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UE5 CLERICI Date : 30/09/16

Heure : 16h15-18h15

Promo : 2016/2017

Prof : Mr CLERICI

Ronéistes : Matthias LAM-HONG / Mélissa ENAULT

BIOPHYSIQUE CARDIAQUE & ACTIVITÉ ÉLECTRIQUE CARDIAQUE I/ Circuit de conduction intracardiaque A) Le nœud de Keith et Flack (nœud sinusal) B) Le nœud d’Aschoff Tawara (nœud auriculoventriculaire) C) Les voies internodales D) Le tronc commun du faisceau de His E) Le réseau de Purkinje II/ Système nerveux extracardiaque III/ Application clinique A) Electrocardiogramme B) Trouble de conduction : Bloc, pacemaker C) Trouble du rythme : Tachycardie et fibrillation D) Trouble du rythme et de conduction : Exploration électrophysiologique E) Trouble du rythme : Ablation par radiofréquence

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I/ Circuit de conduction intracardiaque L’activité cardiaque est automatique à la différence du muscle squelettique. Cette activité automatique est liée à la présence d’un circuit ayant une capacité de dépolarisation autonome et de conduction particulière. Il y a 5 structures qui composent ce circuit électrique cardiaque : - le nœud sinusal (Noeud Keith et Flack) - le nœud auriculoventriculaire (Noeud d’Ashow Tawarra) - le faisceaux de His - les branches droite et gauche du faisceau de His - le réseau terminal de Purkinje : à l’intérieur du muscle cardiaque lui-même.

On verra chacune de ses structures de façon plus particulière.

A) Le nœud sinusal (Noeud Keith et Flack) :  Une structure épicardique situé à la surface externe du coeur.  Elle fait entre 10 et 15 mm sur 5 mm de haut.  Elle est située à la jonction de la partie inférieur de la veine cave supérieur, et de la face antérieur (le toit) de l’oreillette droite  Elle se trouve sur la surface épicardique  Génère des décharges spontanées à la fréquence de 60 à 100 par min en moyenne → ce qui fait de ce nœud un centre d’automatisme primaire.  Il est régulé par les tonus (ortho)sympathique (accélère) et parasympathique (freine)

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B) Le nœud auriculoventriculaire (NAV) : Noeud d’Ashow Tawarra  Structure plus petite, qui fait 6 mm sur 5 mm  Situé à côté de la valve tricuspide, au niveau de la cloison interventriculaire, à la base de l’oreillette droite sur son versant endocardique  Il est constituée d’une ou de 2 voies de conductions : ◦ La conduction rapide qui est constante ◦ La conduction lente qui est inconstante, et qui existe chez 20 % d’entre nous. NB : Dans certains cas il peut y avoir des court-circuits entre ces 2 voies, qui génère des palpitations que l’on appelle tachycardie de Bouveret.  Il ralentit l’influx d’un dixième de seconde pour protéger les ventricules d’un rythme primaire trop rapide

C) Les voies internodales Entre le nœud sinusal et le NAV se trouve les voies internodales. Ils font jonction entre le nœud sinusal, les oreillettes et le NAV. Il y a 4 principales voies internodales : - Le faisceau inter-nodal antérieur - Le faisceau de Bachman - Le faisceau internodal moyen de Wenchebach - Le faisceau internodal postérieur de Thorel, il chemine le long d’une structure qui est située sur la partie postéro latérale de l’oreillette droite qu’on appelle la crista terminalis. On verra que cette zone est préférentiellement utilisé dans certains court-circuits que l’ on appelle les flotteurs. Ces voies internodales (en jaune sur ce schéma) arrivent au nœud auriculo-ventriculaire.

