progressif de la paroi pouvant réduire la lumière artérielle et représenter, audelà d’un cer

S05P03C01

tain stade, une gêne à l’écoulement du flux et donc une ischémie myocardique ; – d’autre part, l’infiltration lipidique de certaines de ces cellules mononuclées à partir de produits oxydés du LDLcholestérol. L’infil tration lipidique des cellules mononucléées peut devenir considérable, les transformant en structures quasi exclusivement graisseuses dont la fusion aboutit à la constitution de stries lipidiques (décelables histolo giquement dès les stades très précoces de la maladie), ou de flaques lipi diques englobées au sein des zones de prolifération du muscle lisse [1]. La fibrose et l’accumulation lipidique sont donc les deux protago nistes majeurs de l’apparition et du développement de la maladie coro naire [3]. À certains endroits du réseau artériel, le phénomène dominant est la prolifération cellulaire ; s’ensuit la constitution de sténoses « fibreuses » dont le développement rétrécit progressivement la lumière artérielle. Il s’agit des plaques coronaires stables. À d’autres endroits du réseau coronaire, chez le même patient, l’infiltration lipidique est plus importante ; les plaques sont mixtes, fibreuses et lipidiques, parfois à dominante lipidique. Ces plaques mixtes sont histologiquement repré sentées par une assise fibreuse, un cœur lipidique surmonté d’une chape de cellules fibreuses la séparant de la lumière du vaisseau coro naire. Ces plaques lipidiques, hétérogènes, sont instables et particuliè rement exposées au risque de rupture soudaine avec constitution d’une thrombose endoluminale (Figure S05P03C012). Il est très important de souligner qu’il existe chez le même patient, dans des proportions certes variables, des plaques d’athérome fibreux stables et des plaques d’athérome fibrolipidiques instables. Les diffé rences de structure des plaques d’athérome sont évidentes à l’échelon histologique, en pratique en postmortem chez l’homme [2]. Il n’y a actuellement pas de technique utilisable à large échelle en pratique cli nique permettant de détecter les plaques instables, vulnérables, et de les traiter électivement. L’angioscanner coronaire permet de détecter les plaques calcifiées et les plaques « molles » plus riches en lipidiques, mais ces nuances tomodensitométriques ne peuvent prédire le pronos tic évolutif de chaque lésion. Les méthodes d’imagerie endocoronaire par ultrasons ou tomographie de cohérence optique, autorisent une ébauche de quantification des composantes fibreuses et lipidiques [7]. Il s’agit cependant de techniques longues et lourdes, qui ne sont utili sables qu’en salle de cathétérisme et qui doivent pour l’instant être considérées comme un instrument de recherche clinique et non pas d’aide à la décision thérapeutique individuelle. La mise au point de méthodes cliniquement pertinentes de détermination de la vulnérabi lité, et donc du risque évolutif, d’une plaque d’athérome reste à faire.

Plaque stable sténosante

Plaque instable

Chape Cur lipidique

Plaque rompue Subocclusion coronaire (Angor instable, IDM ST)

Lyseréparation

Emboles Thrombose

Occlusion coronaire (Infarctus, mort subite)

Hémorragie

Figure S05P03C012Séquence histologique de la progression et de la rup ture de plaque d’athérome. IDM ST– : infarctus du myocarde sans susdéca lage du segment ST.