Physiopathologie : Généralités et Troubles Cardiovasculaires

Introduction à la Physiopathologie Générale

La physiopathologie est une discipline médicale qui explore les mécanismes sous-jacents aux maladies, en étudiant les perturbations des fonctions physiologiques normales. Elle cherche à comprendre le passage de l'état normal à l'état pathologique, en répondant aux questions fondamentales sur la survenue, les causes et l'évolution des maladies. Elle joue un rôle central en médecine, servant de pont entre les sciences fondamentales et la clinique, permettant ainsi d'établir des diagnostics physiopathologiques précis et de développer des traitements logiques et scientifiques.

Objectifs de la Physiopathologie

• Objectifs Généraux : Former des médecins compétents, servir de prérequis à l'enseignement clinique, et développer la pensée clinique.
• Objectifs Spécifiques : Intégrer les processus de pathogenèse et poser un diagnostic physiopathologique.

PARTIE 1 : Physiopathologie Générale

Chapitre I : Physiopathologie du Choc

Le choc circulatoire est une urgence vitale caractérisée par une défaillance du système circulatoire, entraînant une inadéquation entre les besoins des tissus périphériques en oxygène et nutriments, et les apports. Cette situation conduit à une accumulation de métabolites et de toxines.

Étiopathogénie du Choc

Le maintien d'une hémodynamique adéquate dépend de trois facteurs principaux : le volume sanguin circulant, le débit cardiaque, et le secteur vasculaire. Toute agression sévère de l'un de ces facteurs, dépassant les mécanismes de compensation de l'organisme, peut déclencher un état de choc. On distingue principalement deux catégories.

Choc Quantitatif (Choc Simple)

Caractérisé par une diminution du transport d'oxygène due à une baisse du débit cardiaque, souvent par hypovolémie absolue ou atteinte myocardique. La pression artérielle (TA) diminue, entraînant une vasoconstriction compensatrice (sous l'action des catécholamines) qui sacrifie la perfusion de certains organes pour maintenir la TA moyenne. Cela conduit à une augmentation de l'extraction d'O₂ et de la production de lactate, aggravant l'acidose.

• Choc Hypovolémique : Diminution brutale de 20% de la volémie. Causes : hémorragies (internes/externes), plasmorragies (brûlures étendues, pancréatite hémorragique), pertes d'eau (diarrhée, vomissements).
• Choc Cardiogénique : Chute brutale du débit cardiaque due à une atteinte primitive de la pompe cardiaque. Causes : infarctus du myocarde, arythmies, tamponnade péricardique, valvulopathie, myocardites, embolie pulmonaire.

Choc Distributif

Souvent d'origine septique ou anaphylactique, il se manifeste par une augmentation du transport d'O₂ (secondaire à l'augmentation des besoins métaboliques), une baisse de la TA due à une hypovolémie relative, et une vasodilatation systémique induite par des médiateurs vasoactifs (NO, kinines). La microcirculation est fortement perturbée, et l'augmentation du lactate peut ne pas être directement liée au transport d'oxygène, mais plutôt à un trouble de l'utilisation mitochondriale de l'oxygène.

• Choc par Vasoplégie Initiale : Chute des résistances périphériques suivie d'une augmentation compensatoire du débit et de la fréquence cardiaques.
  • Choc Septique : Libération de substances vasoactives par des toxines bactériennes (Gram-négatifs ou Gram-positifs), entraînant une modification de la microcirculation, stase sanguine, et hypovolémie relative.
  • Choc Anaphylactique : Réaction vasoplégique due à la combinaison d'une substance antigénique (allergène) et d'un anticorps circulant ou tissulaire.
  • Choc Neurogène : Secondaire à une atteinte du système nerveux central (lésion médullaire, action pharmacologique), provoquant une atonie veineuse, stase, et réduction du débit cardiaque.
• Choc de Mécanisme Intriqué : Association de plusieurs mécanismes (ex: intoxication barbiturique, pancréatite hémorragique aiguë, polytraumatisme).