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D) Le tronc commun du faisceau de His Le faisceau de His se situe sous l'angle d'insertion des valves tricuspide et aortique. Il est long de 1 à 2 cm. Il propage l’influx de l’étage auriculaire (à partir des oreillettes) à l’étage ventriculaire. Ce faisceau est le seul passage (seule voie de conduction de l’activité électrique) entre les oreillettes et les ventricules. Il n’y a pas d’autre passage entre les oreillettes et les ventricules car ces derniers sont séparées par des valves, dont les anneaux valvulaires tricupidiens et mitraux sont fibreux et électriquement étanches. Il se situe au sommet du triangle de Koch (triangle anatomique) représenté : (il le répète plusieurs fois)*** - en avant par la valve tricuspide, - en arrière par le tendon de Todaro (qui est issu de la valve de Thebesius) - en bas par la base de l’oreillette droite et le sinus coronaire (qui ramène le sang veineux du réseau artériel coronaire) Le faisceau de His fait la jonction entre le NAV et le ventricule par ses deux branches (droite et gauche). Ce faisceau est un centre d’automatisme secondaire car il est également capable de décharger spontanément des impulsions plus lentes, de 40 à 60 par minute, en dehors de toute stimulation extérieur ortho ou parasympathique. C’est à dire que si l’on retire les oreillettes, que l’on place le faisceau de His ainsi que les ventricules dans une solution saline, le His pourra continuer à faire battre le cœur mais plus lentement. Ce faisceau est indispensable, si on le coupe, on se retrouve avec un bloc auriculo-ventriculaire (les patients présentant un BAV ont besoin d’un pace maker).

E) Les branches du faisceau de His Le His se sépare en deux branches : - la branche droite : prolongement direct du faisceau de His, elle chemine le long du bord droit du septum interventriculaire se dispersant dans le ventricule droit. Il passe régulièrement par la bandelette arciforme. - la branche gauche : elle chemine en avant et à gauche de la valve mitrale, se subdivise en faisceaux antérieur et postérieur. Nous pouvons remarquer que les ¾ du circuit électrique cardiaque se situent au niveau du côté droit du cœur. Du côté gauche, nous pouvons uniquement remarquer la branche gauche du faisceau de His qui se subdivisera en branche antérieure et branche postérieure. De fait, pour explorer le tissu électrique cardiaque, on passera par le réseau veineux en montant par la VCI.

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F) Le réseau de Purkinje Enfin le système de conduction intracardiaque se termine par le réseau de Purkinje. Ce sont les ramifications terminales des branches droite et gauche du faisceau de His qui s’étendent sur toute la musculature ventriculaire pour propager l'influx. Il diffuse donc à l’intérieur du myocarde. Mais c'est aussi un centre d'automatisme tertiaire, capable de décharger spontanément des impulsions à la fréquence de 20 à 40 par minute. C’est à dire que si vous mettez juste les ventricules dans une solution saline, vous pourrez obtenir une contraction automatique de l’ordre de 20 à 40 par minute, si on supprime le centre d’automatisme secondaire ou primaire. Petit bilan à retenir : - Le tissu cardiaque se situe principalement à droite du coeur - Il y a 3 grosses structures automatiques : Noeud sinusal, le faisceaux de His et réseau de Purkinje, qui ont une activité électrique autonome. Si on coupe différents parties du coeur, il conserve son activité contractile, via ses structures, qui sera de plus en plus lente quand l’on descend des oreillettes au ventricule. Question élève : Ce n’est pas plutôt le NAV qui a une activité autonome ? Réponse : Il a en effet une activité avec le faisceau de His, propre. Mais c’est surtout le faisceau de His, qui a une activité électrique autonome, on parlera de rythme jonctionnel, car il est à la jonction des oreillettes et des ventricules. NB : Il précise qu’il ne parlera pas des petites fibres que l’on peut voir sur le schéma, qui sont des anomalies congénitales, ou accessoires. Certains patients naissent avec des conductions électriques sur-numéraires qui vont pouvoir déclencher des troubles du rythme, des court-circuit entre les voies de conductions normales et anormales.

