Cycle cardiaque : phases, systole et diastole à l'ECG

1. Définitions

• Cycle cardiaque — séquence d'événements mécaniques et électriques au cours d'une seule contraction.
• Pour une FC de 75 bpm — durée de 0,8 s (systole ~0,33 s, diastole ~0,47 s).
• En cas de tachycardie — la diastole est principalement raccourcie (ce qui limite le remplissage).
• Systole — contraction, diastole — relaxation.

2. Phases de la systole ventriculaire

• Phase de contraction isovolumétrique : valves AV fermées (S1), valves sigmoïdes encore fermées. La pression augmente brusquement, le volume reste constant.
• Phase d'éjection rapide : la pression du VG dépasse la pression aortique (~80 mmHg), la valve aortique s'ouvre, le sang est éjecté.
• Phase d'éjection lente : la vitesse d'éjection diminue, les pressions du VG et de l'aorte s'égalisent presque.
• Fin : la pression du VG chute en dessous de celle de l'aorte → fermeture de la valve aortique (début de S2).

3. Phases de la diastole ventriculaire

• Phase de relaxation isovolumétrique : valves sigmoïdes fermées (S2), valves AV pas encore ouvertes. La pression du VG chute rapidement.
• Phase de remplissage rapide : lorsque la pression du VG devient inférieure à la pression auriculaire, les valves AV s'ouvrent, le sang afflue des oreillettes.
• Phase de remplissage lent (diastasis) : les pressions du VG et des oreillettes s'égalisent.
• Systole auriculaire (onde P à l'ECG) : procure 15 à 25 % supplémentaires du volume du VG (« coup de piston auriculaire »).

4. Pressions dans les cavités et les vaisseaux

5. Volume d'éjection systolique et débit cardiaque

• VTD (volume télé-diastolique) du VG — 120 ml.
• VTS (volume télé-systolique) — 50 ml.
• VES (volume d'éjection systolique) = VTD − VTS = 70 ml.
• FE (fraction d'éjection) = VES / VTD × 100 % = 58 % (norme ≥ 52 % chez l'homme, ≥ 54 % chez la femme).
• DC (débit cardiaque) = VES × FC = 70 × 75 ≈ 5,25 l/min au repos.
• Index cardiaque = DC / surface corporelle ; norme de 2,5 à 4,0 l/min/m².

6. Bruits du cœur

• S1 — fermeture des valves mitrale et tricuspide, début de la systole ; mieux audibles à l'apex.
• S2 — fermeture des valves aortique et pulmonaire, début de la diastole ; mieux au 2e espace intercostal. Dédoublement physiologique à l'inspiration (l'aortique précède le pulmonaire).
• S3 — en début de diastole (remplissage rapide) ; normal chez les sujets jeunes de moins de 40 ans, pathologique chez l'adulte (insuffisance cardiaque, surcharge volémique).
• S4 — présystolique (systole auriculaire contre un VG rigide) ; pathologique (HVG, sténose aortique, IDM).
• Supplémentaires : claquement d'ouverture mitrale (COM) dans le sténose mitrale ; clic systolique dans le prolapsus de la valve mitrale.

7. Correspondance avec l'ECG

• Onde P → systole auriculaire (à la fin de la diastole ventriculaire).
• Intervalle PR → délai de conduction dans le nœud AV.
• QRS → début de la systole ventriculaire ; immédiatement après le QRS — S1.
• Segment ST → phase d'éjection lente + plateau du PA.
• Onde T → repolarisation ventriculaire, fin de la systole ; immédiatement après le T — S2.
• Intervalle QT → durée de la systole ventriculaire (électrique).

8. Régulation du cycle cardiaque

• Loi de Frank-Starling : ↑ VTD → ↑ force de contraction (jusqu'à une certaine limite).
• Loi du « tout ou rien » pour le myocarde (contrairement au muscle squelettique).
• Précharge (preload) — pression télé-diastolique du VG (PTDVG) ; étirement des fibres avant la contraction.
• Post-charge (afterload) — résistance contre laquelle le ventricule se contracte (PA aortique, RVS).
• Contractilité — propriété intrinsèque du myocarde, régulée par le système sympathique (β1 → ↑) et les agents inotropes.
• Fréquence cardiaque — régulée par le système nerveux autonome : sympathique ↑, parasympathique (vague) ↓.

