Sistema cardiocircolatorio

SISTEMA CARDIOCIRCOLATORIO

È composto da due parti: il cuore (cardio) e la parte di circolazione, ovvero tutto il

funzionamento dei vasi, arterie e vene che rendono possibile la circolazione del sangue

in tutti i comparti del nostro corpo.

Il sangue parte dal cuore carico di ossigeno, i tessuti poi usano l’ossigeno, perciò al

cuore torna il sangue povero di ossigeno, che gestisce per poi rimandarlo ai polmoni 

qui viene riossigenato e poi rimandato alla periferia.

Il cuore ha una sua cavità toracica apposita, con un complesso sistema di membrane.

L’insieme di queste membrane prende il nome di pericardio, che è un sacco contenente

il cuore, mantenendolo diviso dai polmoni.

Anche i polmoni hanno un sacchettino che li contiene la pleura parietale.



Abbiamo questi sacchettini per una funzione strutturale di mantenimento in sede degli

organi, ma anche per fare da barriera per possibili infezioni da patogeni (batteri, virus) 

controllano e regolano fra compartimenti il passaggio

diretto di sostanze.

GRANDE E PICCOLO CIRCOLO

Il grande circolo lo associo al circolo periferico,

che va dal cuore a tutti i comparti del nostro corpo.

Il piccolo circolo si riferisce alla circolazione

polmonare: partendo dal cuore, il sangue deve esser

pompato carico di ossigeno a tutto il corpo. Torna

scarico di ossigeno, viene pompato ai polmoni e torna

carico di ossigeno al cuore. Si tratta quindi di un

circolo chiuso, da vedere come due pompe in serie 

una che manda sul grande circolo e una seconda

pompa che prende il sangue dal grande circolo e lo

immette nel piccolo circolo polmonare.

Suddivisioni del cuore

Il cuore sinistro è colorato in rosso in figura.

Ho la divisione atrio e ventricolo.

Ogni pompa, quindi cuore sinistro e cuore destro,

è composto da un atrio (riceve sangue in ingresso) e un ventricolo (pompa il sangue in

uscita).

ci sono quindi 4 compartimenti nel cuore.



La divisione più grande è la divisione tra cuore sinistro e destro, poiché non ho

passaggio di sangue fra i due sono due pompe distinte e staccate.



Ho anche una divisione orizzontale che separano l’atrio (sopra) dal ventricolo (sotto).

VENE = portano il sangue al cuore. Arrivano al cuore.

ARTERIE = da cui esce il sangue dal cuore. Escono dal cuore.

SANGUE VENOSO = sangue povero di ossigeno

SANGUE ARTERIOSO = sangue ricco di ossigeno.

Ci sono casi in cui questo sangue finisce all’interno di una vena. Quindi non sempre

sangue arterioso sta dentro alle arterie, e non sempre sangue venoso sta dento le vene.

Il ventricolo sinistro è il generatore della pressione del sangue per la circolazione

sistemica o grande circolazione. La sistole poi spinge il sangue nella aorta.

Il ventricolo destro è il generatore della pressione del sangue per la circolazione

polmonare o piccola circolazione.

Ciclo dal cuore sinistro

Partiamo dal ventricolo del cuore sinistro (colorato in rosso).

Nel cuore sinistro, il sangue arriva dall’atrio, che lo manda al ventricolo. Il ventricolo si

comprime e spinge il sangue nell’aorta.

L’aorta è la più grande arteria del nostro corpo, questo perché il ventricolo sinistro è il

punto di partenza della nostra grande circolazione. Qui arriva il sangue ossigenato, per

poi essere distribuito a tutto il corpo. Sull’arteria ci sono infatti diramazioni, che

permettono di irrorare testa, collo, arti superiori, arti inferiori.

La grande circolazione arriva poi in periferia, dove viene rilasciato ossigeno e viene

caricata la CO2 (prodotta dal metabolismo cellulare).

Il sangue diventa venoso (colore blu) e ritorna attraverso la sua vena dentro al cuore,

entrando nel cuore destro.

Rientra nel cuore destro nell’atrio, quindi nella parte superiore. Avrò quindi sangue

venoso povero di ossigeno nell’atrio del cuore destro, che arriva fino al ventricolo destro.

Dal ventricolo destro il sangue viene pompato nell’arteria polmonare.

si chiamano arterie perché sono in uscita dal cuore, ma fluisce sangue venoso perché



è ancora povero di ossigeno.

Le arterie polmonari vanno nei polmoni, dove il sangue si carica di ossigeno. Le vene

polmonari trasportano poi il sangue arterioso fino al cuore, dove entra nel ventricolo

sinistro.

