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asystole, identifiée comme une ligne plate dans toutes les dérivations ECG, est un rythme non choquable qui est associé à une mortalité élevée. Les patients atteints de coronaropathie qui souffrent d’une occlusion soudaine peuvent évoluer vers l’asystole par une séquence d’événements initiés au début de l’occlusion : ischémie locale, tachycardie ventriculaire (TV), fibrillation ventriculaire (FV), ischémie globale et asystole. La défibrillation est la plus efficace lorsqu’elle est appliquée pendant la FV, bien avant l’asystole. Le pronostic est sombre pour les patients victimes d’un arrêt cardiaque extrahospitalier (ACHO) qui sont trouvés en asystolie. Une analyse du registre suédois des ACSO a montré que les patients trouvés en rythme non choquable avaient un taux de survie moyen à un mois de 1,3 % (8).

Plusieurs études rétrospectives ont analysé l’incidence des arythmies létales dans les ACSO et ont constaté que l’incidence des arrêts avec FV/VF comme premier rythme enregistré a régulièrement diminué alors que l’incidence des arrêts sans FV, y compris l’asystole, a nettement augmenté (10, 13). La baisse de l’incidence des arrêts pour FV pourrait être le résultat d’une réduction de l’incidence des VT/VF comme cause d’ACSO, probablement en raison de l’utilisation accrue des défibrillateurs cardioverteurs implantables et des β-bloquants. Il est intéressant de noter que l’incidence de l’asystolie comme premier rythme enregistré a augmenté de façon substantielle entre 1992 et 2002 à Milwaukee, WI, cette augmentation compensant le déclin des arrêts VT/VF. Dans l’ensemble, l’incidence totale des ACSO est restée constante sur la période de cette étude (13). L’augmentation observée des OHCA sans FV aux États-Unis et en Europe a conduit à la spéculation que la FV dans les OHCA se détériore rapidement en un autre rythme, principalement l’asystole (10). Il existe d’autres spéculations selon lesquelles les β-bloquants pourraient être les coupables de la détérioration accélérée de la FV en asystole (10).

Dans ce numéro de l’American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology, Garg et ses collègues (6a) présentent les résultats d’enquêtes sur les facteurs qui influencent la dégénérescence de la fonction électrique en asystole pendant une ischémie globale. Ils ont émis l’hypothèse que la fréquence cardiaque rapide et la stimulation β-adrénergique accéléreraient la défaillance électrique. Ils ont étudié des cœurs de lapin isolés dans lesquels la contraction avait été arrêtée pharmacologiquement. Les cœurs ont été stimulés à des longueurs de cycle de 300 ou 200 ms et ont été exposés ou non à 30 nM d’isoprotérénol, un agoniste β-adrénergique. Une ischémie globale sans flux a été initiée et la progression de la défaillance électrique qui en résulte a été suivie par cartographie optique. Ils ont constaté qu’une fréquence cardiaque rapide et une activation β-adrénergique accéléraient de manière synergique le développement de la perte régionale d’excitabilité, qui était étroitement corrélée à l’apparition de la FV et, finalement, à la perte complète d’excitabilité (asystole).

Bien que mesurées pendant une ischémie globale, les données sur la fréquence d’activation de Garg et al. peuvent apporter un nouvel éclairage aux observations cliniques selon lesquelles une fréquence cardiaque basale élevée est associée à des facteurs de risque cardiovasculaire accrus (2, 5, 12), notamment l’infarctus soudain du myocarde (7) et la FV (1). Ces données soutiennent les efforts cliniques visant à maintenir des fréquences cardiaques plus basses chez les patients atteints de coronaropathie. Il est raisonnable d’émettre l’hypothèse qu’une ischémie locale aiguë dans le contexte d’une fréquence cardiaque élevée et d’une activité β-adrénergique accrue serait corrélée à un risque accru de FV et éventuellement à une progression rapide vers l’asystolie. Ainsi, lors d’un événement coronarien, la réduction de la fréquence cardiaque basale peut allonger le temps jusqu’à l’asystole, augmentant ainsi la probabilité d’observer un rythme choquable dans l’OHCA. Les β-bloquants peuvent encore allonger le temps jusqu’à l’asystole ; cependant, ce point pourrait être débattu (10).

Dans de précédentes études animales, le ralentissement de la fréquence sinusale et le blocage de l’activité β-adrénergique ont retardé le temps d’apparition de la FV pendant les événements ischémiques, probablement en préservant le statut énergétique du myocarde (21). Les études de Vaillant et de ses collègues (21) ont mesuré le délai d’apparition de la FV après une ischémie myocardique aiguë chez le porc. Dès le début de l’ischémie, le temps jusqu’à la FV était prolongé lorsqu’un inhibiteur du courant du pacemaker (IKf) (ivabradine) était administré pour réduire la fréquence cardiaque. L’administration d’un β-bloquant (propranolol) a également prolongé le délai de FV, mais pas autant que l’inhibition du courant IKf. Les résultats de l’isoprotérénol de Garg et al. corroborent ces résultats antérieurs. Les rapports phosphocréatine/ATP mesurés par Vaillant et al. (21) au début de la FV étaient également plus élevés pendant l’inhibition de l’IKf, ce qui indique une meilleure préservation des réserves énergétiques du myocarde. En clinique, la réduction de la fréquence cardiaque chez les patients souffrant d’angine de poitrine augmente le temps de dépression du segment ST et prolonge l’apparition des symptômes de l’angine (15, 20). Ces effets bénéfiques sont attribués à l’amélioration de l’état énergétique du myocarde, y compris la réduction de la consommation d’oxygène du myocarde et l’amélioration de la perfusion coronaire secondaire à un intervalle diastolique plus long (2).