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Conduction intracardique: (Ci dessous la retranscription de la diapo 19 du cours : il ne l’a pas lu mais il a précisé qu’il peut y avoir des questions à ce sujet) Sur une vue antéro-droite du cœur, les cavités droites, oreillette et ventricule sont ouvertes, permettant de voir le système nodal et sa vascularisation. A la jonction de la veine cave supérieure et de l'oreillette droite, est situé le nœud sino auriculaire de Keith et Flack. Au dessus de l'orifice du sinus coronaire, près de l'insertion de la valve septale de la tricuspide, apparaît, sous l'endocarde, le nœud auriculo-ventriculaire d'Aschoff-Tawara. Trois faisceaux unissent ces deux nœuds ; l'antérieur et le moyen passent dans la cloison interauriculaire, le postérieur suit le sulcus terminalis (crista terminalis) et contourne par en dehors l'orifice de la veine cave inférieure. Du nœud auriculo-ventriculaire part le faisceau de His qui, après avoir donné ses branches gauches, se continue par la branche droite. Celle-ci passe sous l'éperon de Wolf et, certaines de ses fibres s'engagent dans la bandelette ansiforme. Le nœud auriculo-ventriculaire, le faisceau de His et ses branches sont vascularisés par les artères septales antérieures venues de l'artère interventriculaire antérieure et, par les branches septales inférieures venues de l'artère interventriculaire inférieure. La première de ces branches, née à la croix des sillons, parfois d'ailleurs de l'artère rétro-ventriculaire gauche, est l'artère du nœud de Tawara.  Vue latérale de l’OD : Sur une vue latérale de l’OD, les voies de conductions on ne les voit pas, elles sont complètement invisibles que ce soit sur la surface épicardique du nœud sinusal... La seule chose que l’on puisse deviner c’est une couleur nacrée au niveau du faisceau de His. Elle très superficielle, très fragile, sous endocardique, donc juste en arrière de la valve tricuspide, au sommet du triangle de Koch. (répétition de la composition du triangle) Les voies de conduction postérieure passent par la crista terminalis ou sulcus terminalis. Au niveau du VD, on peut voir l’émergence du faisceau de His, juste en haut de la valve tricuspide.

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Pour conclure avec cette image, sur la vue de l’OD, on peut noter la présence de : - sinus coronaire, - valve d’Eustache, - crista terminalis (crête terminale) qui est une bandelette séparant l’OD en deux parties : une partie postérieure au niveau des VCS et VCI, une OD plutôt lisse et une partie antérieure très fibreuse, cette bandelette de crista terminalis pourra être le siège de court-circuit. - fosse ovalis, lorsque celle-ci n’est pas fermée, on peut parler de communication interauriculaire (CIA), il peut également exister des toutes petites communications que l’on appelle foramen ovale perméable qui sont responsables d’accidents de plongée ; mais cet élément anatomique n’a aucun rôle dans la conduction cardiaque. - NAV - sinus coronaire - valve tricuspide - tendon de Todaro - faisceau de His

Schéma voies de conductions : Si on rajoute les voies de conduction, on voit : - le nœud sinusal, - les voies internodales antérieure et latérale en vert, - la voie internodale supérieure de Bachman (celle qui passe devant la VCS et qui va rejoindre l’OG), - le NAV avec la voie rapide en jaune et la voie lente en vert, - le faisceau de His en orange avec o la branche droite qui court sur la face latérale du septum et qui se termine par le réseau de Purkinje o et la branche gauche qui plonge sur le versant latéral du ventricule gauche avec un faisceau antérieur et un faisceau postérieur.

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II/ Système nerveux extracardiaque Ce système de conduction automatique va être soumis à l’influence du système nerveux extracardiaque sympathique et parasympathique.

Le système nerveux extracardiaque parasympathique (PS) est essentiellement composé du nerf vague. C’est la Xeme paire crânienne qui va naître du bulbe rachidien et qui va donner des afférences au niveau du nœud sinusal et du NAV. C’est un système cholinergique et toute stimulation de ce nerf va induire un ralentissement de l’activité autonome électrique cardiaque. Exemple : le malaise vagal → liée à une hyperstimulation du nerf vague qui sera dû à une émotion intense, la peur, la douleur... Il y a également une connexion avec le système digestif, ce qui peut entraîner des douleurs à ce niveau. Si la stimulation perdure, le cœur ralentit tellement que l’individu peut s’évanouir. Des médicaments comme la striadine (agoniste cholinergique) va entrainer la stimulation du nerf vague. Ce système PS a un tonus surtout au repos et nocturne. Les nerfs vagues gauche et droit descendent le long des carotides et donneront des afférences cardiaques. Chez certaines personnes qui ont des palpitations dû à des anomalies vu précédemment, on peut stimuler ce nerf vague en massant au niveau des carotides pour arrêter ces palpitations. Une particularité anatomique est que le nerf vague donne 2 afférences que l’on appelle les branches récurentielles. Ils innervent les cordes vocales. En effet, la branche récurentielle issue du nerf vague droit va aller derrière la thyroïde jusqu’aux cordes vocales, elle va boucler au niveau du TABC (tronc artériel brachio-céphalique), alors que la branche récurentielle issue du nerf vague gauche va tourner sous la crosse aortique et passer le long des carotides.