Si tratta quindi di pompe separate:

cuore sinistro si occupa della grande circolazione. Nel ventricolo sinistro è presente

 una muscolatura molto grossa, dato che pompa il sangue a tutta la periferia. Avrò

perciò il cuore asimmetrico, dato che il ventricolo

sinistro è più grande di quello destro

cuore destro si occupa della circolazione

 polmonare

CUORE VALVOLE



Una volta che l’atrio pompa il sangue nel ventricolo,

il sangue non può tornare indietro devono essere



presenti due valvole.

Una valvola è posta tra atrio e ventricolo, se

comprimo ventricolo il sangue non deve tornare

indietro nell’atrio VALVOLE ATRIO-



VENTRICOLARI.

Queste valvole servono per impedire il reflusso nella sistole.

Prendono i nomi di TRICUSPIDE per cuore destro e MITRALE per il cuore sinistro.

Sempre nel cuore destro, ho altri tipi di valvole VALVOLE SEMILUNARI che si



frappongono tra ventricolo e arteria in uscita, ovvero o aorta o arteria polmonare. Dopo

che il ventricolo pompa il sangue, il sangue non deve tornare al ventricolo dall’arteria 

bloccano reflusso del sangue dalla circolazione.

FLUSSO UNIDIREZIONALE DEL SANGUE, che permette la circolazione.



A LIVELLO CELLULARE …

Il cuore è un tessuto, composto da cellule specializzate nella contrazione e nella

trasmissione di impulsi elettrici.

Il potenziale d’azione qua si trasmette attraverso giunzioni comunicanti continuità



di citosol tra un cardiomiocita e un altro. Ha strutture specializzate di giunzione, che

prendono il nome di DISCO INTERCALARE.

La componente più importante è formata dalle giunzioni comunicanti, poiché sono come

sinapsi elettriche il potenziale d’azione può passare direttamente nel cardiomiocita



comunicante vicino.

Anche i desmosomi fanno parte del disco intercalare sono strutture proteiche con



funzione strutturale tengono unite le membrane cellulari dei cardiomiociti.



Cardiomiocita = cellula muscolare specializzata del cuore. Si tratta di cellula muscolare

striata involontaria non possiamo regolare le informazioni del cuore. È striata perché



presenta le strutture ordinate longitudinalmente dei sarcomeri (bande Z, bande A e

bande I).

Ci sono 3 tipi di cardiomiociti che rispondono a 3 funzioni specifiche.

La funzione più importante è quella di contrazione.

Avrò cellule specializzate nella conduzione del potenziale d’azione e nella generazione

del potenziale d’azione. Questo perché nel cuore il potenziale viene generato in modo

autonomo, grazie alle cellule autoritmiche (pacemaker) generano il potenziale



d’azione in modo ciclico, con intervalli di attese. Gli intervalli di attesa tra l’input di un

potenziale d’azione e un altro è la frequenza cardiaca. Se riduco attesa, aumento la

frequenza cardiaca.

Questo tessuto autoritmico genera il potenziale d’azione, che viene condotto in tutto il

tessuto cardiaco grazie a cardiomiociti specializzati per la conduzione tessuto di



conduzione.

Il segnale arriva poi su tutti gli altri cardiomiociti specializzati per la contrazione 

tessuto di lavoro.

Si tratta quindi di cardiomiociti specializzati per 3 funzioni diverse, che mi danno origine

a tre tessuti diversi:

1. tessuto autoritmico = caratterizzato da cellule piccole, bassa velocità, notevole

automatismo e scarsa generazione di forza (cellule pacemaker), quindi avrò scarso

contributo per la contrazione

2. tessuto di conduzione = composto da cellule grandi, alta velocità di conduzione,

scarsa forza contrattile, minore capacità di autoeccitarsi; ha però molte giunzioni

comunicanti, quindi l’impulso viaggia molto velocemente

3. miocardio di lavoro = possiede ridottissime capacità di autoeccitarsi, con diametro

e velocità di conduzione intermedie ma grande capacità contrattili.

Grafici per potenziale d’azione

Nel muscolo scheletrico il potenziale d’azione è molto veloce, comparabile a quello di un

neurone. Anche nel muscolo liscio il potenziale d’azione è veloce, ma non quanto il

muscolo scheletrico. Quello che cambia scheletrico e liscio è l’accoppiamento di

eccitazione e contrazione.

- Muscolo scheletrico tuboli T, canali, recettori …



- Muscolo liscio calmodulina, chinasi, fosforilasi … tutti questi passaggi

 

richiedono tempo, quindi avrò processo più lento.

