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Le cœur est un muscle dont la contraction automatique et rythmique est assurée par une pile (pacemaker naturel), le nœud sinusal. En cas de défaillance, il est remplacé par un pacemaker « de secours » le nœud septal. Cette contraction est naturellement irrégulière ce qui se traduit par des intervalles de temps entre deux battements consécutifs inégaux. Ainsi le cœur bat parfois un peu plus vite et parfois un peu moins vite. C’est ce que l’on appelle la Variabilité de la Fréquence Cardiaque, VFC.
La VFC est soumise à diverses influences. Tout d’abord, nous pouvons mentionner l’âge, le sexe, l’activité métabolique (heure, repas, alcool, tabac, excitants), la température corporelle. De même, la position du corps, l’activité physique, certains paramètres atmosphériques (température et humidité), un mode de vie déséquilibré modifient également la VFC. Les troubles comme les affections cardio-vasculaires, maladies chroniques, surpoids et obésité, intoxication, l’influencent aussi fortement. Enfin, le stress, l’anxiété, la dépression et les émotions influent de façon importante sur la VFC. Ainsi la VFC est-elle une fenêtre ouverte sur le cœur.
La Variabilité de la Fréquence Cardiaque témoigne de la capacité d’adaptation du cœur pour répondre aux changements et aux besoins de l’organisme.
Les récepteurs somatosensoriels, localisés à la surface et à l’intérieur du corps (vaisseaux sanguins, viscères, muscles, tendons, articulations, ligaments) détectent les changements du milieu extérieur et intérieur et les besoins de l’organisme. Ils transmettent alors l’information aux centres nerveux. Les informations concernent la douleur, la température, la variation de la pression artérielle ou de la composition du sang. Les modifications de position, pression, vibration, toucher sont également communiquées. Les fibres sensitives, afférentes (en provenance des organes) des nerfs du Système Nerveux Parasympathique (SNPS) et du Système Nerveux Sympathique (SNS) transmettent l’information aux centres nerveux. Les centres nerveux traitent l’information reçue. Ils envoient alors une réponse en modifiant le tonus (l’activité) des fibres efférentes, motrices du SNPS du SNS pour corriger la variation.
Par exemple au niveau des gros vaisseaux comme l’aorte et la carotide, il existe des récepteurs qui mesurent la tension artérielle. En cas de diminution ou d’augmentation de la tension artérielle, ils déclenchent une accélération ou une diminution de la Variabilité de la Fréquence Cardiaque. Le SNS accélère le rythme cardiaque contrairement au SNPS qui le ralentit. Par leur action coordonnée l’activité cardio-vasculaire est maintenue dans une plage fonctionnelle optimale. La Variabilité de la Fréquence Cardiaque résulte donc de l’interaction du SNS et du SNPS. Une VFC chaotique, irrégulière incohérente indique que les signaux produits par le SNS et le SNPS ne sont pas synchronisés.
Un traitement mathématique (transformation de Fourier) de la VFC, permet de distinguer deux catégories de fluctuations qui traduisent le contrôle nerveux autonome exercé sur le nœud sinusal.
Les fluctuations de moyennes ou basses fréquences (BF) sont comprises entre 0,04Hz et 0,15Hz. Elles seraient liées à l’activité baroréflexe (Robbe et al. 1987). Les barorécepteurs du circuit artériel sont situés dans les grosses artères comme l’aorte et la carotide. Ils sont stimulés par une distension des parois des artères ou les variations de pression artérielle. En cas de diminution ou d’augmentation, ils déclenchent une accélération ou une diminution de la VFC. Les barorécepteurs du circuit veineux sont situés dans l’oreillette droite. Ils envoient aux centres du tronc cérébral des messages qui ont pour effet d’adapter le contrôleur (le SNA) à la pression veineuse de retour et aux variations de la pression intrathoracique dues à la respiration.
Enfin, l’origine des fluctuations basse fréquence est mixte, sympathique et parasympathique.
Les fluctuations de hautes fréquences (HF) sont comprises entre 0,15 et 0,4 Hz. Elles isolent l’influence exclusive du parasympathique sauf dans le cas où l’activité respiratoire est inférieure à 9 cycles par minute.
