Cœurs et artères

Le cœur est une pompe complexe comportant des douzaines de connexions astucieuses. Le sang du corps s'écoule dans la cavité réceptrice droite, traverse une valvule pour passer dans la cavité suivante, puis maintient cette valvule presque fermée. Des impulsions nerveuses diffusent à travers le muscle cardiaque, relayées par des postes de transmission situés à intervalles précis; des millions de cellules intriquées se contractent pratiquement ensemble. Le sang est expulsé par une autre valvule et passe dans les poumons où il se charge en oxygène, puis dans les cavités gauches du cœur où une autre valvule s'ouvre et se ferme. Ensuite, grâce à l'excitation et à la contraction parfaitement synchronisées de millions de cellules, la chambre de chasse gauche éjecte le sang vers le reste du corps. Les principales séquences de cette animation sont connues depuis longtemps. Mais actuellement, certains chercheurs découvrent un nouvel élément de cette séquence de phénomènes - l'âge - et le tableau semble être encore plus complexe qu'avant. Il s'avère que le vieillissement n'entraîne pas un simple ralentissement, comme on pourrait s'y attendre, mais un ensemble d'altérations intriquées: un ralentissement ici, un renforcement là, un ajustement mineur en un autre endroit. Ces nombreuses petites altérations ont pour résultat une adaptation. A l'âge de 65 ans, le cœur s'est adapté de différentes façons ingénieuses pour répondre aux besoins d'un organisme de 65 ans.

Vieillissement, mode de vie et maladie

L'idée que toutes les composantes de la fonction cardiaque ne sont pas soumises à un déclin inexorable a révolutionné la conception que les scientifiques avaient du vieillissement. Si le cœur est capable de s'adapter à l'âge, l'émergence des maladies cardiaques pourrait donc résulter essentiellement d'une altération du mécanisme d'adaptation. Et si on parvenait à découvrir une façon de maintenir actifs les mécanismes d'adaptation, on pourrait alors prévenir ou retarder la survenue des cardiopathies. Un nombre croissant de découvertes vient appuyer l'idée que le mode de vie joue un rôle important dans le maintien d'un bon fonctionnement du système cardio-vasculaire. Des enquêtes menées à l'échelle de la population au cours des trente dernières années ont solidement étayé l'idée que certaines habitudes de vie, telles que l'alimentation pauvre en graisses ou la pratique régulière d'une activité physique, assurent une protection contre les cardiopathies. Aujourd'hui, les biologistes commencent à savoir pourquoi et comment. Ils découvrent, par exemple, comment fonctionne le cœur chez les athlètes âgés; comment la pratique régulière d'une activité physique influe sur la paroi des vaisseaux sanguins et les molécules qui la composent; et comment l'athérosclérose débute dans ces cellules et molécules. Cet ouvrage est consacré aux découvertes faites dans le domaine de la biologie du vieillissement, du mode de vie et des maladies.

Research: 1940-1990

Distinguer les effets de l'âge de ceux de la maladie et du mode de vie est un thème récurrent des études actuelles du vieillissement. Il n'en a pas toujours été de même. Dans les années 1940-50, les gérontologues devaient réaliser la plupart de leurs études dans des services hospitaliers de soins chroniques ou dans des maisons de retraite. Les gens qu'ils étudiaient menaient une vie sédentaire et beaucoup d'entre eux avaient une cardiopathie cachée ou d'autres maladies. On avait ainsi l'impression que pratiquement toutes les fonctions organiques se détérioraient considérablement avec l'âge. Puis, les Instituts Nationaux de la Santé ont lancé en 1958 l'Etude Longitudinale du Vieillissement de Baltimore (BLSA). Cette étude, qui se poursuit aujourd'hui sous l'égide de l'Institut National de Gérontologie (NIA), documente les processus normaux ou habituels du vieillissement dans une population stable de gens vivant en communauté et non en institution. L'étude BLSA a apporté des données de grande valeur aux scientifiques analysant les différentes façons dont le vieillissement, le mode de vie et la maladie retentissent sur le cœur et les vaisseaux sanguins. Cette nouvelle ère de la recherche en cardiologie résulte également pour une bonne part du développement de techniques puissantes et non invasives, telles que l'échocardiographie, l'imagerie par résonance magnétique et la scintigraphie, qui ont permis aux chercheurs de visualiser les valvules, les parois et les cavités du cœur, ainsi que l'écoulement du sang dans ces cavités. La scintigraphie au thallium, une épreuve d'effort extrêmement sensible, capable de révéler une insuffisance coronarienne latente, permet aux chercheurs de distinguer les effets de l'âge de ceux de cette maladie, dont la prévalente est particulièrement élevée chez les sujets âgés - effets qui étaient auparavant intriqués et indiscernables.