Nel muscolo cardiaco il potenziale d’azione è molto dilatato. Ha una fase rapida di

depolarizzazione, poi c’è un tentativo di ripolarizzazione, in cui però è presente un

plateau, dove viene mantenuto lo stato di depolarizzazione, portando alla

ripolarizzazione lentamente.

Questo mi richiede centinaia di millisecondi, perché non si possono sommare le

contrazioni nel cuore non posso avere contrazioni tetaniche nel cuore. Il cuore non



può rimanere contratto, poiché altrimenti non circolerebbe il sangue.

VIE DI CONDUZIONE

Come si propaga nel cuore il potenziale d’azione.

Ci sono due nodi specializzati nel generare il potenziale d’azione sono due perché



uno fa da backup all’altro.

Ho un nodo primario (nodo seno-atriale) che si trova nella parte alta del ventricolo

destro. Si tratta di un primo tessuto autoritmico.

Il secondo tessuto è posto tra cuore sinistro e destro all’altezza della separazione tra

atrio e ventricolo prende il nome di nodo atrio-ventricolare.



Il nodo seno-triale è il pacemaker principale del cuore e genera potenziali d’azione 70-90

PA/min corrisponde all’attività cardiaca a riposo.



Il nodo atrio-ventricolare genera potenziali d’azione a frequenza inferiore, circa 40/60

PA/min.

Scaricano quindi a due velocità diverse. I due nodi sono connessi e la velocità di

 conduzione fra i due è di circa 40ms.

Il potenziale d’azione sviluppato dal nodo atrio ventricolare viene mascherato perché è

in periodo refrattario quando arriva io potenziale d’azione dal nodo seno-atriale.

Nodo seno-atriale potenziale d’azione arriva all’atrio ventricolare, che si depolarizza

 

si trova già in stato depolarizzato perché scarica anch’esso potenziale d’azione

 

MASCHERAMENTO.

MASCHERAMENTO = dei potenziali d’azione del nodo atrio-ventricolare rispetto a quelli

del nodo seno-atriale, vedo solo i PA 70/90 PA/min.

Quindi nodo l’alta frequenza dei PA del nodo S-A impedisce l’insorgenza del potenziale

d’azione nel nodo AV 40/60 PA/min.

Riesco a vedere i PA generati dal nodo atrio-ventricolare solo se ho disfunzione del nodo

S-A.

I due nodi sono connessi con vie di conduzione il potenziale viene generato nel



nodo S-A, viaggia e arriva nel nodo A-V. Dal nodo atrio-ventricolare è presente tessuto

connettivo che porta il potenziale in tutta la parte del ventricolo.

Il nodo A-V possiede fibre sottili con bassa velocità di conduzione e dotate di

automatismo.

La bassa velocità di

conduzione nel nodo A-V

determina un ritardo di

circa 120ms che permette

l’attivazione ventricolare

dopo l’eccitazione degli

atri.

Grafico mostra i vari potenziali d’azione generati e propagati nelle varie zone del cuore.

VIE DI CONDUZIONE = portano dal nodo seno-atriale al nodo atrio-ventricolare, che

scarica meno rispetto al primo nodo.

La zona atrio-ventricolare è caratterizzata da un tessuto isolante, ovvero tutto l’atrio si

comporta come un sincizio funzionale segnale passa solo attraverso il nodo atrio



ventricolare, può passare solo attraverso questa specifica strettoia.

Questa strettoia per caratteristiche funzionali e strutturali (cardiomiociti autoeccitatori)

conduce male il potenziale d’azione, quindi abbiamo un rallentamento nella velocità

della conduzione tra il potenziale generato dal nodo seno-atriale fino al secondo nodo.

Rallentamento necessario per controllare la contrazione atrio e ventricolo non

 

sono contrazioni simultanee, avviene prima la contrazione dell’atrio e poi del

ventricolo.

Importante struttura specializzata per la conduzione:

fascio di His = fasci che decorrono lungo il setto tra i due ventricoli destro e sinistro.

 Si diramano poi in quelle che sono le fibre del Purkinje maggiore, una volta arrivate

all’apice del cuore (punta sotto).

Potenziale d’azione decorre lungo questi fasci per poi arrivare all’apice del cuore

(180ms), poi torna su verso la base del cuore (210/220ms). Quindi in più o meno 200ms

il cuore viene depolarizzato, provocando la contrazione la contrazione avviene



sequenzialmente e in tempi diversi (atrio e ventricolo). La ripolarizzazione poi procede in

senso opposto a quello della depolarizzazione.

I fasci di His hanno alta velocità di conduzione, quindi permettono una rapida

propagazione del PA nei ventricoli e l’attivazione miocardio di lavoro.

AUTORITMICITA

Cellule autoritmiche sono dette pacemaker.