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Cela est utile pour les futurs chirurgiens, il faut savoir où passent les branches. On sait notamment que ces deux branches passent par la thyroïde. Lors d’une opération de cet organe, il y a un risque de paralysie récurentielle si on abime une branche récurrente.

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Pendant une activité c’est le système orthosympathique (OS) qui prendra le relais. Ce dernier est représenté par la moelle épinière et ses chaines ganglionnaires, médiée par la noradrénaline. La stimulation du système OS va accélérer le rythme cardiaque et entraine une augmentation de sa contractilité. En permanence, il y a une balance de l’activité automatique cardiaque par la stimulation OS et PS. À côté de ce système nerveux autonome, un autre médiateur va intervenir dans la régulation de cet automatisme cardiaque : les hormones surrénaliennes, catécholamines, adrénaline et noradrénaline. Ils vont avoir le même rôle que le système OS, un rôle d’accélération d’inotropisme (= contractilité cardiaque) et de chronotropisme (= la fréquence cardiaque).

III/ Application pratique A) Electrocardiogramme La première application pratique permise par la connaissance du système d’automatisme cardiaque est l’obtention d’un ECG (enregistrement de l’activité cardiaque).

L’ECG qui aura une forme particulière selon l’activité électrique et les structures cardiaques dépolarisées.

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Comme vu précédemment, il y a une activité automatique au niveau du nœud sinusal, du faisceaux de His, du nœud auriculo-ventriculaire et du réseaux de Purkinje. Le potentiel d’action (PA) va varier selon le tissu automatique. Quand on regarde le PA du nœud sinusal, il n’y aura pas de retour en permanence à la ligne de base, il y aura une dépolarisation lente, c’est la caractéristique des cellules automatiques. A l’inverse des fibres musculaires, où il y a un retour à la ligne de base, il faudrait donc une impulsion pour entraîner un PA. L’ECG est constituée de l’onde P, Q, R, S et de l’onde T qui vont correspondre à la dépolarisation successive des oreillettes, des ventricules, du faisceau de His et de la repolarisation des ventricules.

B) Troubles de conduction : bloc, pacemaker La deuxième application clinique est la notion de bloc cardiaque.

Si on a une dysfonction au niveau : - du nœud sinusal, du centre d’automatisme primaire, on parlera de dysfonction sinusal - du NAV, on parlera de bloc auriculo ventriculaire Les différents sièges de blocs vont s’accompagner avec des anomalies de l’ECG bien particulières. (pas détaillées). Le risque absolu, c’est que le ventricule ne soit plus dépolarisé et que le patient fasse un arrêt cardiaque. En fonction de la localisation du siège de bloc, il y a la notion de centre automatique c’est-à-dire que l’activité électrique cardiaque va décroître selon le siège du bloc. Rappel : Le nœud sinusal a une automaticité propre de 60 à 100 par minute. Le nœud AV a une automaticité de 40 à 60 par minute. Les ventricules avec le réseau de Purkinje ont une automaticité de 20 à 40 par minute. L’application de ces problèmes de bloc cardiaque va amener à des solutions thérapeutiques. Quand il y a un trouble de conduction, on remplace ce tissu électrique automatique par un pacemaker. La

