Anatomie et physiologie cardiovasculaire

L'appareil cardiovasculaire est le système de transport central de l'organisme. Le cœur agit comme une pompe double qui assure la circulation du sang, véhicule l'oxygène et les nutriments vers les cellules, et évacue les déchets métaboliques. Ce chapitre établit les fondations anatomiques en décrivant la morphologie générale du cœur, son organisation interne en deux circuits distincts, et sa position dans le thorax.

Le cœur remplit trois fonctions essentielles : assurer la circulation du sang dans tout l'organisme, transporter l'oxygène et les nutriments vers les cellules, et éliminer les déchets métaboliques. Cette pompe musculaire creuse fonctionne de manière continue pour maintenir la perfusion tissulaire et l'homéostasie.

Le cœur droit assure la circulation pulmonaire (petite circulation) : l'atrium droit reçoit le sang désaturé en oxygène par les veines caves, qui se contracte pour remplir le ventricule droit. Ce dernier l'éjecte dans le tronc pulmonaire (ou artère pulmonaire) qui le dirige vers les poumons pour la réoxygénation.

Le cœur gauche assure la circulation systémique (grande circulation) : l'atrium gauche reçoit le sang oxygéné des quatre veines pulmonaires, qui se contracte pour remplir le ventricule gauche. Ce dernier l'éjecte dans l'aorte ascendante, qui se poursuit en arc aortique puis en aorte thoracique descendante, distributrice du sang oxygéné vers tout le corps.

Le cœur est situé dans le médiastin, région centrale du thorax comprise entre les deux poumons, entre les 2e et 6e côtes environ. Son grand axe s'oriente vers l'avant, le bas et la gauche : environ deux tiers du cœur sont situés à gauche de la ligne médiane. L'apex du cœur (sommet) correspond au ventricule gauche et se projette au niveau du 5e espace intercostal.

Le médiastin est subdivisé en trois régions principales : le médiastin antérieur (en avant de la trachée, contenant le thymus), le médiastin moyen (contenant le cœur, les gros vaisseaux et le péricarde), et le médiastin postérieur (contenant l'œsophage, l'aorte thoracique descendante, la veine azygos, le conduit thoracique et les éléments nerveux). Cette organisation anatomique définit les rapports du cœur avec les structures environnantes.

L'arc aortique émet trois branches principales : le tronc artériel brachiocéphalique (donnant l'artère carotide commune droite et l'artère subclavière droite), l'artère carotide commune gauche, et l'artère subclavière gauche. Ces vaisseaux irriguent la tête, le cou et les membres supérieurs. L'aorte thoracique descendante se poursuit en arrière du cœur et vascularise la partie inférieure du corps.

Le tronc pulmonaire se divise rapidement en deux artères pulmonaires : l'artère pulmonaire droite, pratiquement horizontale, passe en arrière de l'aorte ascendante et de la veine cave supérieure ; l'artère pulmonaire gauche poursuit la direction du tronc et s'infléchit sur la bronche principale gauche. Un ligament artériel relie l'arc aortique au tronc pulmonaire ou à l'artère pulmonaire gauche, représentant un reliquat fibreux embryonnaire qui s'obstrue à la naissance.

La veine cave supérieure résulte de l'union de deux troncs veineux brachiocéphaliques, eux-mêmes formés de la jonction d'une veine jugulaire interne et d'une veine subclavière. La veine cave inférieure, de plus grand calibre, traverse le diaphragme et rejoint l'atrium droit après avoir collecté le sang des viscères abdominaux et des membres inférieurs. Le sang désaturé provenant des deux veines caves se mélange dans l'atrium droit avant d'être éjecté vers la circulation pulmonaire.

Le cœur est situé dans le médiastin, entre les deux poumons, formant un volume à six faces dont la disposition thoracique détermine ses rapports anatomiques. Chez le vivant, il adopte une forme ovoïde, tandis que chez le cadavre il apparaît comme une pyramide triangulaire. Son grand axe s'oriente vers l'avant, le bas et la gauche, de sorte que les deux tiers du cœur se situent à gauche d'une ligne médiane.