Physiopathologie Détaillée du Choc

Choc et Microcirculation

Les perturbations de la microcirculation sont un élément commun à tous les états de choc. Les troubles circulatoires et la souffrance cellulaire s'aggravent mutuellement, créant un cercle vicieux.

1. Phase d'Hypodébit Initial : Libération de catécholamines entraînant une vasoconstriction artériolaire et veineuse, excluant des territoires capillaires (peau, territoire splanchnique) pour préserver la perfusion des organes nobles (cerveau, cœur, reins).
2. Phase d'Hypoxie et d'Acidose : L'hypoxie induit une acidose locale, rendant les sphincters pré-capillaires insensibles aux catécholamines. Leur relâchement provoque une irruption de sang dans l'anse capillaire, augmentant la pression hydrostatique et favorisant le passage de liquide et protéines dans l'interstitium (transsudation).
3. Phase Terminale : Effondrement de la volémie, désamorçage cardiaque par diminution du retour veineux, et acidose généralisée. Atteinte des organes nobles jusque-là protégés.

Conséquences Viscérales

Le choc peut entraîner un syndrome de défaillance multiviscérale, incluant le syndrome de détresse respiratoire aiguë de l'adulte (SDRA), dépression myocardique, nécrose tubulo-interstitielle aiguë (NTIA), cytolyse hépatique, ulcères aigus, pancréatite aiguë, et ischémie colique.

Clinique du Choc

Pression artérielle systolique inférieure à 90 mmHg ou chute de 30 mmHg par rapport à la pression habituelle. Les extrémités sont froides dans les chocs cardiogéniques et hypovolémiques, mais chaudes en cas de choc septique.

Bases Physiopathologiques du Traitement

Le traitement vise à restaurer la volémie, traiter la cause sous-jacente, et administrer des amines vasoactives (noradrénaline pour le choc septique, dobutamine pour le cardiogénique, adrénaline pour l'anaphylactique) pour contrecarrer la vasoplégie.

Chapitre II : Physiopathologie de l’Inflammation

L'inflammation est une réponse physiologique complexe de l'organisme face à une agression (lésion traumatique, infection, nécrose cellulaire). Elle implique une série de modifications vasculaires et cellulaires visant à éliminer l'agent pathogène et initier la réparation tissulaire.

Déroulement de la Réponse Inflammatoire

La réponse inflammatoire se déroule en plusieurs phases :

1. Phase Vasculaire Aiguë :
   • Vasodilatation locale : Responsable de la rougeur et de la chaleur locale.
   • Augmentation de la perméabilité capillaire : Provoque un œdème local (tuméfaction) par accumulation de liquide et de protéines plasmatiques.
   • Douleur locale.
2. Phase Cellulaire Aiguë :
   • Margination : Les leucocytes, notamment les neutrophiles, adhèrent à la paroi vasculaire de la zone lésée.
   • Diapédèse : Les neutrophiles traversent l'endothélium pour infiltrer les tissus.
   • Phagocytose : Les neutrophiles éliminent les envahisseurs et les débris cellulaires.
3. Réponse Cellulaire Chronique :
   • Infiltration de macrophages et de lymphocytes pour éliminer les débris et participer à la guérison.
4. Résolution : L'inflammation diminue à mesure que le tissu guérit. Si l'agent pathogène persiste, un granulome peut se former pour isoler le matériel incriminé.

Médiateurs de l'Inflammation

De nombreux médiateurs participent à la cascade inflammatoire :

• Kinines : Synthétisées à partir des kininogènes, elles augmentent la vasodilatation, la vasoperméabilité et participent à la douleur.
• Cytokines Pro-inflammatoires :
  • TNF alpha : Sécrété par les macrophages, monocytes, mastocytes. Il stimule l'expression des molécules d'adhérence, la production de chimiokines et active les phagocytes.
  • Interleukine-1 (IL-1) : Impliquée dans l'élévation de la température et l'adhérence endothéliale.
  • Interleukine 6 (IL-6) : Active les phagocytes, modifie l'endothélium, favorise le recrutement des monocytes et la production de protéines de la phase aiguë.
• Fibrinogène et autres protéines de la phase aiguë (alpha1-antitrypsine, protéine C réactive, haptoglobine, orosomucoïde) qui induisent des troubles de la microcirculation sanguine.

