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La fibrillation auriculaire est l'une des arythmies cardiaques les plus fréquentes, aussi bien chez les sujets à cur sain que chez les sujets présentant une cardiopathie. Le rôle du système nerveux autonome dans la genèse et l'entretien de la fibrillation auriculaire a été reconnu depuis de nombreuses années, tant sur le plan clinique qu'expérimental. L'étude des influences du système vago-sympathique repose sur l'analyse de la variabilité sinusale mais ce type d'étude est extrêmement difficile en raison de la complexité des interactions entre le vague, le sympathique et le substrat auriculaire. Cet article se propose de revoir certaines données expérimentales et cliniques sur le sujet, en soulignant l'importance de la dynamicité de la balance vago-sympathique avant la survenue d'un accès de fibrillation auriculaire.
La fibrillation auriculaire est l'une des arythmies cardiaques les plus fréquentes, et son incidence augmente avec l'âge. Le rôle du système nerveux autonome dans la genèse, l'entretien, et l'arrêt de la fibrillation auriculaire a été reconnu depuis de nombreuses années tant sur le plan expérimental que sur le plan clinique.1 De nombreux travaux ont démontré le rôle arythmogène d'une prédominance vagale ou, à l'inverse, d'une prédominance sympathique,2 mais la complexité des interactions vago-sympathiques explique les difficultés à analyser ces facteurs en pratique clinique.
De nombreux travaux expérimentaux ont été consacrés à l'étude de l'innervation autonome du cur. Chez le chien, le sympathique droit a une influence prépondérante sur le nud sinusal alors que le sympathique gauche innerve essentiellement le nud auriculo-ventriculaire. Chez l'homme, les terminaisons vagales sont localisées au niveau de deux pannicules graisseux, l'un situé entre l'artère pulmonaire droite, l'aorte et la veine cave supérieure (innervation du nud sinusal, des oreillettes et du nud AV), l'autre situé entre la veine cave inférieure, la face postérieure de l'oreillette gauche et l'ostium du sinus coronaire (innervation des oreillettes).3 Les oreillettes sont richement innervées par des fibres sympathiques et vagales, alors que les ventricules sont innervés avant tout par des fibres sympathiques. Les terminaisons vagales se situent par ailleurs essentiellement dans l'endocarde, alors que les terminaisons sympathiques sont à la fois endocardiques et épicardiques. Outre cette dispersion géographique, il existe également une distribution asymétrique de la réponse physiologique, en millisecondes pour les fibres cholinergiques, en secondes pour les terminaisons adrénergiques. La balance vago-sympathique est donc caractérisée par une hétérogénéité dans le temps et l'espace expliquant la complexité des interactions du système nerveux autonome sur le cur. Sur le plan électrophysiologique, la stimulation cholinergique raccourcit la période réfractaire des oreillettes et la durée du potentiel d'action, augmente la dispersion des périodes réfractaires et provoque une hyperpolarisation cellulaire ; de son côté, la stimulation adrénergique, tout en raccourcissant la période réfractaire auriculaire et le potentiel d'action, n'a pas d'effet sur l'hétérogénéité des périodes réfractaires.4 Lors d'une stimulation simultanée vago-sympathique, ces effets ont un pouvoir de synergie. Or, dans la fibrillation auriculaire, en particulier sur cur apparemment sain, il a été démontré que les principales anomalies du substrat auriculaire sont : a) des périodes réfractaires courtes ; b) une non-adaptation des périodes réfractaires à la fréquence cardiaque ; c) une dispersion géographique des périodes réfractaires, trois éléments fortement influençables par l'état du système nerveux autonome.
Chez les patients présentant des accès paroxystiques de fibrillation auriculaire, il n'est pas rare de mettre en évidence, par l'anamnèse, des facteurs suggérant soit un contexte vagotonique soit au contraire une stimulation adrénergique. Coumel fut le premier, en 1982, à décrire ces rapports entre fibrillation auriculaire et système nerveux autonome, en décrivant les arythmies auriculaires dites vagales et les arythmies auriculaires adrénergiques.1 Les fibrillations auriculaires vagales se voient plus fréquemment chez l'homme et les premiers accès surviennent entre 30 et 50 ans ; ce type de fibrillation auriculaire paroxystique survient en général sur un cur sain, dans un contexte de bradycardie progressive, avec des accès qui débutent la nuit (fig. 1), après les repas ou consommation d'alcool. Les épisodes de fibrillation ne surviennent jamais après le réveil ni à l'effort, et une alternance entre fibrillation et flutter auriculaire est souvent observée. Par opposition, les accès de fibrillation auriculaire adrénergique surviennent essentiellement à l'effort ou lors de situations de stress ou d'émotions ; ce type de fibrillation auriculaire n'a pas de prépondérance masculine, il peut survenir à tout âge, et survient fréquemment chez des patients présentant une cardiopathie sous-jacente. Si ces deux types de fibrillation auriculaire sont aujourd'hui reconnus, il n'est pas toujours aisé, chez un malade donné, d'identifier avec certitude des facteurs vagaux (ou au contraire adrénergiques) tant les interactions du système nerveux autonome sont complexes au cours du nycthémère. De plus, les deux modes de présentation peuvent coexister chez le même patient, rendant l'anamnèse trompeuse.