9. Corrélations cliniques

• Sténose mitrale — allongement de la diastole auriculaire, ↑ de la pression dans l'OG → fibrillation auriculaire, stase dans la petite circulation.
• Sténose aortique — ↑ de la post-charge, hypertrophie ventriculaire gauche (HVG), B4, souffle systolique tardif.
• Insuffisance mitrale — souffle pansystolique, régurgitation dans l'OG, surcharge volémique, B3.
• Insuffisance cardiaque avec FEVG préservée (HFpEF) — dysfonction diastolique, altération du remplissage.
• Insuffisance cardiaque avec FEVG abaissée (HFrEF) — dysfonction systolique.
• Tamponnade péricardique — limitation du remplissage diastolique de toutes les cavités.

10. Diagramme de Wiggers

• Représentation graphique du cycle cardiaque : pressions dans le VG, l'aorte et l'OG + volume du VG + ECG + bruits sur un même axe temporel.
• Permet de visualiser clairement : l'ouverture et la fermeture des valves, les phases actives, ainsi que la corrélation entre les événements mécaniques et électriques.
• Un classique des manuels ; utile pour comprendre les états pathologiques (SA, IM, SM, IA).

11. Vascularisation myocardique au cours du cycle

• Le VG reçoit du sangpresque exclusivement en diastole (la compression systolique des vaisseaux entrave le flux sanguin).
• En cas de tachycardie (↓ de la diastole) — risque d'ischémie du VG.
• VD — flux systolodiasstolique (pression plus faible).
• Réserve coronaire — capacité à ↑ le débit sanguin de 4 à 5 fois à l'effort.

12. FAQ

Pourquoi la diastole souffre-t-elle principalement en cas de tachycardie ?
La systole reste relativement constante (~0,3 s), tandis que la diastole se raccourcit proportionnellement à la fréquence cardiaque. Si la FC > 150 — il n'y a presque plus de diastole, le remplissage et le flux coronaire sont altérés → ischémie, ↓ du débit cardiaque.

Qu'appelle-t-on « systole auriculaire » (ou « contraction auriculaire télédiastolique ») et quand est-elle importante ?
La systole auriculaire fournit 15 à 25 % du VDF du ventricule. En présence d'un myocarde rigide (HVG, SA, sujets âgés), cette proportion s'élève jusqu'à 40 %. Sa perte (FA) → chute du débit cardiaque, en particulier dans le SA et l'HFpEF.

Pourquoi le B2 se dédouble-t-il lors de l'inspiration ?
L'inspiration ↑ le retour veineux vers le VD → prolonge sa systole → fermeture de la valve pulmonaire plus tardive que celle de l'aorte. Normalement, le dédoublement est de 20 à 40 ms. Le dédoublement paradoxal (à l'expiration) s'observe dans le bloc de branche gauche (BBG).

Que signifie un « bruit de galop » ?
Un rythme à trois ou quatre bruits (B1 + B2 + B3/B4 ± les deux). Le galop protodiastolique (B3) — en cas d'insuffisance cardiaque avec dysfonction systolique. Le galop présystolique (B4) — en cas d'HVG, de SA, d'hypertension, d'ischémie. Le galop de sommation — en cas de tachycardie avec présence simultanée de B3 et B4.

Comment le cycle cardiaque est-il modifié en cas de fibrillation auriculaire ?
Rythme irrégulier → durées de cycle variables ; absence de systole auriculaire efficace → pouls inconstant (écart entre la FC à l'artère radiale et à l'auscultation) ; ↑ du risque thromboembolique d'origine auriculaire gauche.

Voir aussi : ECG normal · Auscultation cardiaque · Insuffisance cardiaque · Valvulopathies · Catalogue de cardiologie