Le cœur repose entre les deux poumons dans le médiastin moyen, compartiment délimité en avant par la trachée et l'axe central, en arrière par l'œsophage et l'aorte thoracique descendante. Sa position fait qu'environ deux tiers de la masse cardiaque se projettent à gauche du sternum, tandis qu'un tiers s'étend à droite. Chez l'adulte, ses dimensions correspondent environ à une fois et demie la taille du poing fermé de la personne, pour un poids avoisinant 300 à 350 grammes.

Le cœur présente trois faces principales : la face antérieure, constituée majoritairement par le ventricule droit et une petite portion d'atrium droit et de ventricule gauche ; la face inférieure, qui repose sur le centre tendineux du diaphragme, particulièrement sa portion antérieure ; et la face latérale gauche, caractérisée par un contour beaucoup plus mousse que les autres faces. Le bord droit du cœur est très marqué et proéminent, tandis que le bord gauche est extrêmement mousse, à peine perceptible.

Le sommet (ou apex) du cœur est constitué du ventricule gauche et se projette en regard du cinquième espace intercostal, légèrement dévié vers la gauche. La base du cœur est formée par les atriums séparés par le sillon inter-atrial et adhère au péricarde ; elle se projette en regard des vertèbres thoraciques T5 à T8. C'est à la base que convergent les structures vasculaires majeures : les veines caves et les quatre veines pulmonaires.

À la surface du cœur, le sillon coronaire (ou sillon atrio-ventriculaire) trace une véritable couronne qui sépare les atriums en arrière des ventricules en avant et marque également la délimitation entre les cavités droites et les cavités gauches. Ce sillon constitue le siège de passage des artères coronaires, éléments vasculaires fondamentaux de la vascularisation du cœur lui-même. Deux autres sillons majeurs courent sur la surface ventriculaire : le sillon interventriculaire antérieur (situé sur la face antérieure) et le sillon interventriculaire postérieur (situé sur la face inférieure). Ces sillons longitudinaux délimitent les territoires des deux ventricules et contiennent également les artères interventriculaires.

L'aorte ascendante émerge du ventricule gauche et s'élève initialement en direction du haut et vers la droite depuis la base du cœur. Elle se poursuit ensuite de manière horizontale en se dirigeant vers la gauche et l'arrière, formant ainsi l'arc aortique. Cet arc aortique représente le segment crucial où naissance les trois troncs supra-aortiques destinés à vasculariser la partie supérieure du corps : le tronc artériel brachiocéphalique (qui se divise rapidement en artère carotide commune droite et artère subclavière droite), l'artère carotide commune gauche, et l'artère subclavière gauche.

L'aorte thoracique descendante poursuit le trajet de l'arc aortique en passant en arrière du cœur, où elle vascularise la partie inférieure du corps. Cette organisation vasculaire définit en grande partie le contour externe visible du cœur lors de l'examen radiographique.

Le tronc pulmonaire émerge du ventricule droit et se divise rapidement en artère pulmonaire droite et artère pulmonaire gauche. L'artère pulmonaire droite poursuit une trajectoire pratiquement horizontale, passe en arrière de l'aorte ascendante et de la veine cave supérieure avant de rejoindre le poumon droit. L'artère pulmonaire gauche poursuit la direction générale du tronc pulmonaire, dépasse vers le haut l'artère pulmonaire droite, puis s'infléchit pour passer en arrière de la bronche principale gauche. Ces deux artères acheminent le sang désaturé en oxygène vers les poumons pour réoxygénation.

Le ligament artériel est une structure fibreuse qui relie la partie inférieure de l'arc aortique au tronc pulmonaire ou à l'artère pulmonaire gauche. Il représente un reliquat embryonnaire du canal artériel (ou canal de Botal), qui permettait initialement une communication directe entre l'aorte et le tronc pulmonaire pendant la vie fœtale. Cette communication s'obstrue normalement à la naissance, le canal se transformant progressivement en ce ligament fibreux inextensible. Ce ligament constitue un élément de repère anatomique important lors de l'examen du médiastin.

La veine cave supérieure provient de la réunion des deux troncs veineux brachiocéphaliques (droit et gauche), lesquels sont formés par la jonction d'une veine jugulaire interne et d'une veine subclavière. Le tronc veineux brachiocéphalique droit se prolonge pratiquement dans l'axe de la veine cave supérieure, tandis que le tronc veineux brachiocéphalique gauche adopte une orientation légèrement plus horizontale. La veine cave inférieure arrive par la face inférieure du cœur après avoir traversé le diaphragme. Ces deux veines caves et le tronc pulmonaire constituent les repères majeurs visibles à la radiographie thoracique de face.

