Cardiofisiologia

Apparato circolatorio

Cuore

Il cuore è una pompa elettro-meccanica che pompa autonomamente (se morte cerebrale cuore continua a battere = possibilità di trapianto) e fornisce ai tessuti e agli organi tutto il necessario per la loro funzione veicolando metaboliti attraverso il sangue, che scorre in arterie (da cuore a periferia = centrifughe rispetto a cuore), vene (da periferia a cuore, centripete verso cuore; qui drena il circolo linfatico) e capillari (deputati a scambio metaboliti).

Ha la caratteristica di muoversi continuamente = difficile studiarlo. Si usa ecografia (vede cuore in real-time) e ECG.

Sistole e diastole

Per sistole, si intende contrazione. Per diastole, si intende rilassamento.

Valori importanti

• Frequenze cardiaca: 60-100 battiti al minuto, bradicardia < 60 e tachicardia > 100 (in realtà se soggetto è allenato/ha parasimpatico molto sviluppato c’è già bradicardia sinusale a 110 battiti al minuto), in entrambi i casi il cuore non riesce a espellere adeguata quantità di sangue in tessuti.
• Pressione → Nel circolo sistemico in un soggetto normale a riposo la pressione sistolica-massima è di 120 mmHg e la pressione diastolica-minima attorno a 70-80 mmHg. Nel circolo polmonare la pressione sistolica arriva fino a 25-30 mmHg e la diastolica 10-20 mmHg. Pressione venosa è di 10mmHg.

Anatomia

Il cuore si trova nel mediastino e confina: a dx e sx con polmoni, superiormente con timo, inferiormente con diaframma, anteriormente con sterno e posteriormente con esofago.

Il cuore è formato da:

• 2 atri (anticamere: perché hanno solo uscita, entrata considerata come continuazione di vasi) → Atrio sx, accoglie 4 vene polmonari con sangue arterioso + Atrio dx, accoglie vena cava superiore e inferiore con sangue venoso.
• 2 ventricoli (camere) → Ventricolo sx, pareti più spesse per pressioni più elevate e circolazione sistemica, da qui parte aorta (ascendente, arco aortico, aorta discendente, aorta toracica e aorta addominale) con sangue arterioso + Ventricolo dx, risulta più spesso solo a livello fetale (con nascita i polmoni si espandono = crollo di pressione in ventricolo dx e perdita di placenta aumenta pressione in quello sx), da qui parte arteria polmonare (si divide in arterie bronchiali dx e sx) con sangue venoso.
• Setto interatriale, può avere difetto embrionale di piccolo foro, forame ovale pervio, che se viene oltrepassato da un embolo questo può arrivare a cuore sx fino a arteria cerebrale (= ictus cerebrale) + Setto interventricolare, può rompersi in infarto al miocardio → dividono cuore di dx e sx.
• Valvole atrio ventricolari-AV, circondate da anello fibroso che le attacca a miocardio e formate da lembi di endocardio (= endocarditi: patologie infettive valvolari), da cui partono le corde tendinee che si collegheranno a muscoli papillari (protrusioni del miocardio) → Valvola tricuspide (3 lembi), tra atrio e ventricolo dx + Valvola bicuspide-mitrale (2 lembi, se disfunzione rischio di sangue in direzione opposta con rischio di edema polmonare-alveoli pieni di sangue), tra atrio e ventricolo sx.
• Valvole semilunari (3 cuspidi) → Valvola polmonare, tra ventricolo dx e arteria polmonare + Valvola aortica, tra ventricolo sx e aorta. Durante attività cardiaca apertura e chiusa di valvole si alternano: se AV si aprono le semilunari si chiudono.

= Pericardio, sierosa che evita attrito con tessuti confinanti + Endocardio, come endotelio dei vasi + Miocardio: muscolo parete cardiaca striato con cellule mononucleate, diviso in comune (99%, cardiomiociti atriali o ventricolari con contrazione lunga) e specifico (fibre specializzate con attività elettrica ritmica → nodo seno atriale, nodo atrio ventricolare, fascio di His/giunzione, fibre del Purkinje).

Sono formate da tanti sarcomeri, che si contraggono grazie ai miofilamenti (actina e miosina); i cardiomiociti sono uniti da gap junction e desmosomi che permettono contrazione sincrona (come un sincizio).

Arterie coronarie

(Vena cardiaca principale è seno coronarico) → portano nutrimento al cuore (75% per attività contrattile, 20% per integrità cellulare e 3-5% per attività elettrica) nascendo dai seni di Valsava/aortici (alla base di aorta ascendente, dove la valvola aortica ha 2 cuspidi coronariche e 1 cuspide non coronarica):

• Arteria coronarica dx (più piccola), irrora parete inferiore di ventricolo sx e ventricolo dx.
• Arteria coronarica sx ha tronco comune che si divide in arteria discendente anteriore (si divide in arterie diagonali e settali) per parete anteriore e arteria circonflessa (ramo marginale ottuso) che gira attorno al cuore irrorando la parete e muscolo papillare postero-laterale (se arteria occlusa problema valvolare edema polmonare acuto).

