Domande fisiologia secondo parziale

Domande fisiologia secondo compitino

Rispondere alle domande in 4 righe, tempo a disposizione 1 ora (il prof sceglierà una domanda per ciascun blocco).

Domanda 1

Camere e valvole cardiache

• Camere cardiache: Il cuore è formato da 4 camere: le due camere superiori, gli atri, ricevono il sangue che ritorna al cuore dai vasi venosi, le due inferiori, i ventricoli, ricevono sangue dagli atri e generano la pressione necessaria a spingerlo nelle grandi arterie.
• Valvole cardiache: Gli atri e i ventricoli sono separati dalle valvole atrioventricolari (valvole AV). La valvola di sinistra si chiama bicuspide o mitrale, quella di destra tricuspide. Vi sono poi altre valvole, chiamate semilunari, poste tra i ventricoli e le arterie. La valvola aortica è localizzata tra il ventricolo sinistro e l’aorta, la valvola polmonare tra il ventricolo destro e il tronco polmonare.

Circuiti polmonari e sistemici

• Circuito polmonare: È costituito dall’insieme di vasi che dal cuore si dirigono ai polmoni e che dai polmoni si dirigono al cuore.
• Circuito sistemico: È costituito dall’insieme di vasi che dal cuore si dirigono alle restanti parti del corpo, esclusi i polmoni.

Anatomia delle cellule miocardiche

Sono cellule mononucleate, di forma irregolare, connesse da dischi intercalari. All’interno dei dischi si trovano i desmosomi che conferiscono resistenza meccanica e giunzioni comunicanti che consentono alla corrente elettrica di fluire da una cellula all’altra.

Tipi cellulari presenti nel tessuto cardiaco

Vi sono due tipi principali di cellule nel tessuto cardiaco: cellule autoritmiche e cellule contrattili. Le cellule autoritmiche si dividono in peacemaker, che avviano i potenziali d’azione e coordinano il ritmo dei battiti cardiaci, e fibre di conduzione, che conducono i potenziali d’azione e li propagano nel cuore. Le cellule contrattili invece generano la forza contrattile.

Componenti del sistema di conduzione del cuore oppure percorso del segnale elettrico nel tessuto di conduzione intrinseco del cuore

Le cellule autoritmiche sono posizionate in una struttura dell’atrio dx che è il Nodo senoatriale e nella zona di comunicazione fra atrio e ventricolo dx con il Nodo atrioventricolare. Il Nodo senoatriale invia segnali elettrici all’atrio sx con le vie interatriali e al Nodo atrioventricolare attraverso le vie interventricolari. Il sistema di conduzione del cuore si completa con il fascio di His che corre lungo il setto di separazione fra cuore dx e sx, il quale si dirama poi in branca dx e branca sx. Completano il tutto le fibre di Purkinje che portano l’onda di depolarizzazione a tutto il cuore.

Domanda 2

Basi ioniche del potenziale d’azione cardiaco in cellule auto-ritmiche o nelle cellule contrattili o come si accoppiano le cellule auto-ritmiche contrattili attraverso le gap-junction

Cellule autoritmiche: Il potenziale d’azione nelle cellule autoritmiche regola la contrazione cardiaca, e può essere diviso in diverse fasi. Fase 1: depolarizzazione spontanea subliminale. Si aprono i canali funny con conseguente ingresso del sodio e fuoriuscita del potassio. Fase 2: depolarizzazione fino al valore soglia. Si aprono i canali per il calcio di tipo T con conseguente ingresso del calcio. Fase 3: depolarizzazione rapida del potenziale d’azione. Si aprono i canali per il calcio di tipo L con conseguente ingresso del calcio. Fase 4: fase di ripolarizzazione del potenziale d’azione: si aprono i canali per il potassio con conseguente fuoriuscita del potassio.