La silhouette cardiaque radiographique peut être schématisée comme deux carrés superposés, dont l'un des bords est divisé en trois segments correspondant respectivement à la veine cave supérieure (segment supérieur), à l'aorte thoracique ascendante (segment médian), et au tronc pulmonaire (segment inférieur). Cette représentation géométrique simple facilite la reconnaissance et l'analyse des contours cardiaques sur les clichés thoraciques standards.

L'atrium droit reçoit le sang veineux des veines caves supérieure et inférieure, ainsi que du sinus coronaire. Ses parois internes présentent des caractéristiques anatomiques distinctes : la paroi postérieure est marquée par une crête terminale (ou sillon terminal) qui sépare le sinus des veines caves (lisse, en arrière) de l'atrium proprement dit (antérieur, tapissé de muscles pectinés). La paroi interne contient également la fosse ovale surmonté d'un limbe de la fosse ovale, reliquat embryonnaire du foramen ovale qui permettait au fœtus un court-circuit pulmonaire.

L'espace triangulaire de Koch est une zone anatomique importante située en avant du bord libre de la valvule de la veine cave inférieure, au-dessus du sinus coronaire et en arrière de la valve tricuspide. Ce triangle contient le nœud atrio-ventriculaire, structure critique du système de conduction cardiaque. La paroi antérieure de l'atrium droit porte l'orifice atrio-ventriculaire droit (orifice tricuspide), tandis que le tendon de Todaro, une structure fibreuse, rejoint la valve du sinus coronaire et constitue un repère anatomique majeur.

Le ventricule droit présente trois parois principales : la paroi antérieure (sterno-costale) qui forme le bord droit et la majeure partie de la face antérieure du cœur, la paroi inférieure, et la paroi septale qui correspond au septum interventriculaire. Cette paroi septale est convexe et divisée en deux portions distinctes : une portion antérieure épaisse et musculaire, et une portion postérieure plus fine et membraneuse qui s'étend jusqu'à la base du ventricule. Une crête musculaire appelée éperon de Wolf (ou crête sus-ventriculaire) sépare le cône artériel (infundibulum pulmonaire) du reste du ventricule.

Les colonnes charnues du ventricule droit sont des saillies musculaires classées en trois ordres. Les muscles papillaires (premier ordre) donnent naissance aux cordages tendineux qui s'insèrent sur le bord libre des cuspides de la valve tricuspide ; les principales sont le muscle papillaire antérieur et le muscle papillaire postérieur. Le trabécule septo-marginal (deuxième ordre) est une structure importante qui s'étend de la paroi antérieure à la paroi septale et contient des fibres du faisceau atrio-ventriculaire. Les saillies du troisième ordre sont de simples éminences musculaires sans fonction de transmission des forces.

L'atrium gauche reçoit quatre veines pulmonaires qui s'ouvrent dans sa paroi postérieure. Entre ces quatre orifices s'étend le sinus oblique du péricarde, une structure anatomique importante pour les rapports péricardiques. La paroi septale de l'atrium gauche porte la valvule du foramen ovale, vestige du septum primum fœtal. Sa forme est ovoïde et une expansion latérale appelée auricule gauche l'entoure partiellement et enveloppe le tronc pulmonaire. L'orifice atrio-ventriculaire gauche (orifice mitral) se situe sur la paroi antérieure, conduisant vers le ventricule gauche.

Le ventricule gauche présente une forme caractéristique de cône, avec un sommet (l'apex du cœur) et une base qui comprend la valve mitrale et l'orifice aortique. Les deux bords du ventricule gauche (antéro-postérieur et postéro-inférieur) sont peu visibles et mousse. Sa paroi est beaucoup plus épaisse que celle du ventricule droit car il doit générer une pression suffisante pour la circulation systémique (régime à haute pression). La valve mitrale est composée d'un anneau fibreux qui forme l'anneau tendineux de support.