La mesure de la Variabilité de la Fréquence Cardiaque HF rend donc possible une évaluation, simple, non invasive et rapide de l’influence du système parasympathique sur le cœur. Elle permet de savoir lequel des 2 systèmes, sympathique ou parasympathique, est prépondérant.
En résumé, la société américaine de rythmologie et la société européenne de cardiologie ont officialisé l’intérêt de la VFC comme un indicateur fiable de bon équilibre et de souplesse de la fonction autonome (bon équilibre SNS : SNPS). Il est utile pour jauger l’état de forme et de fatigue d’une personne. Ainsi est-il possible de contrôler l’impact de l’entrainement / activité, d’évaluer et de gérer la qualité de la récupération, pour éviter surentraînement chez le sportif et fort stress, voire burn-out dans l’entreprise (Pour en savoir plus sur le SNS et le SNPS).
SNS et SNSPS sont deux composantes du système nerveux autonome SNA. Le SNA, est aussi dénommé système nerveux involontaire, système nerveux végétatif ou système nerveux viscéral.
Les cibles du SNA sont les muscles lisses des parois vasculaires, de l’appareil broncho-pulmonaire, de l’intestin, les fibres cardiaques, les muscles pilo-érecteurs, le muscle ciliaire. En dehors des muscles le SNA innerve également les parois vésicales, les cellules sécrétrices exocrines (foie, intestin, pancréas, autres), les glandes sudoripares, l’iris…
Les centres régulateurs du système nerveux autonome sont situés dans la moelle épinière, le cerveau et le tronc cérébral (localisé entre le cerveau et la moelle épinière).
L’hypothalamus est le cerveau autonome. Il établit des relations neurologiques avec les parties profondes du cerveau : le thalamus (régulation de la conscience, de la vigilance et du sommeil), le système limbique (cerveau émotionnel), le cortex frontal (siège des fonctions cognitives supérieures : langage, mémoire de travail, raisonnement, et plus généralement les fonctions exécutives. Il est aussi la région du goût et de l’odorat). Des relations neuro – endocriniennes assurent la communication avec les deux lobes de la glande hypophyse (qui secrète de nombreuses hormones). Les échanges avec les noyaux para – sympathiques du tronc cérébrale s’établissent par l’intermédiaire du faisceau médian du télencéphale.
Les noyaux étagés du para – sympathique crânien, dont le très important noyau cardio – pneumo – entérique à l’origine du nerf vague, se trouvent dans la substance réticulée du tronc cérébral. Les noyaux étagés de la partie sympathique sont disposés en deux colonnes parallèles : colonne intermédio – médiale et intermédio – latérale, dans la région centrale de la moelle (niveau cervico – thoraco – lombaire). Au niveau du renflement lombaire se trouve le noyau du para – sympathique pelvien.
Les nerfs du SNS et du SNPS sont constitués de fibres afférentes, sensitives, en provenance des organes et les fibres efférentes, motrices, en provenance des centres régulateurs. Cette composition mixte permet la réaction dynamique entre les centres cérébraux de contrôle et les organes cibles. SNS et SNSPS assurent la motricité et jouent également un rôle considérable dans la perception de l’intérieur et le transfert des informations rétroactives en provenance des organes.
Le SNA régule et coordonne les fonctions végétatives, viscérales intervenant dans la plupart des métabolismes. Il assure l’homéostasie et les adaptations à l’environnement qui ne dépendent pas de notre volonté pour s’exécuter. Parmi celles-ci nous pouvons mentionner la digestion, thermorégulation, miction, défécation, sexualité, défenses immunitaires, transpiration, larmes, respiration, production hormonale, métabolisme, cycle menstruel chez la femme, respiration, les battements du cœur (même si nous pouvons, dans une certaine mesure, influencer le rythme respiratoire et le rythme cardiaque)… Le SNA module des fonctions physiologiques essentielles comme l’inflammation ou l’immunité. Ce rôle témoigne de son implication dans de nombreuses maladies comme les maladies inflammatoires notamment. Le SNA participe également aux comportements, en particulier les comportements sous-tendus par les émotions : adaptations cardio-respiratoires, vasodilatation, sudation… (par exemple en cas de peur).