Cellule contrattili: Il potenziale d’azione delle cellule contrattili può essere diviso in diverse fasi. Fase 0: depolarizzazione rapida (apertura dei canali per il sodio, ingresso di ioni sodio). Fase 1: iniziale lieve di depolarizzazione (inattivazione canali per il sodio, diminuzione dell’ingresso di ioni sodio). Fase 2: plateau (chiusura dei canali per il potassio rettificati in ingresso, diminuzione dell’uscita di ioni potassio, apertura dei canali per il calcio di tipo L, ingresso di ioni calcio). Fase 3: ripolarizzazione (apertura dei canali per il potassio rettificati tardivi, fuoriuscita di ioni potassio, chiusura dei canali per il calcio di tipo L, diminuzione dell’ingresso di ioni calcio. Fase 4: potenziale di riposo (apertura dei canali per il potassio di entrambi i tipi, fuoriuscita di potassio, canali per il sodio e il calcio ancora chiusi, ingresso trascurabile di ioni sodio e calcio).

Accoppiamento con gap junctions: Vi è una propagazione della corrente alla cellula contrattile attraverso le giunzioni comunicanti. Il potenziale d’azione si propaga lungo la membrana plasmatica e i tubuli T. Si aprono i canali per il calcio nella membrana plasmatica e nel reticolo sarcoplasmatico. Il calcio induce la liberazione di calcio nel reticolo sarcoplasmatico. Il calcio si lega alla troponina, esponendo i siti di legame della miosina. Inizia il ciclo di formazione dei ponti trasversali e la cellula muscolare si contrae. Il calcio viene attivamente trasportato nel reticolo sarcoplasmatico e nel liquido extracellulare. La tropomiosina blocca i siti di legame della miosina e la fibra muscolare si rilascia.

Qual è il meccanismo per cui si genera il ritmo cardiaco a livello cellulare

Il ritmo cardiaco si genera in seguito alla generazione di potenziali d’azione da parte delle cellule peacemaker. Queste non necessitano di uno stimolo esterno per generare i potenziali, che vengono prodotti ad intervalli regolari e ad una certa frequenza.

Ruolo del calcio nel funzionamento di cellule auto-ritmiche contrattili

Il calcio ha un ruolo nell’attività elettrica delle cellule peacemaker, infatti quando vi sono sulla membrana plasmatica dei canali per il calcio di due tipi, canali di tipo T e di tipo L. Quando il calcio entra nella cellula causa depolarizzazione.

Tipi di canali per il calcio nelle cellule cardiache lenti e veloci

I canali di tipo T si aprono per poco tempo a seguito di depolarizzazione da parte dell’ingresso del sodio attraverso i canali funny, e fanno entrare il calcio nella cellula. Questo a sua volta causa depolarizzazione che fa aprire i canali di tipo L, che stanno aperti per un tempo maggiore determinando la depolarizzazione caratteristica dell’inversione del potenziale d’azione.

Qual è il meccanismo che rende instabile il potenziale delle cellule pacemaker nel cuore (come si genera il potenziale pace-maker)

Le cellule peacemaker non hanno un potenziale di riposo stabile. Dopo un potenziale d’azione, la cellula peacemaker inizia a depolarizzare lentamente, fino a raggiungere il valore soglia che genera un altro potenziale d’azione. Vi è poi un ritorno a circa -60 mV e inizia un’altra depolarizzazione spontanea, fino al valore soglia. Le depolarizzazioni lente o “a rampa” che innescano il potenziale d’azione sono chiamate potenziale peacemaker.

Domanda 3

Descrivere le fasi del ciclo cardiaco

• Fase 1 (Riempimento ventricolare): Durante la seconda metà della diastole, il sangue torna al cuore attraverso le vene sistemiche e quelle polmonari, entra negli atri rilasciati e attraverso le valvole AV riempie i ventricoli.
• Fase 2 (Contrazione isovolumetrica): In questa fase il sangue non può fluire né all’interno né all’esterno del ventricolo, perché tutte le valvole sono chiuse.
• Fase 3 (Eiezione ventricolare): Nella parte restante della sistole il sangue viene pompato nell’aorta e nell’arteria polmonare.
• Fase 4 (Rilasciamento isovolumetrico): All’inizio della diastole successiva, il miocardio ventricolare è rilasciato.

Come sono poste le valvole cardiache nelle varie fasi del ciclo cardiaco

• Fase 1 (Riempimento ventricolare): la valvola atrioventricolare è aperta, quelle semilunari chiuse.
• Fase 2 (Contrazione isovolumetrica): Valvola atrioventricolare chiusa, semilunari chiuse.
• Fase 3 (Eiezione ventricolare): Valvola atrioventricolare chiusa, semilunari aperte.
• Fase 4 (Rilasciamento isovolumetrico): Valvole atrioventricolari chiuse, semilunari chiuse.