Le ventricule gauche contient deux muscles papillaires : le muscle papillaire antéro-postérieur (inséré sur le bord antéro-postérieur) et le muscle papillaire postéro-inférieur (inséré sur le bord postéro-inférieur). Les cordages tendineux issus de ces deux muscles s'attachent sur la face ventriculaire et le bord libre des deux cuspides de la valve mitrale (antérieure et postérieure). Deux chambres fonctionnelles peuvent être distinguées : la chambre de remplissage (située entre la paroi ventriculaire gauche et la cuspide antérieure avec ses cordages) et la chambre de chasse (canal aortique situé entre la cuspide antérieure et la paroi septale), qui représente la zone d'éjection du sang vers l'aorte.

La valve mitrale (ou bicuspide), valve atrio-ventriculaire gauche, comprend deux cuspides : une cuspide antérieure (ou septale) et une cuspide postérieure (ou murale). Elle sépare l'atrium gauche du ventricule gauche et remplit la même fonction que la tricuspide mais pour la circulation systémique. Les deux cuspides de la valve mitrale sont attachées à un anneau fibreux rigide (l'anneau mitral) qui constitue l'un des quatre points d'ancrage du squelette fibreux du cœur. Les cordages tendineux des deux muscles papillaires ventriculaires empêchent les cuspides de s'inverser lors de la systole.

La fosse ovale est une dépression ovale de la paroi septale de l'atrium droit, correspondant à l'emplacement du foramen ovale fœtal. Elle est surmonté d'une légère élévation appelée limbe de la fosse ovale (ou limbe de la fossette), qui formait le septum primum embryonnaire. Avant la naissance, le foramen ovale reste ouvert, permettant au sang oxygéné en provenance de la veine cave inférieure d'être acheminé directement vers l'atrium gauche, court-circuitant ainsi les poumons qui ne sont pas encore fonctionnels. À la naissance, l'inflation pulmonaire et l'inversion du gradient de pression atrial ferment normalement cet orifice.

Le septum interventriculaire sépare les deux ventricules et présente deux portions distinctes d'architecture différente. La portion musculaire (ou portion épaisse) forme la majeure partie du septum et représente le cône de conduction inférieur. La portion membraneuse est une zone plus fine et fibreuse qui s'étend depuis l'éperon de Wolf jusqu'à la base du ventricule, en continuité avec l'endocarde. Cette portion membraneuse est particulièrement importante sur le plan clinique car elle correspond au passage du faisceau atrio-ventriculaire (faisceau de His). La paroi septale du ventricule droit est interventriculaire dans sa portion antérieure mais devient inter-atrio-ventriculaire dans sa portion postérieure proximale.

Les muscles papillaires sont des éminences musculaires côniques émanant de la paroi ventriculaire dont la fonction est de retenir les valves atrio-ventriculaires lors de la contraction ventriculaire (systole), empêchant ainsi leur inversion et le reflux sanguin. Chaque ventricule possède des muscles papillaires attachés à la paroi par une base large et s'effilant vers l'apex d'où émanent les cordages tendineux. Le ventricule gauche en possède généralement deux (muscle papillaire antéro-postérieur et muscle papillaire postéro-inférieur), tandis que le ventricule droit en présente aussi deux principaux (muscle papillaire antérieur et muscle papillaire postérieur) avec parfois un muscle papillaire septal accessoire.

Les cordages tendineux (ou chordae tendineae) sont des filaments fibreux ressemblant à des cordes qui s'étendent depuis l'apex des muscles papillaires pour s'insérer sur le bord libre et la face ventriculaire des cuspides valvulaires. Ils transmettent la force de contraction des muscles papillaires aux cuspides lors de la systole, assurant une coaptation étanche et empêchant l'inversion des valves sous la pression élevée du ventricule. La disposition harmonieuse de ces cordages crée une structure délicate mais très efficace ; tout dysfonctionnement (rupture, ischémie du muscle papillaire, calcification) entraîne une insuffisance valvulaire potentiellement grave.

La crête terminale (ou sillon terminal) est une prominence musculaire verticale située sur la paroi postérieure de l'atrium droit qui s'étend d'une extrémité à l'autre entre les orifices des veines caves supérieure et inférieure. Elle correspond à la limite externe entre le sinus des veines caves (postérieur et lisse) et l'atrium proprement dit (antérieur, avec muscles pectinés). Cette crête constitue un repère anatomique important en électrophysiologie et en chirurgie cardiaque. L'espace triangulaire de Koch, défini précédemment, revêt une importance clinique majeure puisqu'il contient le nœud atrio-ventriculaire ; cette région est abordée avec prudence en cas d'ablation par cathéter ou de chirurgie du système de conduction.