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plupart des individus ayant un pacemaker, ont un problème au niveau de leur nœud sinusal ou de leur NAV. Un pacemaker est un appareil de petite taille que l’on met sous la peau (anesthésie locale) avec à l’intérieur de ce pacemaker : une batterie, un circuit électronique en titane, un connecteur relié à un certain nombre de sondes selon la pathologie. Il est relié avec une ou deux sondes à l’intérieur des cavités cardiaques en passant par la veine sous-clavière, veine cave supérieur… Les sondes sont dans des endroits stratégiques. Souvent on la met au niveau du nœud sinusal pour l’écouter ou la stimuler en fonction de la défaillance. Et l’autre sonde sera dans le ventricule droit pour que la pile fasse la corrélation du passage du courant entre les 2 sondes, pour savoir s’il faut envoyer ou non une impulsion électrique. Par rapport à l’image ci dessus : Nous avons sur le 1er ECG un patient qui a un problème de nœud sinusal qui saute une fois sur trois. A l’inverse, sur le 2e ECG, le patient présente un BAV. Les ondes P correspondent à l’activité des oreillettes, les ondes QRS correspondent à l’activité des ventricules. Que ce soit sur l’ECG 2 ou 3, on voit ici des ondes P, des oreillettes qui envoient l’influx, avec des QRS qui sont complètement dissociés, qui n’écoutent plus du tout l’information issue des oreillettes. Plus le problème cardiaque est haut, plus le rythme d’échappement sera rapide. Ces problèmes de conduction électrique, ces phénomènes de blocs, entraineront des syncopes (le patient dira à son médecin : je suis tombé dans les pommes, je ne sais pas pourquoi).

C) Troubles du rythme : tachycardie, fibrillation

La tachycardie, c’est lorsque le cœur bat trop rapidement, une activité cardiaque supérieur à 100 par min. La fibrillation, c’est une activité cardiaque complètement anarchique. À côté du terme tachycardie, et du terme de fibrillation, on associe le nom du siège de la structure où cela se passe.

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Exemple d’anomalies du rythme : → Au niveau des oreillettes : tachycardie atriale, fibrillation atriale Qui ne sont pas mortelles mais conduisent à une hyperexcitabilité des oreillettes avec une activité électrique anarchique (jusqu’à 300 battement par min). Le rôle du NAV a une propriété de conduction décrémentielle, c’est-à-dire qu’il peut filtrer et donc protéger les ventricules des rythmes trop rapides à l’étage des oreillettes. → Au niveau des ventricules : tachycardie ventriculaire, fibrillation ventriculaire Ils sont potentiellement graves et mortels, cela correspond à une activité électrique complètement anarchique et désorganisée des ventricules, ce qui peut conduire au décès. Le seul moyen pour faire repartir un cœur qui est fibrillation ventriculaire, c’est le choc électrique. Sur le 1e ECG, nous pouvons voir un patient avec un rythme régulier malgré la présence d’une extrasystole (petite étincelle, il s’agit d’un battement supplémentaire), cependant une nouvelle extrasystole va induire un court-circuit (FV) dont le seul moyen d’arrêt sera d’envoyer un choc électrique afin de faire repartir le cœur de façon régulière et redonner au nœud sinusal sa fonction de stimulus. Le choc électrique n’a d’intérêt que lorsque le patient est en fibrillation, si le patient est en asystolie (tracé plat) cela n’aura aucun intérêt. Il faudra effectuer un massage cardiaque, injecter de l’adrénaline pour tonifier le cœur. Le seul intérêt du choc électrique est la fibrillation.

D) Troubles du rythmes et de conduction : exploration électrophysiologique Il y a un sous domaine de la cardiologie qui s’appelle la rythmologie où le circuit électrique va pouvoir être exploré. Il n’est pas compliqué d’explorer le circuit électrique, il suffit de monter par la veine fémorale, puis par la VCI et arriver dans une cavité cardiaque droite avec des cathéters chez un patient allongé sur une table d’examen après une anesthésie locale au niveau de la veine fémorale. Avec une caméra à RX, on va localiser les sondes en radioscopie, et ces sondes vont être reliées à des câbles et une baie d’électrophysiologie, qui va recueillir le signal électrique en regard des différentes structures. => C’est l’exploration électrophysiologique.