En pratique cardiologique, le principal outil permettant d'étudier les variations du système nerveux autonome est l'analyse de la variabilité sinusale («Heart Rate Variability» ou HRV des Anglo-saxons) sur des enregistrements ECG de longue durée (Holter). L'analyse de la variabilité sinusale peut être effectuée dans le domaine temporel (analyse des intervalles R-R et de leur déviation standard) ou dans le domaine fréquentiel (étude de la puissance spectrale après transformée rapide de Fourier). L'analyse temporelle offre un reflet global de la balance vago-sympathique et s'applique essentiellement à de longues périodes (24 heures par exemple). L'analyse spectrale, quant à elle, permet d'une part de séparer les composantes de haute fréquence (sensées représenter avant tout le tonus vagal) des composantes de basse fréquence (reflétant essentiellement l'activité sympathique ou la balance vago-sympathique) et d'autre part d'analyser des périodes de temps infiniment plus courtes.5
De nombreuses études ont tenté d'analyser de manière objective les influences du système nerveux autonome sur la survenue des arythmies auriculaires, avec cependant des résultats discordants. Une prédominance vagale a été constatée chez les patients jeunes présentant des accès de fibrillation paroxystique sur cur sain, ainsi que chez les patients dont les accès de fibrillation auriculaire sont initiés par des foyers arythmogènes situés à l'abouchement des veines pulmonaires (fibrillation auriculaire dite focale) (fig. 2 et 3).6 A l'inverse, plusieurs travaux ont démontré l'importance de facteurs adrénergiques avant la survenue d'accès de fibrillation auriculaire chez des sujets présentant une cardiopathie, après chirurgie de revascularisation myocardique,7 avant la survenue d'un flutter auriculaire8 ou après cardioversion électrique d'un accès persistant de fibrillation auriculaire.9 Dans une étude récente portant sur 147 épisodes de fibrillation auriculaire paroxystique chez 77 patients,10 nous avons pu démontrer que ces apparentes contradictions étaient en grande partie liées à la complexité des interactions vago-sympathiques : dans la grande majorité des cas, il existe une véritable dynamique du système nerveux autonome avant la survenue d'une fibrillation auriculaire, avec augmentation primaire du tonus sympathique suivie d'un brusque à-coup vagal. L'augmentation du tonus adrénergique survient au cours des 15 à 20 minutes précédant la fibrillation auriculaire alors que la stimulation vagale n'apparaît que dans les 5 à 10 minutes précédant le début de l'arythmie. Les deux bras du système nerveux autonome sont donc activés mais c'est à l'évidence leur décalage dans le temps qui se révèle arythmogène. Si le système nerveux autonome peut induire des arythmies auriculaires, les arythmies auriculaires ont également une influence sur l'équilibre vago-sympathique. En effet, le caractère persistant d'une fibrillation auriculaire peut induire un remodelage électrique des oreillettes avec augmentation de l'innervation sympathique et accroissement de l'hétérogénéité de la distribution des fibres sympathiques. Par ailleurs, l'ablation par radiofréquence des foyers arythmogènes des veines pulmonaires conduit à des modifications importantes de l'équilibre vago-sympathique avec en particulier une nette diminution des afférences vagales au niveau auriculaire.
Implications thérapeutiques
Dans les fibrillations auriculaires adrénergiques, les bêta-bloquants vont se révéler le traitement de premier choix. Dans les fibrillations auriculaires vagales, la situation est nettement moins évidente : les bêta-bloquants et la digitale sont ici clairement contre-indiqués car ils se révèlent inefficaces, voire délétères ; les antiarythmiques de classe I (flécaïnide, propafénone, quinidine, disopyramide) sont souvent actifs, de même que l'amiodarone ; c'est en fait souvent une association entre l'amiodarone et la flécaïnide à petites doses qui s'avère le traitement le plus efficace. Dans les cas rebelles, en particulier chez les sujets jeunes sans cardiopathie, une ablation par radiofréquence (isolation des veines pulmonaires) pourra être envisagée alors qu'une stimulation cardiaque permanente ne sera discutée qu'en présence d'une bradycardie extrême clairement arythmogène.
De nombreux travaux cliniques et expérimentaux suggèrent une influence majeure du système nerveux autonome sur la genèse et l'entretien des arythmies auriculaires. Aussi bien le tonus vagal que le tonus sympathique peuvent être arythmogènes à l'étage auriculaire, mais ce sont probablement plus les variations dynamiques du système vago-sympathique que le niveau absolu de stimulation de l'un ou l'autre des deux bras du système qui conduisent à la survenue d'une fibrillation auriculaire. Les interactions entre le vague et le sympathique étant fort complexes au niveau cardiaque, il est difficile de les étudier en pratique clinique et difficile de tirer des conclusions en particulier concernant d'éventuelles stratégies thérapeutiques. Si le système nerveux autonome est clairement impliqué dans les arythmies auriculaires, il n'est probablement qu'un facteur de modulation, la survenue d'une arythmie auriculaire impliquant par ailleurs la présence d'un facteur déclenchant (l'extrasystolie, le foyer auriculaire) et la présence d'un substrat adéquat pour le maintien de l'arythmie. Dans le futur, le développement de nouvelles méthodes d'analyse du système nerveux autonome devrait nous permettre de mieux comprendre et de mieux traiter la fibrillation auriculaire.