Le myocarde constitue la majeure partie de la masse cardiaque et est composé de cellules musculaires spécialisées présentant une contractilité spontanée intrinsèque. L'endocarde est l'endothélium lisse tapissant les parois internes de toutes les cavités cardiaques, en continuité directe avec l'intima des vaisseaux afférents et efférents. Ces deux tuniques travaillent en concert : le myocarde génère la force de contraction tandis que l'endocarde fournit une surface anticoagulante qui facilite l'écoulement sans entraver du sang. L'intégrité de l'endocarde est cruciale pour prévenir la thrombose et les complications thrombo-emboliques.

Le péricarde est une enveloppe fibro-séreuse qui entoure le cœur et joue un rôle protecteur majeur. Il se compose de deux feuillets distincts : le feuillet viscéral (ou épicarde) adhère directement au myocarde et aux origines des gros vaisseaux, tandis que le feuillet pariétal se poursuit en ligne de réflexion autour des pédicules artériels et veineux. Ces deux feuillets forment le péricarde séreux, une membrane tapissée de cellules mésothéliales qui sécrètent un liquide lubrifiant favorisant le glissement cardiaque à chaque battement.

Le péricarde fibreux constitue le renforcement externe du feuillet pariétal et assure une consistance inextensible au sac péricardique. Cette rigidité est fonctionnelle : elle empêche la distension excessive des ventricules lors du remplissage sanguin et limite les variations de volume cardiaque. Cependant, cette inextensibilité expose le cœur à un risque majeur : tout épanchement anormal de liquide dans la cavité péricardique peut entraîner une compression myocardique potentiellement mortelle, phénomène appelé tamponnade cardiaque.

La cavité péricardique est l'espace virtuel entre les deux feuillets séreuses (viscéral et pariétal) où circule une fine couche de liquide péricardique facilitant le glissement. Cette cavité n'est interrompue que par les pédicules vasculaires : l'aorte, l'artère pulmonaire, les veines caves supérieure et inférieure, et les quatre veines pulmonaires traversent la réflexion péricardique sans la rompre. Deux formations anatomiques particulières, les sinus péricardiques, représentent des zones de réflexion du péricarde pariétal.

Le sinus transverse du péricarde est une réflexion péricardique située en haut du cœur, formée entre l'aorte et l'artère pulmonaire en avant, et les veines pulmonaires en arrière. Le sinus oblique du péricarde est une cavité plus profonde localisée en arrière du cœur, délimitée par les quatre veines pulmonaires et l'aorte thoracique descendante en arrière ; ce sinus représente l'extension postérieure de la cavité péricardique. Ces sinus constituent des points de repère anatomiques importants lors des interventions cardiaques.

Le péricarde est fixé aux structures du thorax et du médiastin par plusieurs ligaments renforçant son ancrage. Les ligaments sterno-péricardiques (supérieur et inférieur) relient le feuillet pariétal au sternum, tandis que le ligament phréno-péricardique attache le feuillet pariétal au centre tendineux du diaphragme. Ces attaches inférieures et antérieures stabilisent le cœur en position. À l'arrière, les ligaments vertébro-péricardiques et les ligaments broncho-péricardiques ainsi que trachéo-péricardiques ancrent le péricarde au rachis thoracique, aux bronches et à la trachée, prévenant les mouvements excessifs lors de la respiration et de la contraction cardiaque.

Un cycle cardiaque complet se compose de deux phases principales : la systole, au cours de laquelle le myocarde se contracte et expulse le sang, et la diastole, au cours de laquelle le myocarde se relâche et se remplit. Les systoles atriales droite et gauche sont quasi simultanées et précèdent de quelques dixièmes de seconde les systoles ventriculaires droite et gauche, également quasi synchrones. Cette séquence ordonnée de contractions assure un remplissage optimal des ventricules avant leur expulsion du sang dans les circulations pulmonaire et systémique.