Moyens de Défense de l'Organisme Humain

L'organisme dispose de trois types de mécanismes de défense :

1. Mécanisme Non Spécifique : Barrières physiques comme la peau et les muqueuses (digestives, respiratoires).
2. Système Immunitaire Inné (Intermédiaire) : Moyens de défense préexistants et peu variables.
   • Cellules : Phagocytes (neutrophiles, macrophages), éosinophiles, basophiles, mastocytes, cellules tueuses naturelles.
   • Protéines : Complément, cytokines, protéines de la phase aiguë.
3. Immunité Adaptative : Réponse spécifique et mémoire suite à une exposition à un agent étranger.
   • Lymphocytes B : Produisent des anticorps (IgA, IgD, IgG, IgE, IgM).
   • Lymphocytes T :
     • Lymphocytes T Auxiliaires : Sécrètent des cytokines pour aider les lymphocytes B à produire des anticorps.
     • Cellules T Cytotoxiques : Tuent les cellules cibles infectées par des virus ou des cellules tumorales.

Rôle des Cellules Immunitaires Inné

• Neutrophiles : Les plus communs, contiennent myéloperoxydase, protéines bactéricides, cathepsine G. Première ligne de défense par diapédèse et phagocytose.
• Macrophages : Présents dans tous les tissus (microglie cérébrale, cellules de Kupffer hépatiques, cellules mésangiales rénales). Phagocytent bactéries et débris cellulaires, produisent des dérivés réactifs de l'oxygène et des défensines.
• Cellules Tueuses Naturelles (NK) : Détruisent les cellules infectées par des virus avant réplication en utilisant des perforines et des granzymes.
• Éosinophiles : Produisent des protéines basiques majeures, perforines, peroxydase, phospholipase D et neurotoxines contre les parasites.
• Basophiles et Mastocytes : Sécrètent histamine et leucotriène C4 en réponse à divers stimuli (cytokines, IgE, antigènes parasitaires), attirant d'autres leucocytes et favorisant la réponse immunitaire.

Le Système du Complément

Comprend environ 30 protéines jouant un rôle clé dans l'immunité innée et régulant l'immunité adaptative, notamment contre les infections bactériennes et fongiques. L'activation du complément conduit à la formation de C3a et C3b, déclenchant l'inflammation, la phagocytose et la lyse cellulaire.

Trois voies d'activation :

1. Voie Classique : Activée par les anticorps IgG ou IgM liés à la surface de l'envahisseur, menant à la formation de C3 convertase.
2. Voie Alternative : Activée spontanément par des faibles niveaux de C3b à la surface des organismes envahisseurs (bactéries, champignons).
3. Voie de la Lectine : Activée par la lectine de liaison au mannose (MBL) attachée aux résidus de mannose ou de fucose sur les parois bactériennes, formant un complexe C4b2a agissant comme C3 convertase.

La liaison de C3b aux antigènes les marque pour la phagocytose et l'absorption par les cellules dendritiques folliculaires. C3a et C5a sont des peptides pro-inflammatoires. Le complexe d'attaque membranaire (CAM) formé par C5b et d'autres composants du complément détruit les bactéries par lyse cellulaire.

Immunité Adaptative et Présentation d'Antigènes

Caractérisée par sa mémoire et sa spécificité. Les lymphocytes T ne répondent pas aux antigènes circulants directement, mais aux cellules présentant des molécules du Complexe Majeur d'Histocompatibilité (CMH) liées à un peptide étranger. Les cellules dendritiques capturent l'antigène, le traitent, et le présentent aux lymphocytes T auxiliaires dans les organes lymphoïdes. Les peptides étrangers sont dégradés, se complexent avec les protéines du CMH de classe I (pour les T cytotoxiques) ou de classe II (pour les T auxiliaires), et sont exposés à la surface cellulaire pour être reconnus.