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On recueille un signal électrique qui correspond à l’activité électrique au niveau de l’enregistrement. Par exemple, si on a un électrocardiogramme de surface avec une onde PQRS, si on met une sonde au niveau du nœud sinusal, on enregistre l’activité de l’oreillette. Si on met une sonde au niveau du faisceau de His, on enregistre l’activité de l’oreillette, le signal du faisceau de His, et le signal du ventricule, etc. Chez les individus qui consultent pour des problèmes de syncopes (tombent dans les pommes), pour lesquels on suspecte des coupures intempestifs du NAV, on peut faire cet examen et mesurer les vitesses de conduction à l’intérieur du faisceau de His. Si la durée est trop longue, on suspectera un problème de trouble conductif, il lui faudra donc un pacemaker.

E) Troubles du rythme : ablation par radiofréquence L’autre application clinique du trouble du rythme va être de pouvoir guérir certaines palpitations liées à des courts circuits qui tournent au niveau de l’OD ou de l’OG (tachycardie de Bouveret, fibrillation de l’oreillette, flutter). C’est un schéma de l’ablation d’une fibrillation d’oreillettes, avec des cathéters que l’on va passer dans l’OG. Les cathéters possède des électrodes que l’on va positionner dans les veines pulmonaires. Un de ces cathéters sera un cathéter de radiofréquence qui va permettre l’ablation, qui va permettre de cautériser, de brûler la zone du court circuit.

Comme nous l’avons vu précédemment : quasi tout le tissu électrique se trouve à droite, mais chez certains patients, à l’intérieur de ces veines pulmonaires, il existe des foyers qui déchargent une activité automatique qui vont faire partir l’oreillette en fibrillation. Le but de cette ablation est d’isoler électriquement ces veines pour empêcher ces foyers de décharger. Dans le cas présent, on a une ablation de fibrillation de l’oreillette qui est liée à des extrasystoles (impulsions électriques ne provenant pas du nœud sinusal, mais des oreillettes ou des ventricules, ces impulsions seront prématurées par rapport à l’activité électrique cardiaque normale, ces petites extrasystoles vont pouvoir provoquer des courts circuits et notamment des fibrillations). La fibrillation vient souvent de l’OG avec des extrasystoles qui proviennent de l’une des 4 veines pulmonaires. Ici il faut brûler à gauche, on passera donc soit par un foramen ovale perméable, soit on effectuera un cathétérisme trans-septal : avec un aiguille on perce un trou, qui se refermera seul, vers l’OG.

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Annales : 2015 QCM 32 : Une jeune patiente consulte pour des palpitations avec sensation de cœur rapide, régulier, avec début et fin brutal type ON/OFF : A) Il s’agit probablement d’une fibrillation auriculaire. B) Il s’agit probablement d’extrasystoles. C) Cette tachycardie est souvent bien tolérée. D) Cette tachycardie ne répond pas aux manœuvres vagales. E) Cette tachycardie survient le plus souvent chez des patients atteints d’une cardiopathie. 2014 → Session 1 QCM 57 Un patient a présenté une syncope brutale, sans prodrome avec traumatisme facial A) Il s’agit probablement d’une hypotension orthostatique. B) Il s’agit probablement d’une syncope vaso-vagale. C) Il faut rechercher un trouble de la conduction cardiaque. D) Il faut rechercher un trouble du rythme cardiaque. E) L’ECG peut montrer un bloc auriculo-ventriculaire. → Session 2 QCM 52 → Exactement comme le QCM 32 de 2015 2013 Exactement même question que 2014 2012 QCM 20 Concernant le faisceau de His : A) Il est localisé sur le versant ventriculaire gauche de la jonction auriculoventriculaire B) Son activité électrique est bien visualée sur l’ECG de surface C) Sa décience peut nécessiter l’implantation d’un Pacemaker D) Il appartient au triangle d’Einthoven E) C’est un centre d’automatisme secondaire QCM 21 Concernant l’innervation cardiaque : A) La stimulation du système orthosympathique est responsable du « malaise vagal ». B) Le nerf récurentiel droit passe sous le TABC C) Le nœud sinusal ne reçoit aucune afférence nerveuse extrinsèque D Le trajet du nerf phrénique gauche passe sur la paroi latérale du ventricule gauche dans son cheminement E) Le nerf vague (X) est le médiateur du système parasympathique cardiaque.

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