La systole auriale débute quand le myocarde auriculaire se contracte, comprimant le sang vers les ventricules via les orifices atrio-ventriculaires. La systole ventriculaire commence quelques centièmes de seconde plus tard ; les ventricules se contractent et génèrent une pression qui ferme les valves atrio-ventriculaires, créant le premier bruit cardiaque. Le sang est ensuite éjecté dans l'aorte (depuis le ventricule gauche) et l'artère pulmonaire (depuis le ventricule droit). Lors de la diastole qui suit, tous les muscles cardiaques se relâchent : les ventricules deviennent des cavités souples se remplissant passivement du sang en provenance des atriums, puis les atriums eux-mêmes se remplissent de sang en retour des circulations systémique et pulmonaire.

Les valves cardiaques assurent l'unidirectionnalité du flux sanguin à travers les quatre cavités cardiaques. La valve tricuspide sépare l'atrium droit du ventricule droit et comporte trois cuspides, tandis que la valve mitrale (ou bicuspide) sépare l'atrium gauche du ventricule gauche avec deux cuspides. Ces valves atrio-ventriculaires s'ouvrent lors de la diastole pour permettre le remplissage ventriculaire, puis se ferment lors du début de la systole ventriculaire, empêchant le reflux sanguin vers les atriums. Cette fermeture génère le premier bruit cardiaque.

Les valves artérielles (aortique et pulmonaire) s'ouvrent lors de la systole ventriculaire, permettant l'éjection du sang dans respectivement l'aorte et l'artère pulmonaire, puis se ferment durant la diastole pour prévenir le reflux sanguin depuis les artères vers les ventricules. Leur fermeture génère le deuxième bruit cardiaque. Les cuspides de ces valves sont maintenues en place par un appareil d'ancrage musculaire complexe : les muscles papillaires situés dans les ventricules donnent naissance à des cordages tendineux qui s'insèrent sur le bord libre des cuspides des valves atrio-ventriculaires, stabilisant ces dernières lors de la systole ventriculaire et prévenant la prolapsus valvulaire.

Le cycle cardiaque peut être décomposé selon les événements valvulaires et les mouvements de sang. Durant la diastole, les valves atrio-ventriculaires sont ouvertes et les valves artérielles fermées : le sang s'écoule passivement des atriums vers les ventricules en remplissage passif (première phase de diastole), puis après la contraction auriale (second remplissage auriculaire). Lors de la systole ventriculaire, les valves atrio-ventriculaires se ferment en début de contraction (isométrique), générant le premier bruit ; la pression ventriculaire augmente jusqu'à dépasser celle des artères, ouvrant les valves artérielles (phase d'éjection rapide, puis phase d'éjection lente). Lors de la relaxation ventriculaire (protodiastole), la pression ventriculaire chute sous la pression artérielle, ferment les valves artérielles (second bruit) ; le sang s'écoule alors des atriums en remplissage diastolique.

La tamponnade cardiaque est une urgence hémodynamique résultant d'une accumulation anormale de liquide dans la cavité péricardique. L'inextensibilité du péricarde fibreux empêche l'expansion du sac : le liquide s'accumule en augmentant la pression intra-péricardique, comprimant progressivement les cavités cardiaques, en particulier les atriums et le ventricule droit qui sont minces et à basse pression. Cette compression réduit le volume sanguin disponible pour le remplissage et l'éjection, diminuant le débit cardiaque et causant une hypotension menaçant la perfusion vitale. Les principales causes incluent les hémorragies intrapéricardiques (post-traumatiques ou post-interventionnelles), les épanchements inflammatoires ou infectieux, et les néoplasies. Le traitement urgent repose sur l'évacuation du liquide péricardique par ponction-drainage (péricardiocentèse) ou drainage chirurgical.

Les artères coronaires naissent de l'aorte ascendante et constituent les premières branches de cette dernière. Elles vascularisent directement les parois du myocarde et se remplissent pendant la diastole. Une obstruction de ces artères provoque une ischémie myocardique pouvant aboutir à un infarctus du myocarde, l'une des principales causes de mortalité dans les pays industrialisés.

