L’aspect énergétique

Les problèmes énergétiques sont toujours difficile à appréhender pour le non physicien car l'énergie se masque sous des aspects très disparates: mécanique, métabolique, cinétique, calorifique etc. Or il y a une équivalence quantitative entre les différentes formes d'énergie et conservation de l'énergie dans sa globalité : Le principe de la conservation de l'énergie permet de faire des bilans énergétiques sans tenir compte des mécanismes de transformation.

Dans le cas présent, le "moteur musculaire cardiaque" doit fournir une énergie mécanique au sang, qui conditionne sa consommation énergétique.

L'énergie fournie à chaque systole est le produit du volume systolique par la pression systolique moyenne.

La puissance, qui est l'énergie (ou travail) par unité de temps est le produit du débit cardiaque par cette même pression systolique moyenne.

Ainsi, pour une pression systolique moyenne donnée, l'énergie à fournir par le muscle cardiaque à chaque systole est proportionnel au volume éjectionnel.

Voyons donc pourquoi et comment la consommation énergétique du myocarde augmente-t-elle avec l'augmentation de la contrainte pariétale, corollaire, selon la loi de LAPLACE, de l'augmentation du rayon :

Pour une sphère, le volume est :

Longueur de la fibre circonférentielle :

Pour une variation de  longueur de la fibre :

La variation de volume est :

Soit :

Et l'énergie correspondante ou Travail (W) :

Ainsi, si on diminue le rayon de moitié, le volume éjecté, donc le débit, donc l'énergie consommée, sont divisés par 4 !

Mais retenons surtout que la diminution d'énergie consommée ne fait que traduire la  diminution d'énergie produite sous forme de débit.

Or, le coeur doit fournir le débit nécessaire à la survie de l'organisme, quelque soit le moyen.

Le myocyte compense spontanément son mauvais fonctionnement structurel (c'est à dire le médiocre raccourcissement de ses fibres) par une disposition plus périphérique (c'est à dire par la dilatation du VG) qui lui permet de fournir plus de travail avec le même raccourcissement.

Mais  bien entendu, s'il peut fournir plus de travail, il doit consommer plus d'énergie! Or n'oublions pas que l'énergie à fournir (un débit suffisant à une pression suffisante) est l'impératif final incontournable.

Dans la mesure où c'est parce qu'il est malade que le myocyte adopte cette disposition périphérique et non pas parce que le coeur s'est dilaté que le myocyte s'en trouve malade, il parait bien optimiste de croire qu'il va se trouver grandement amélioré quand on lui aura donné une position plus centrale.

Ce dernier point cependant peut se discuter : Il est des cas en physiopathologie où les mécanismes d'adaptation dépassent leur but et deviennent délétères .

On peut donc admettre avec BATISTA que le coeur s'est trompé d'adaptation en se dilatant et qu'il existe une meilleure configuration géométrique de ses fibres pour qu'elles fournissent le même travail dans des conditions plus favorables pour le myocyte.

Mais répétons le encore, le travail minimum à fournir devra être fournie et donc la consommation d'énergie satisfaite. Or il est instructif de regarder la relation mathématique (5) entre le raccourcissement de la fibre circonférencielle et le volume éjecté pour comprendre combien cette hypothèse est optimiste :

- Le volume éjecté pour un raccourcissement de fibre donné, varie comme le carré du rayon. (ou du diamètre, comme on voudra )

C'est à dire que si on diminue le rayon de 20%, il faudrait une amélioration spontanée de 56% (*) du raccourcissement des fibres pour que les mêmes myocytes fournissent le même débit à la même fréquence cardiaque. Et de toutes façons, l'amélioration de la performance de la fibre ne pourrait se faire qu'avec une augmentation équivalente de la consommation d'énergie.

Si l'amélioration du raccourcissement n'est pas au rendez-vous, le maintient du débit sera fourni par une augmentation de la tachycardie, et l'on sait que c'est toujours quand on augmente la vitesse qu'on gaspille le plus d'énergie.

Quelques soient les espoirs qu'on pourra mettre dans le bistouri pour mieux disposer les myocytes, il ne faudra jamais perdre de vue que quelque soit la méthode employée (plus de raccourcissement sur moins de volume ou plus de volume sur moins de raccourcissement), les myocytes devront toujours fournir (et donc consommer) l'énergie nécessaire à maintenir le couple débit-pression nécessaire à la survie de l'organisme.

Et là où le bilan énergétique de l'opération de BATISTA paraît franchement calamiteux, c'est que la contribution énergétique qui était demandée à 100% des myocytes malades, va être demandée aux seuls myocytes restants, après amputations d'une partie d'entre eux, pas plus malades que les autres, et qui participaient jusqu'à lors à la fourniture énergétique réclamée par une hémodynamique minimum.