Arterie coronariche decorrono da subepicardio e subendocario (arteriole penetrano miocardio) e per questo motivo, e per la pressione sanguigna a livello ventricolare, la parte subendocardica è quella più sensibile a ischemia (che poi porta a ischemia di tutto miocardio). Le arterie coronarie forniscono sangue durante la diastole perché con sistole si contraggono, assieme al miocardio, anche le arterie perforanti (= non passa sangue).

Arco aortico

= Tronco brachiocefalico-arteria anonima (= succlavia e carotide comune dx) + succlavia sx + carotide comune sx → trombi che partono dal cuore difficilmente arrivano in arterie coronarie per loro posizione; se trombi in succlavia c’è possibilità di ischemia dell’arto se trombi in carotide comune c’è possibilità di ischemia cerebrale-ictus.

Grande circolazione-sistemica

Atrio sx → Ventricolo sx → Aorta → periferia → Vene cave → Atrio dx → Piccola circolazione-polmonare: Ventricolo dx → Arterie polmonari → capillari polmonari → Vene polmonari → Atrio sx. Queste due circolazioni sono indipendenti e in serie perché il cuore dx e sx sono divisi.

Fisiologia

Attività elettrica del cuore

Proprietà del tessuto cardiaco = eccitabilità (miocardio specializzato), capacità di rispondere a stimolo generando potenziale d’azione (indipendentemente da SN) + ritmicità (miocardio specializzato), capacità di depolarizzarsi, cuore può battere in maniera ritmica o aritmica (ritmo irregolare) + conducibilità (miocardio specializzato), capacità di condurre stimolo elettrico e potenziale d’azione + contrattilità (miocardio comune), capacità di convertire lo stimolo elettrico in lavoro meccanico.

Inizia con la depolarizzazione atriale e termina con la depolarizzazione atriale successiva; fisiologicamente parte dal nodo seno atriale-SA (=sinus) il ritmo cardiaco normale viene definito sinusale, termine che non viene più utilizzato se ritmo origina in un punto a valle es. extrasistole, situazione benigna di battito non sinusale che si può provare durante la giornata.

Centrale principale è nodo SA-pacemaker in atrio dx vicino a vena cava, genera e trasmette impulso nodo atrio ventricolare-AV → fascio di His, tra setto interatriale, valvole e setto interventricolare a livello del quale si divide in branca dx e sx (anteriore e posteriore) → fibre del Purkinje, che innervano cardiomiociti che si contraggono come sincizio.

Normalmente le centrali elettriche dopo il nodo SA non funzionano come pacemaker, ma funzionano solo come filtro del potenziale d’azione e lascia passare. In situazioni in cui la comunicazione si interrompe c’è sistema di backup: nodo SA pompa a 60-100 battiti al minuto (normale), ma se questo non funziona interviene il nodo AV che però pompa a 35-60 battiti al minuto, se ancora questo non funziona il fascio di His può pompare a 30-45 battiti al minuto, se ancora questo non funziona centrali più a valle pomperanno con frequenza sempre minore (20-25 battiti al minuto, non sufficienti per pompare sangue in tessuti). Pacemaker è un dispositivo che si assicura che cuore non vada in blocco assicurandosi di mantenere frequenza 60-70 battiti al minuto.

Potenziale d’azione

Parte per movimento di ioni tra interno e esterno di membrana, non vi è un potenziale di riposo in miocardio specializzato ma c’è un pre-potenziale → Ci sono canali If, che quando si aprono (=flusso di Na⁺ e K⁺) causano iperpolarizzazione = apertura canali Ca²⁺ che causano depolarizzazione e apertura di ulteriori canali Ca²⁺. Chiusura canali Ca²⁺ e apertura di canali K⁺ (K⁺ entra) con ripolarizzazione fino a condizione di iperpolarizzazione in cui si chiudono i canali K⁺ e si aprono i canali If.

Quando il potenziale d’azione arriva a miocardio comune cambia conformazione perché cambiano ioni coinvolti ed è presente il potenziale a risposo → In miocardio comune l’impulso causa una rapida depolarizzazione per entrata di Na⁺, seguita da ripolarizzazione rapida-K⁺, ripolarizzazione lenta-fase di plateau-Ca²⁺ e ripolarizzazione rapida finale-K⁺. Farmaci antiaritmici regolano ioni K⁺, Na⁺ e Ca²⁺; altri agiscono su canali If.

Tra depolarizzazione e ripolarizzazione c’è un periodo refrattario: assoluto, fino alla fine di ripolarizzazione + relativo, fino al potenziale di riposo → finché un potenziale d’azione non si è esaurito non se ne può creare un altro = meccanismo salvavita, se potenziale d’azione si sovrapponesse a un altro si avrebbe aritmia sistema di conduzione e cuore va in tilt (es. muscolo scheletrico ha periodo refrattario molto più breve = brevi contrazioni ravvicinate nel tempo con il rischio di andare in tetania-contrazioni spasmodiche in seguito a sforzo eccessivo).

Accoppiamento eccitazione-contrazione converte segnale elettrico in contrazione (se non si verifica: dissociazione elettromeccanica, incompatibile.