L'artère coronaire droite naît au niveau du sinus de Valsalva antéro-latéral droit de l'aorte ascendante. Elle présente trois segments distincts séparés par deux coudes : le premier segment très court va de son origine au sillon coronaire droit, le deuxième segment vertical chemine dans le sillon coronaire droit entre l'atrium et le ventricule droits, et le troisième segment se poursuit à la face inférieure du cœur jusqu'à la croix des sillons.

L'artère coronaire droite donne plusieurs branches collatérales. Parmi les branches ascendantes, l'artère atriale droite supérieure vascularise le nœud sino-atrial qui constitue le véritable pacemaker du cœur. Les branches descendantes se dirigent vers le ventricule droit, tandis que l'artère du cône artériel vascularise l'infundibulum pulmonaire. Le troisième segment fournit deux branches terminales principales : le tronc rétro-ventriculaire gauche inférieur qui vascularise le ventricule gauche et une partie de l'atrium gauche, et l'artère interventriculaire inférieure qui se poursuit jusqu'à l'apex du cœur.

L'artère coronaire gauche naît du sinus de Valsalva antéro-latéral gauche de l'aorte ascendante. Elle se divise rapidement en deux branches principales : l'artère interventriculaire antérieure (IVA) et l'artère circonflexe. Rappelons que les deux sinus antérieurs sont des sinus coronaires, tandis que le sinus postérieur ne l'est pas.

L'artère interventriculaire antérieure donne des branches courtes et fines vers le ventricule droit, des branches plongeant dans l'épaisseur du septum interventriculaire appelées artères septales (la deuxième étant souvent la plus volumineuse), et des branches volumineuses pour la face antérieure du ventricule gauche appelées artères diagonales (généralement deux à quatre, la première étant souvent la plus importante). La deuxième artère septale chemine dans le trabécule septo-marginal et vascularise le faisceau atrio-ventriculaire du système cardionecteur. L'IVA est croisée par la grande veine coronaire qui rejoint ensuite l'artère circonflexe.

L'artère circonflexe chemine dans le sillon atrio-ventriculaire gauche et donne des artères ascendantes pour l'atrium gauche ainsi que des artères descendantes marginales pour la partie du ventricule gauche non vascularisée par le tronc rétro-ventriculaire gauche. Parmi ses branches, on retrouve l'artère atriale gauche supérieure principale et l'artère atriale du bord gauche.

Les sinus de Valsalva sont les trois pochettes situées à la base de l'aorte ascendante. Le sinus antéro-latéral droit et le sinus antéro-latéral gauche sont les deux sinus coronaires d'où naissent les artères coronaires droite et gauche respectivement. Le sinus postérieur n'est pas coronaire.

L'artère coronaire droite est le plus souvent dominante sur l'artère coronaire gauche, c'est la dominance cardiaque droite : son territoire s'étend au-delà des cavités droites en vascularisant également une partie du ventricule gauche et fournissant l'artère interventriculaire inférieure. Beaucoup plus rarement, l'artère circonflexe se poursuit jusqu'à la croix des sillons et prend le relais du tronc rétro-ventriculaire gauche, pouvant même donner l'interventriculaire inférieure : c'est la dominance cardiaque gauche.

Le sinus coronaire est un court conduit veineux mesurant environ 3 cm de long et 12 mm de large. Il chemine dans le sillon interventriculaire inférieur gauche et s'abouche dans l'atrium droit, drainant la quasi-totalité du sang veineux du cœur désaturé en oxygène. Ce sang rejoint ensuite le reste du sang provenant des veines caves pour rejoindre la circulation pulmonaire et être réoxygéné.

Le sinus coronaire reçoit la grande veine coronaire (grande veine du cœur) qui naît de l'apex du cœur et monte dans le sillon interventriculaire antérieur avant de rejoindre le sillon atrio-ventriculaire gauche, recevant au passage la veine oblique de Marshall. Il reçoit également la veine interventriculaire inférieure et la petite veine du cœur qui chemine dans le sillon coronaire inférieur droit. Les petites veines cardiaques, appelées veines de Galien et veines ventriculaires antérieures droites, se jettent directement dans l'atrium droit sans passer par le sinus coronaire.

Les veines minimes du cœur, appelées veines de Thébésius, drainent les parois cardiaques et se jettent directement dans les cavités cardiaques, contournant le système veineux classique. Ces petits vaisseaux contribuent également au retour du sang désaturé vers la circulation générale.