Il maintient la stabilité des activités réflexes dans les limites nécessaires à la survie dans des conditions optimales. La modulation de l’activité du SNS et du SNPS permet d’augmenter ou de diminuer l’activité d’un organe ou d’une fonction. Le bruit, la douleur, les variations de températures… diminuent le tonus de SNPS et augmentent l’activité du SNS améliorant les relations de l’organisme avec son environnement.
Le Système Nerveux Sympathique est destiné à la mise en état d’alerte de l’organisme. Il prépare à l’activité physique et intellectuelle. Le SNS répond surtout aux stimulations extéroceptives liées aux changements d’environnement extérieur. Il active la dilatation des bronches et des pupilles, accélère la fréquence cardiaque et la fréquence respiratoire, augmente la transpiration et la tension artérielle, diminue l’activité digestive. Le Système Nerveux Sympathique mobilise les réserves d’énergie lorsque l’organisme fournit un effort ou lorsqu’il affronte un stress important. Le SNS augmente le catabolisme (production d’énergie). Il prépare l’intense action musculaire que nécessite la protection et la réponse de défense – lutte ou de fuite- en réponse aux stimuli environnementaux. Les deux neurotransmetteurs adrénaline et Noradrénaline lui sont associés.
En absence de stimulations externes (bruit, douleur, variation de températures…) le Système Nerveux ParaSympathique assure un fonctionnement viscéral optimum. Il est à l’origine du ralentissement général de l’activité des organes et à la stimulation de l’activité du système digestif. Le SNSP autorise la mise au repos de l’organisme, l’économie des fonctions cardio-vasculaire et respiratoire. Il a en charge les activités anaboliques en rapport avec la conservation et la restauration de l’énergie somatique (du corps dans sa dimension physique) et l’état de repos et de récupération des organes vitaux. Le Système Nerveux ParaSympathique répond aux besoins viscéraux de base permettant l’homéostasie. L’acétylcholine (neurotransmetteur) lui est associée. La nicotine fait partie des substances neuromédiatrices de l’activité du SNPS. Ainsi comprenons nous l’illusion de calme que procure le tabac, et ce qui se passe en cas de manque. Le SNPS répond surtout aux stimulations intéroceptives (changement dans l’environnement interne du corps).
C’est le nerf parasympathique le plus puissant du système nerveux végétatif. C’est aussi l’antagoniste le plus important du sympathique. Le nerf vague va de l’estomac au cerveau en passant par le cœur. Il agit sur le fonctionnement de nombreux organes comme le cœur, les intestins, l’estomac.
Le nerf vague est connu pour le malaise vagal dont il est responsable. Lorsque le nerf vague est soudain trop stimulé, la fréquence cardiaque ralentit et la tension artérielle chute. Ceci provoque une mauvaise oxygénation du cerveau ce qui entraine nausées, vertiges, sueurs, pâleur…et souvent un véritable malaise, avec perte de tonus postural (les jambes lâchent), accompagné ou non d’une perte de connaissance. L’évanouissement ne dure cependant que quelques secondes et le retour à la conscience est généralement spontané et rapide. De nombreux facteurs peuvent déclencher un malaise vagal : une émotion forte, une douleur, la chaleur, l’hypoglycémie, le trac, les phobies, une grossesse, la station debout prolongée, le rasage chez les hommes, qui stimule une zone particulière de la carotide où se situent de nombreux récepteurs nerveux du système vagal.
Le nerf vague joue un rôle important dans la motricité des appareils cardio-vasculaire, trachéo-broncho-pulmonaire et digestif. Il intervient également dans la régulation des sécrétions des glandes surrénales, du pancréas, de la thyroïde, des glandes endocrines du système digestif. En ce qui concerne les glandes endocrines du système digestif, elles représentent une quinzaine de types cellulaires sécrétant une trentaine de polypeptides régulateurs. Ces polypeptides agissent soit localement soit par voie sanguine. Pouvant être ainsi assimilés à des hormones ils ont été mis en évidence au niveau gastrique et intestinal.
