TP coeur isolé

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Nous utilisons le cœur isolé de grenouille car il présente de faibles exigences quant aux conditions de température, d’oxygénation et de perfusion. Il est facile d’obtenir sa survie pendant de nombreuses heures par perfusion à l’aide du liquide de Ringer.

Il diffère un peu du cœur humain, sa base est plate et sur la face supérieure, alors que son apex en pointe se tourne vers le bas. Il est enveloppé dans un sac à double paroi appelée péricarde. Il est composé de trois parties, deux oreillettes et un seul ventricule dans lequel les 2 sangs se mélangent. Les deux oreillettes sont la droite et la gauche. Si l’on regarde le cœur sur le côté, on peut trouver au-dessus du ventricule et entre les deux oreillettes le bulbe artériel : il sert à la collecte du sang quand il est éjecté. Le cœur est irrigué par deux tubes qui forment le tronc aortique. On trouve aussi du côté dorsal le sinus veineux, derrière l’oreillette droite, c’est la zone de collecte du sang veineux. On trouve plusieurs feuillets d’automatisme, que sont le nœud de Remak, le nœud de Ludwig (entre les deux oreillettes), et le nœud de Bidden (dans le ventricule).

II. Description de l’expérience

a) Le prélèvement du cœur

On a détruit préalablement les centres nerveux de la grenouille, elle a donc subit une démédullation et une déspinalisation. C’est à dire qu’on a détruit sa moelle épinière et son cerveau.

Nous procédons par la suite à la dissection de la grenouille afin de prélever le cœur tout en le gardant fonctionnel. Pour cela, on épingle la grenouille le dos contre la planchette, et on incise la peau horizontalement en bas de l’abdomen puis verticalement tout au long du corps jusqu’aux pattes antérieures et nous rabattons la peau ainsi découpée sur la tête de la grenouille en l’épinglant pour ne pas qu’elle nous gêne. Nous incisons ensuite la couche musculaire du bas de l’abdomen jusqu’à la tête afin de révéler les organes. Nous incisons et enlevons le péricarde qui protège le cœur pour pouvoir l’atteindre. Il faut par la suite saisir l’extrémité du cœur avec une pince, tirer légèrement et placer une autre pince sous la crosse aortique située sur la gauche. Avec une épingle, nous faisons un petit trou dans la crosse aortique et nous introduisons la canule à mandrin dans ce trou. Enfin nous faisons passer un fil sous l’artère et nous réalisons une ligature autour de l’artère et de la canule à mandrin pour les maintenir ensemble. Pour finir, nous sectionnons toutes les artères et les veines qui retiennent le cœur.

Tout au long de la dissection et du prélèvement il faut arroser régulièrement le cœur de liquide du Ringer.

b) Mesure de la fréquence cardiaque et injections de différentes substances pharmacodynamiques

Après avoir prélevé le cœur et l’avoir fixé sur la canule à mandrin nous plaçons celle-ci entre les mors de la pince de serrage et nous accrochons la pointe de fil de cuivre au bras du capteur isotonique et nous pinçons l’extrémité inférieure du cœur avec la serre-fine. Puis, avec la seringue réservoir nous remplissons la canule de liquide de Ringer et nous vérifions que le cœur bat spontanément et que l’humidification de sa surface externe est assurée par l’écoulement de la solution physiologique.

Nous enregistrons ensuite l’activité cardiaque pendant 1 min pour obtenir notre mesure de base, qui est ici de 45 bpm.

Nous préparons ensuite trois solutions plus ou moins concentrées en adrénaline. La première solution, la solution mère, est à 10-3g.ml-1. Nous en prélevons 1ml que nous diluons dans 9 ml de Ringer pour obtenir une deuxième solution à 10-4g.ml-1. Puis, nous prélevons 1ml de la deuxième solution que nous diluons dans 9ml de Ringer pour obtenir une dernière solution à 10-5g.ml-1.

Nous enregistrons par la suite l’activité cardiaque pour chaque concentration d’adrénaline injectée au cœur isolé de la moins concentrée à la plus concentrée.

Puis, de la même façon nous préparons quatre solutions d’acétylcholine plus ou moins concentrées. La première solution, la solution mère, est à 10-2g.ml-1. Nous en prélevons 1ml que nous diluons dans 9 ml de Ringer pour obtenir une deuxième solution à 10-3g.ml-1. Puis, nous prélevons 1ml de la deuxième solution que nous diluons dans 9ml de Ringer pour obtenir une troisième solution à 10-4g.ml-1. Enfin, nous prélevons 1ml de la troisième solution que nous diluons dans 9ml de liquide de Ringer pour obtenir une dernière solution à 10-5g.ml-1.

Nous enregistrons par la suite l’activité cardiaque pour chaque concentration d’adrénaline injectée au cœur isolé de la moins concentrée à la plus concentrée.

Pour finir, nous préparons une solution d’atropine à 10-4g.ml-1 que l’on injecte dans le cœur nous attendons quelques minutes qu’il soit bien imprégné d’atropine et nous enregistrons l’activité cardiaque. Nous choisissons la solution avec la concentration en acétylcholine pour laquelle nous avons obtenu le résultat le plus significatif précédemment et nous étudions son effet sur l’activité cardiaque lorsque que le cœur est perfusé avec de l’atropine.

III. Résultats et interprétations

a) Activité cardiaque basale

Lorsque nous mesurons l’activité cardiaque du cœur isolé après lui avoir injecté du liquide de Ringer, une solution physiologique composée de chlorure de sodium, de potassium et de calcium, nous obtenons une mesure de base de la fréquence cardiaque qui est de 45 battements par minute (bpm). L’activité cardiaque est très rythmée. Le graphique obtenu présente une succession d’oscillations régulières. Ces oscillations correspondent aux contractions du cœur.

Cela suppose donc que les ions contenus dans le liquide de Ringer suffisent à eux seuls à maintenir une activité cardiaque normale. Nous pouvons donc en conclure que le bon fonctionnement du cœur dépend de cet apport en chlorure de sodium, potassium et calcium. Cette expérience nous montre aussi que l’activité cardiaque n’est pas constante à proprement parler : on observe des oscillations régulière. Il y a donc deux phases, une phase ascendante qui correspond à la contraction du cœur et une phase descendante qui correspond au relâchement du cœur.

Mesure de l’activité cardiaque d’un cœur