Garg et ses collègues fournissent plusieurs interprétations de leurs données de cartographie optique qui donnent à réfléchir. Pendant l’ischémie, la diminution de l’excitabilité, le bloc de conduction et l’asystolie sont généralement attribués à un taux élevé de potassium extracellulaire qui dépolarise le potentiel de la membrane au repos, inactivant ainsi les canaux sodiques (3, 18). Cependant, Garg et ses collègues s’opposent à ce mécanisme en suggérant que la dépression électrique accrue qu’ils ont observée était causée par une charge calcique accrue, et non par l’accumulation de potassium extracellulaire. Ils suggèrent également que le déclenchement de la FV dans leurs expériences n’était pas dû à des post-dépolarisations précoces ou retardées, qui sont habituellement attribuées à une altération de l’homéostasie du calcium intracellulaire (16) et sont généralement invoquées pour expliquer l’arythmogenèse pendant la stimulation β-adrénergique dans le myocarde non ischémique (11). Au lieu de cela, ils expliquent que le développement d’un modèle en mosaïque spatialement hétérogène de dépression électrique était le mécanisme de la FV. On s’attend à ce qu’un tel schéma favorise le bloc unidirectionnel et la réentrée. Comme le supposent les auteurs, le réseau de Purkinje pourrait jouer un rôle important dans l’initiation de la FV observée. Les lapins, l’espèce utilisée dans cette étude, sont similaires aux chiens et aux humains dans la mesure où le réseau de Purkinje est principalement sous-endocardique, ce qui rend presque impossible d’associer définitivement les fronts d’activation cartographiés au niveau épicardique aux activations de Purkinje au niveau endocardique. Cependant, un certain nombre d’études (4, 9) ont indiqué que le réseau de Purkinje est actif pendant une FV de longue durée, dans laquelle le cœur est globalement ischémique, et qu’il est probablement important pour maintenir l’activation de la FV par une variété de mécanismes focaux et réentrants. Des mécanismes similaires pourraient très bien être en jeu dans l’initiation de la FV pendant l’ischémie globale.

Un avantage de la cartographie optique dans les études de Garg et al. était que l’hétérogénéité de la durée du potentiel d’action pouvait être analysée. Cela a révélé des différences dans le déroulement temporel du raccourcissement de la durée du potentiel d’action entre les ventricules droit et gauche, un raccourcissement plus rapide se produisant dans le ventricule gauche pour trois des quatre combinaisons de fréquence cardiaque et d’administration d’isoprotérénol. Ce résultat implique un raccourcissement de la longueur du trajet des réentrées ainsi qu’une dispersion accrue de la repolarisation, deux mécanismes importants de la FV. Une limitation importante des études de cartographie optique était la nécessité d’un découplage électromécanique pour réduire les artefacts de mouvement dans les potentiels d’action optiques. L’interprétation des données lorsque le cycle des ponts croisés est inhibé doit être faite avec précaution car les ATPases de l’actomyosine représentent 75 % de la consommation totale d’énergie du myocarde (23). La consommation d’énergie restante est attribuée aux Ca2+ ATPases (15 %) et à la Na+/K+ ATPase (9 %) (17). Il est probable que l’utilisation de l’ATP dans des conditions non ischémiques et ischémiques dans les études de Garg et al. ne représente que 24 % de ce qu’elle pourrait être dans un cœur actif in vivo. En tant que tel, il est probable que l’évolution temporelle des événements électriques soit significativement plus courte in vivo. Cette limitation est particulièrement importante si la préservation de l’énergie est un mécanisme par lequel une fréquence cardiaque plus faible et l’absence de stimulation β-adrénergique protègent contre l’apparition de la FV. L’inhibition des ATPases d’actomyosine a un effet important sur les processus physiologiques qui sont modulés par l’équilibre de la production et de l’utilisation de l’énergie, comme lors de l’augmentation du travail cardiaque et pendant l’ischémie (22). Il est également intéressant de noter que dans leurs expériences, Garg et al. ont stimulé des cœurs globalement ischémiques à des fréquences cardiaques normales jusqu’à ce que la FV se produise spontanément. Tandis que c’est une manière raisonnable d’évaluer les effets du taux d’activation sur la dégénérescence de la fonction électrique, il n’est pas parallèle à la progression typique de OHCA, qui est pensée pour commencer comme un événement d’ischémie locale aiguë et pour progresser comme indiqué dans le paragraphe d’introduction. De futures études de cartographie optique de l’ischémie locale dans des cœurs en pleine contraction pourraient fournir un aperçu plus profond de l’initiation de la FV et de la progression de la défaillance électrique.

À la lumière des données cliniques qui indiquent une incidence accrue de l’asystole comme premier rythme enregistré dans l’OHCA (13), il existe un besoin évident de comprendre les mécanismes physiologiques de l’asystole. Garg et ses collègues ont fourni de nouveaux éléments importants montrant que la fréquence cardiaque rapide et la stimulation β-adrénergique accélèrent la dépression électrique hétérogène et accélèrent le rythme vers l’asystole. De nombreuses questions demeurent, dont plusieurs sont liées au rôle de l’activité β-adrénergique. Quel est le meilleur moment pour administrer de l’adrénaline exogène pendant un arrêt cardiaque (6, 19) ? Les β-bloquants prolongent-ils le maintien de niveaux adéquats de réserve métabolique pendant l’ischémie pour maintenir la FV tout en réduisant le seuil de défibrillation ? Les β-bloquants pourraient-ils modifier les mécanismes qui maintiennent la FV pendant l’ischémie et raccourcissent le temps jusqu’à l’asystole (10) ou augmentent le seuil de défibrillation (14) ? Les réponses à ces questions, et à bien d’autres, auront probablement un impact significatif sur l’amélioration du traitement de l’OHCA.