Le nerf vague constitue la principale innervation efférente du cœur. Le noyau ambigu représente la source principale de la branche du nerf vague qui régule le rythme cardiaque. L‘activité des fibres efférentes est rythmique avec une fréquence analogue à la fréquence respiratoire. Elle imprime un élément respiratoire dans le rythme cardiaque. Ce phénomène constitue l’Arythmie Respiratoire Sinusale ARS. L’ARS se caractérise par une augmentation de la fréquence cardiaque à l’inspiration et une diminution à l’expiration. L’accélération lors de l’inspiration traduit une diminution de l’influence du nerf vague sur le nœud sino-auriculaire (pacemaker naturel). La baisse de la fréquence cardiaque lors de l’expiration traduit le rétablissement de l’influence du nerf vague. Une méthode facile pour évaluer le contrôle vagal du nœud sino-auriculaire est de mesurer l’ARS. L’amplitude de l’ARS fournit un indicateur validé et aisément mesurable du tonus parasympathique vagal. Pour en savoir plus sur l’ARS.
Puisque le nerf vague contient des fibres efférentes (motrices) et afférentes (sensitives, en provenance des organes) il transmet également, vers le cerveau et la moelle épinière, les informations en provenance des viscères, du larynx, du pharynx, de l’épiglotte. Ces informations concernent la pression sanguine au niveau de l’aorte et des informations gustatives. L’activité (tonus) du nerf vague permet la conservation et la restauration de l’énergie somatique et l’état de repos des principaux organes (coeur, poumons, intestins…). Agissant comme un frein physiologique, il maintient l’équilibre intérieur (homéostasie). Il renforce ainsi l’organisme et constitue des réserves utiles en cas de besoin et de stress.
L’homéostasie reflète la régulation viscérale interne et le stress, l’assujettissement des besoins internes en réponses aux besoins externes. L’état du nerf vague est parallèle à l’homéostasie. Il intervient comme régulateur de réactivité et de vulnérabilité au stress. La baisse du tonus du nerf vague en réponse à une stimulation forte peut définir un stress. La mesure basale du tonus du nerf vague avant cette stimulation traduit la vulnérabilité au stress. Un stress d’une intensité et d’une durée assez importante provoque une diminution temporaire du tonus du SNPS. Cette baisse de tonus s’accompagne d’une augmentation des manifestations de type « sympathique ». Une vulnérabilité chronique au stress est marquée par un tonus du SNPS déprimé de façon prolongée, sans obligatoirement de réaction sympathique. Les personnes présentant des problèmes d’homéostasie auront un abaissement significatif et persistant par rapport à la normale du tonus du SNPS et une vulnérabilité maximale au stress.
Une baisse significative du tonus du nerf vague est également constatée dans de nombreux troubles psychologiques et psychosomatiques – stress, anxiété, phobies, stress post-traumatique… Plus récemment, la recherche clinique centrée sur les émotions a mis en exergue qu’un tonus vagal élevé favorise une meilleure régulation affective, de meilleures relations sociales et de plus grandes facultés à faire face aux agents stresseurs. Récemment des recherches combinant neurosciences, physiologie et psychologie ont abouti à proposer le modèle de l’intégration viscérales des émotions qui suggère que les processus émotionnels sont principalement sous la dépendance du tonus vagal (Thayer et Lane). Différents états pathologiques comme, les troubles cardiovasculaires et respiratoires, l’hypertension artérielle, le diabète, un certain nombre de troubles de l’intestin… sont également caractérisés par une baisse significative de l’activité du vague.
Le tonus vagal constitue donc un indicateur biopsychosocial important avec de multiples implications en santé globale. Pour cette raison, une évaluation précise du tonus vagal fournit des indications sur la vulnérabilité des patients au stress. Elle donne également des informations sur leurs compétences d’adaptabilité et de flexibilité, comportementale et émotionnelle. Ces deux compétences sont indispensables pour faire face aux changements multiples de l’environnement quotidien. On comprend donc l’intérêt de pouvoir « mesurer » le tonus vagal, ainsi que l’intérêt à le renforcer.
La mesure la plus accessible du tonus parasympathique peut être tirée de la variabilité de la fréquence cardiaque. La VFC traduit en effet les changements de l’influence du tonus vagal sur le cœur. Le monitoring direct de la VFC permet d’apprécier indirectement et de façon non invasive les fluctuations du tonus vagal,
En résumé, l’activité du tonus parasympathique ainsi que sa capacité de réactivité rapide après l’arrêt du stresseur représente un bon indicateur de tolérance. Cette flexibilité parasympathique peut être observée via la mesure de l’Arythmie Sinusale Respiratoire
Les actions du SNS et du SNPS sont opposées et complémentaires. L’opposition apparaît normalement par un fonctionnement alterné dans le temps, en particulier l’alternance jour/nuit. La fonction sympathique domine pendant le jour, et la fonction parasympathique la nuit. L’augmentation de l’activité d’un système entraine simultanément et proportionnellement la décroissance de l’activité de l’autre. Leur unité s’exprime dans un état d’équilibre dynamique. L’équilibre SNS/SNPS est variable selon les circonstances physiques ou psychologiques de l’existence. Lorsqu’ils sont activés de manière réciproque, leurs réponses sont coordonnées de façon à réguler le milieu intérieur face aux exigences internes et environnementales.