Come variano le pressioni ventricolari nelle varie fasi del ciclo cardiaco

• Fase 1 (Riempimento ventricolare): La pressione ventricolare è più bassa di quella nell’aorta e nell’arteria polmonare.
• Fase 2 (Contrazione isovolumetrica): La pressione ventricolare supera la atriale.
• Fase 3 (Eiezione ventricolare): Pressione ventricolare raggiunge il picco massimo e quindi inizia a diminuire.
• Fase 4 (Rilasciamento isovolumetrico): La pressione ventricolare è troppo bassa per aprire le valvole semilunari e troppo alta per aprire le atrioventricolari.

Come variano i volumi del ventricolo e dell’atrio

• Fase 1 (Riempimento ventricolare): Durante questa fase il volume ventricolare aumenta, dando origine al volume telediastolico, ovvero il massimo volume raggiunto nel ciclo cardiaco.
• Fase 2 (Contrazione isovolumetrica): Il volume ventricolare resta costante.
• Fase 3 (Eiezione ventricolare): Il volume ventricolare raggiunge il valore minimo, ovvero il volume telesistolico.
• Fase 4 (Rilasciamento isovolumetrico): Il volume ventricolare resta costante.

Quali sono gli eventi nei ventricoli durante il ciclo cardiaco

Nella fase 1 la pressione ventricolare sale, così come il volume ventricolare. Nella fase 2 la pressione sale e il volume resta costante. Nella fase 3 la pressione raggiunge il picco massimo e il volume scende. Nella fase 4 la pressione scende fino al livello iniziale e il volume resta costante fino alla successiva fase 1.

Che cosa vuol dire volume telediastolico, volume telesistolico, frazione di eiezione cardiaca

Telediastolico: È il volume di sangue contenuto nel ventricolo alla fine della diastole, rappresenta il massimo volume ventricolare raggiunto durante il ciclo cardiaco.

Telesistolico: È il volume di sangue contenuto nel ventricolo alla fine della sistole, rappresenta il minimo volume ventricolare raggiunto durante il ciclo cardiaco.

Frazione di eiezione cardiaca: È la frazione del volume telediastolico pompata dal ventricolo durante un battito cardiaco. A riposo è circa il 54%.

Domanda 4

Che cos’è la gittata cardiaca

È la quantità di sangue eiettata nell’unità di tempo (minuto). Si ottiene moltiplicando il volume di eiezione per la frequenza. Nell’individuo a riposo è di circa 5 L/min.

Quali sono i fattori che regolano la gittata cardiaca oppure qual è la regolazione simpatica o parasimpatica della gittata cardiaca

Fattori: Stimolazione simpatica e parasimpatica, attività fisica, pressione sanguigna.

Regolazione simpatica e parasimpatica: Entrambe le branche del SNA agiscono sulle cellule del Nodo senoatriale, ma il simpatico svolge un’azione di stimolo anche sulle cellule contrattili, quindi l’effetto finale della stimolazione simpatica è l’aumento della gittata cardiaca. Il SN parasimpatico agisce solo diminuendo la frequenza. L’aumento del tono parasimpatico si rende necessario allorquando l’organismo, per effetto di un aumento di pressione sanguigna nell’aorta, intenda normalizzare la gittata cardiaca, per cui diminuisce la frequenza ed aumenta il volume telesistolico.

Che effetto ha il volume o il tempo di riempimento ventricolare sulla gittata cardiaca

Il cambiamento nel flusso del sangue di ritorno al cuore determina l’adattamento della gittata cardiaca, cioè l’aumento del volume di sangue provoca un aumento del volume telediastolico con conseguente aumento del volume di eiezione e della gittata (adattamento che serve al cuore per mantenere le sue dimensioni). Il tempo di riempimento ventricolare è proporzionale alla frequenza cardiaca: aumenta al diminuire della stessa poiché aumenta il tempo della diastole.

L’effetto del calcio sulla gittata cardiaca

Il calcio in eccesso è responsabile della contrazione spastica del cuore, un’aritmia che tende ad annullare la gittata cardiaca (tanto è che viene trattata con adrenalina che ha effetti di aumento della gittata cardiaca, aumentando la