Il tessuto dotato di maggiore automatismo è il nodo del seno. In condizioni fisiologiche il

nodo SA è l’unico centro di auto ritmicità attivo del cuore. In condizioni fisiologiche

genera PA di 70-90 PA/min. Nel nodo atrio-ventricolare scende a 40-60 PA/min.

A livello nel tronco comune del fascio di His, nelle due branche e nella rete del Purkinje è

di 15-40 PA/min anche a questo livello ho generazione del PA, ma molto basso. È



basso perché la fibra non è idonea ad autoeccitarsi.

Nel miocardio di lavoro di un cuore sano è praticamente assente, sempre per motivi

strutturali miocardio non ha caratteristiche autoeccitanti e di conduzione, è



specializzato nella contrazione.

AUTOMATISMO NEL TESSUTO AUTORITMICO

All’inizio non trovo una marcata depolarizzazione avviene gradualmente.



Quello che ci dà l’autoritmicità, depolarizzazione spontanea, è la presenza del canale

corrente funny.

Si tratta di un canale specifico per Na e K, che si attiva

quando il potenziale d’azione raggiunge i -60mV.

Questo significa che non permette il mantenimento di uno

stato di iperpolarizzazione della cellula porta a



progressiva depolarizzazione del cardiomiocita. Si tratta di

un canale cationico misto che si attiva lentamente a -60mV

A −60mV si attiva anche un canale del Ca2+ di tipo T e

l’entrata del Ca2+ determina una ulteriore depolarizzazione

della membrana.

L’unione di questi due canali mi genera una

depolarizzazione definita come potenziale pacemaker,

perché lentamente raggiunge il potenziale soglia (a circa

−50 mV) che attiva l’insorgenza del PA.

Questo potenziale pacemaker non lascia il cardiomiocita in

una situazione di riposo.

Il grafico rappresenta la permeabilità ai vari ioni.

If rappresenta la corrente funny, che all’inzio predomina. Dopo si attiva anche la corrente

del calcio transiente depolarizzazione.



Sono presenti correnti iperpolarizzanti tessuto però si ripolarizza prima lentamente



poi più rapidamente e raggiunge la sua massima ripolarizzazione, a −60 mV, dopo circa

220 ms.

Il mantenimento della fase depolarizzata è dato, non da canale rapido del Na+, ma

dall’insieme di:

- un canale del Ca2+ di tipo L, che si attiva a −40 mV in circa 20-40 ms. Si attiva

in tempi molto dilatati, molto lento, e si inattiva ancora più lentamente in circa

150-200ms

- I cardiomiociti soggetti al potenziale pacemaker, sono presenti anche canali del

potassio lenti. Ho lenta attivazione della corrente del potassio associata ai canali

KCNQ1

L’insieme di questi canali che ci mettono un po' ad attivarsi, ci permettono di far

permanere il potenziale d’azione in una fase di stato depolarizzato plateau, fase



prolungata che dura un centinaio di secondi.

È importante che il PA sia duraturo per non permettere una fase di frequenza cardiaca

troppo elevata dura 200/300ms e determina quanti sono i battiti al minuto.



AUTOMATISMO e PA NEI TESSUTI DI CONDUZIONI E VENTRICOLARI

Ho canali diversi rispetto a prima.

Ho una veloce fase di depolarizzazione. In questo

caso ho i canali del sodio identici a quelli del muscolo

scheletrico, PA dei neuroni classici … che portano a

una depolarizzazione molto veloce.

Fase 0 = al potenziale soglia (-65mV) ho

 l’apertura dei canali del Na+. Si aprono anche

alcuni canali del Ca2+ di tipo L (attivazione a

-30/-40mV)

Fase 1 = a causa del meccanismo di doppio-gate i

 canali del sodio iniziano a chiudersi fase



discendete.

Fase 2 = anche in questo caso ho una fase di

 plateau.

Il plateau è mantenuto da: canali long-lasting del

Ca2+ L che si attiva e inattiva molto lentamente e

da un canale Na+ slow (TTX resistente).

Il plateau è mantenuto anche da un altro canale del

potassio KCNQ1 con lenta attivazione e un canale del potassio K che ha un

comportamento opposto canale del potassio voltaggio dipendente che sta aperto



quando la situazione è iperpolarizzata (-90mV) e si chiude quando siamo a +60mV.

Prende il nome di canale K+ inward rectifier.

Questi 4 canali mi permettono di mantenere il plateau ad un valore sostenuto.

Fase 3 = siamo subito dopo la fase di plateau, quindi dobbiamo ripolarizzare la

 cellula. Per farlo abbiamo almeno due meccanismi, l’attivazione del canale lento del