Lorsque l’activité de la branche sympathique est prépondérante, la récupération est insuffisante. A l’inverse lorsque le tonus de la branche parasympathique est prépondérant, l’organisme cherche du repos. C’est le signal d’un surentraînement chez le sportif. Dans le domaine de l’entreprise c’est le signal que le salarié est particulièrement sollicité par la charge de travail. Cette hyperactivité peut générer des phases de fort stress, voire de burn-out. Une Variabilité de la Fréquence Cardiaque harmonieuse, ordonnée, cohérente, ample est un indicateur fiable de bon équilibre et de souplesse de la fonction autonome (bon équilibre SNS : SNPS).
Le SNA fonctionne chez tout être vivant. Cependant chez certaines personnes et dans certaines circonstances il peut être moins adaptable, plus rigide, et mettre notre vie en danger. Ceci est d’autant plus vrai chez les sujets vulnérables atteints de problème de santé ou soumis au stress. L’activité dominante d’une branche, sympathique ou parasympathique, du SNA crée un déséquilibre de la balance sympathique / parasympathique (balance sympatho-vagale). Et le déséquilibre et de la balance sympatho-vagale est responsable de désordres neuro – végétatifs.
La pathologie peut naitre soit de l’excès de l’activité de l’un des deux a qui entraîne l’insuffisance de l’autre, soit de l’insuffisance de l’un des deux qui produit par compensation, l’excès relatif de l’autre. Toutefois, la perturbation grave de cet équilibre se traduit le plus souvent par une hyperactivité du système sympathique. Lorsque cette hyperactivité perdure sur une longue période, la consommation d’énergie par l’organisme est excessive ce qui peut mettre son équilibre en danger avec même, dans les cas extrêmes, un risque de mort subite.
Le dérèglement de la balance sympathique / parasympathique est à l’origine de très nombreux symptômes observés dans beaucoup de pathologies organiques. Au premier rang se trouvent les pathologies cardio-vasculaires mais également les désordres respiratoires, les douleurs. Une diminution de la variabilité cardiaque, indépendamment de problèmes cardiaques ou d’autres problèmes médicaux, a été mise en évidence chez les personnes stressées. On la retrouve aussi chez les personnes présentant un état d’anxiété chronique ou généralisé, des crises de panique ou un état de stress post-traumatique. Cela signifie que différents mécanismes déclencheurs sont en cause. Parmi ceux-ci se trouvent des phénomènes de régulation réflexe au niveau du cœur entre la fréquence cardiaque, la respiration et la tension artérielle. On peut également citer des mécanismes neurobiologiques du cerveau liés au stress et aux émotions.
http://www.anatomie-humaine.com/Systeme-nerveux-vegetatif.html
http://www.vulgaris-medical.com/encyclopedie-medicale/systeme-nerveux-vegetatif
http://dr-huynh-man-bb92.blogspot.fr/2013/07/lequilibre-par-la-coherence-cardiaque.html
http://www.coherence-cardiaque.com/article_coeur_cerveau_interactions.html
https://www.symbiofi.com/fr/formation/coherence-cardiaque-attestation#formation-tab-1
http://www.kikourou.net/forum/viewtopic.php?f=21&t=24792
http://www.epochtimes.fr/le-coeur-fonctionnerait-il-comme-le-cerveau-25065.html
http://www.conferencesquebec.com/Portals/0/Documents/coherence-cardiaque.pdf
http://groupetpecarmatcoeur.e-monsite.com/pages/anatomie-et-physiologie-du-muscle-cardiaque/regulation-de-l-activite-cardiaque.html
http://pclaurent.free.fr/Documents/Biofeedback%20VFC.pdf