Fibrillation atriale : des mécanismes physiopathologiques à la prise en charge thérapeutique

par Pedro Raphaël Martins

Thèse de doctorat en Biologie et sciences de la santé

Sous la direction de Philippe Mabo.

Soutenue le 17-06-2014

à Rennes 1 , dans le cadre de École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes) , en partenariat avec Université européenne de Bretagne (PRES) , Laboratoire Traitement du Signal et de l'Image (laboratoire) et de Laboratoire Traitement du Signal et de l'Image / LTSI (laboratoire) .


  • Résumé

    La fibrillation atriale (FA) est l’arythmie soutenue la plus fréquente ; elle entraine une majoration significative de la morbidité et de la mortalité. Les mécanismes qui en sont responsables sont encore incomplètement connus, et sa prise en charge n’est pas optimale. Afin de mieux comprendre la physiopathologie de la FA, nous avons mené différents travaux sur des coeurs de moutons isolés et perfusés par un système de Langendorff mais également en créant un modèle chronique de FA persistante de longue durée. Dans un modèle ovin de FA persistante, nous avons ainsi démontré que la fréquence dominante (DF) de la FA augmentait progressivement pendant les premières semaines de l’arythmie, alors que les épisodes étaient paroxystiques, phénomène en rapport avec le raccourcissement de la durée du potentiel d’action secondaire au remodelage électrophysiologique. La DF se stabilisait dès lors que la FA devenait persistante, une fois le remodelage électrophysiologique maximal. L’accélération de la DF (dDF/dt) était significativement corrélée au temps nécessaire à la transition vers la FA persistante. Le remodelage structurel n’apparaissait que secondairement, une fois l’arythmie devenue persistante. Sur le plan thérapeutique, nous avons étudié les mécanismes anti-arythmiques de la chloroquine (bloqueur d’IK1) et de la ranolazine (bloqueur d’INa), molécules entrainant un ralentissement de la fréquence de rotation des rotors, une diminution de la DF et un retour en rythme sinusal. Ces travaux nous ont permis de mieux appréhender le rôle des ces courants ioniques dans le maintien de la FA. Enfin, nous avons démontré l’efficacité de l’ablation de la FA en utilisant le cryoballon (CB) de deuxième génération, efficacité grevée d’un taux de parésie du nerf phrénique élevé, dont nous avons pu prédire la survenue à l’aide d’un prédicteur simple, la distance entre le bord du CB et la cathéter permettant de stimuler le nerf phrénique pendant l’application. Une meilleure compréhension des mécanismes à l’origine de l’initiation et du maintien de cette arythmie, ainsi qu’une meilleure prise en charge thérapeutique permettraient d’améliorer la qualité de vie des patients et d’en diminuer le taux de complications.

  • Titre traduit

    Atrial Fibrillation : from pathophysiology to therapy


  • Résumé

    Atrial fibrillation (AF) is the most common sustained arrhythmia, significantly increasing patients’ morbidity and mortality. The mechanisms explaining the initiation and maintenance of the arrhythmia are incompletely understood, and the current treatment strategy is suboptimal. To better understand the pathophysiology of AF, we conducted various projects using Langendorff-perfused sheep hearts and a chronic model of long-standing persistent AF. In the model of persistent AF, we demonstrated that dominant frequency (DF) progressively increases during the first weeks of the arrhythmia, during its paroxysmal stage, due to the electrophysiological remodeling resulting in atrial action potential shortening. DF stabilizes once the electrophysiological remodeling is maximal, and the arrhythmia becomes persitent. The rate of DF increase (dDF/dt) was strongly correlated with the time to persistent AF. Structural remodeling appears secondarily, once transition has occured. We also studied the anti-arrhythmic mechanisms of chloroquine (IK1 blocker) and ranolazine (INa blocker), which slow the frequency of rotation of rotors, decrease the DF and favor reversal to sinus rhythm. These projects helped us to better understand the importance of these currents in AF dynamics. Lastly, we demonstrated the increased efficacy of AF ablation when using the second generation cryoballoon (CB), which regrettably increases the occurrence of phrenic nerve palsy. A simple, reliable predictor of this complication was found, the distance between the lateral edge of the CB and the phrenic nerve stimulating catheter. A better understanding of the mechanisms underlying the initiation and maintenance of AF, in conjunction with better therapeutic strategies will help to improve patients’ quality of life and decrease the complications of the arrhythmia.


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