Interdépendance

Les nouvelles méthodes d'étude du cœur ont conduit à envisager une extrême interdépendance des nombreux facteurs qui influent sur le cœur et les vaisseaux sanguins. Six facteurs majeurs influencent la façon dont le cœur se remplit de sang et l'éjecte. Quand les chercheurs avaient commencé à découvrir ces facteurs, ils pensaient qu'ils opéraient indépendamment. Ils savent désormais que ces six facteurs s'influencent réciproquement, directement et indirectement. La figure (voir ci-dessous) qui expose leurs relations est trompeusement simple. Elle ne montre que six grandes catégories, mais chacun de ces termes regroupe une foule de facteurs associés. Un grand nombre de ces facteurs font l'objet d'abondantes recherches. Par exemple, les catégories étiquetées "précharge" et "postcharge" représentent des forces qui déterminent la façon dont le cœur se remplit de sang et l'éjecte dans les vaisseaux; l'article un couvre ce territoire. Le terme "postcharge" conduit au monde des vaisseaux sanguins dont la rigidité ou l'absence de rigidité peut avoir un impact considérable sur le cœur; l'article deux fournit un aperçu général. "Contractilité" fait référence à d'autres voies de recherche, axées sur les cellules et les molécules du système cardio-vasculaire; l'article trois en expose les principaux aspects. Ensemble, ces articles résument les connaissance actuelles sur les altérations du cœur et des vaisseaux sanguins avec l'âge et leur adaptation. Ils montrent comment ces modifications sont en rapport avec la maladie et le mode de vie et ils donnent un aperçu de ce qui peut attendre les chercheurs dans le domaine encore partiellement inexploré du vieillissement du cœur. Sélection bibliographique Fleg JL, Gerstenblith G, Zonderman AB, Becker LC, Weisfeldt ML, Costa PT, and Lakatta EG. Prevalence and prognostic significance of exercise-induced silent myocardial ischemia detected by thallium scintigraphy and electrocardiography in asymptomatic volunteers. Circulation 81:423-436, 1990. Lakatta EG. Cardiovascular regulatory mechanisms in advanced age. Physiological Reviews 73:413-467, 1993. Shock NW, Greulich RC, Andres R, Arenberg D, Costa PT, Lakatta EG, and Tobin JD. Normal human aging. National Institute on Aging, NIH Publication No. 84-2450, Washington, DC: U.S. Government Printing Office, 1984. Weisfeldt ML ed. The aging heart: Its function and response to stress. New York: Raven Press, 1980.

Six grands facteurs déterminent la quantité de sang que le cœur pompe par minute (débit cardiaque). Ils sont tous étroitement interdépendants. Les définitions ci-dessous n'indiquent que quelques unes de leurs interconnexions. Contractilité - aptitude du muscle cardiaque à se contracter; elle est modifiée par d'autres facteurs tels que... la précharge - quantité de sang présente dans la chambre de chasse gauche, ou ventricule, avant la contraction; elle est modifiée par... la postcharge - forces s'opposant à la contraction dès qu'elle commence; ces forces comprennent la résistance à l'écoulement du sang dans les artères, résistance qui dépend en partie de la fréquence des battements cardiaques ou... fréquence cardiaque - nombre de battements cardiaques par minute; elle influe sur la quantité de sang nourrissant le muscle cardiaque ou... flux coronaire - flux de sang passant par les artères coronaires pour nourrir le muscle cardiaque lui-même. Etant donné que le flux coronaire détermine la quantité d'oxygène atteignant les cellules du muscle cardiaque, il contribue à déterminer leur contractilité, qui influe sur tous les autres facteurs. Système nerveux autonome - partie du système nerveux qui contrôle les mouvements involontaires comme ceux du cœur; il module de différentes façons les cinq autres facteurs.