MédecineCardiovasculaire

Insuffisance cardiaque et Frank–Starling

La boucle pression–volume et la courbe de Frank–Starling côte à côte, avec diurétiques, blocage du SRAA et inotropes.

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Le modèle

Élastance variable dans le temps (Suga et Sagawa) couplée à l'élastance de l'arbre artériel (Sunagawa). Le ventricule est décrit par deux courbes : la relation pression–volume télésystolique, dont la pente Ees EST la contractilité, et la relation télédiastolique, passive et exponentielle. Le système artériel est décrit par une seule droite, de pente Ea.

Le volume d'éjection systolique découle du couplage entre les deux. C'est cette équation qui explique la sensibilité à la postcharge : quand Ees est grande, elle domine le dénominateur et Ea compte peu ; quand Ees est petite, Ea fait toute la différence. C'est pourquoi la vasodilatation donne du volume d'éjection chez l'insuffisant cardiaque mais presque rien chez le sujet sain.

Valeurs types : Ees 2,0–3,5 mmHg/mL chez l'adulte sain et 0,4–1,2 en cas d'HFrEF ; Ea 1,5–2,5 mmHg/mL. La congestion pulmonaire est calculée à partir de la pression télédiastolique : au-delà d'environ 18 mmHg, le liquide passe dans l'interstitium ; au-delà de 25 mmHg, l'œdème pulmonaire devient alvéolaire.

ESPVR : P_es = Ees · (V − V0)EDPVR : P_ed = A · (e^(β·(V − V0)) − 1)Ea = P_es / SV = R / TSV = Ees · (EDV − V0) / (Ees + Ea)

Conseils

  • Prenez HFrEF, non traitée et abaissez uniquement les résistances périphériques. Le volume d'éjection systolique augmente sans qu'une seule goutte d'inotrope ait été donnée — c'est le mécanisme d'action du blocage du SRAA, exprimé en une courbe.
  • Faites de même à partir de Normal. Il ne se passe presque rien. Même geste, effet tout autre, et la différence tient à Ees.
  • Comparez HFrEF + diurétique à la situation de départ. La pression de remplissage chute fortement alors que le volume d'éjection systolique bouge à peine : le patient se trouve sur le plateau de la courbe. C'est pourquoi la déplétion soulage les symptômes sans améliorer le débit cardiaque.
  • Jouez sur la précharge à partir du préréglage Hypovolémie. Ici, on se trouve sur la partie raide et chaque millilitre donne du volume d'éjection. Même bolus, résultat inverse — c'est toute la réponse à la question de savoir quand le remplissage aide.
  • Prenez HFpEF et lisez la fraction d'éjection. Elle paraît normale alors que la pression de remplissage est à un niveau de congestion. La FEVG est un rapport, pas une mesure de la pression de remplissage.
  • Suivez Ea/Ees au fil des préréglages. Au-dessus de 1,3, le ventricule est mal couplé à l'arbre vasculaire, et c'est là que le travail d'éjection systolique par unité d'oxygène est le plus mauvais.

Simplifications. Le modèle est stationnaire : il calcule un état d'équilibre et non une évolution, et il est donc dépourvu de l'activation neurohormonale qui, dans la réalité, répond en quelques secondes à chaque changement. Le ventricule droit, les valves, la contrainte péricardique et la contribution auriculaire au remplissage n'y figurent pas. L'ESPVR est traitée comme linéaire, ce qu'elle n'est qu'approximativement, et la courbe télédiastolique est une forme moyenne. Les chiffres sont des ordres de grandeur destinés à l'enseignement, non des estimations pour un patient donné.

Le modèle repose sur

  • Suga H, Sagawa K. Instantaneous pressure-volume relationships. Circ Res 1974.
  • Sunagawa K et al. Left ventricular interaction with arterial load. Am J Physiol 1983.
  • Burkhoff D et al. Assessment of systolic and diastolic ventricular properties via pressure-volume analysis. Am J Physiol 2005.
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