Appunti per il superamento dell'esame di Fisiologia

FISIOLOGIA DELL’APPARATO CARDIOCIRCOLATORIO

L’apparato cardiocircolatorio è formato da una struttura centrale che funge da pompa, ovvero il cuore, e poi ci

sono tutti quei vasi di conduzione che si dividono in arterie e vene; le arterie sono vasi di distribuzione insieme

con arteriole e capillari arteriosi e le vene sono vasi che assicurano il ritorno di sangue al cuore

Le funzioni sono molteplici:

● Fornire metaboliti e ossigeno ai tessuti, perché non tutti i nutrienti sono sintetizzabili dall’organismo

● Rimuovere cataboliti e anidride carbonica, quindi rimuove sostanze di scarto

● Regolazione della temperatura, controllano il flusso ematico nei vari tessuti

● Distribuzione degli ormoni

● Funzione di difesa

● Funzione emostatica

IL CUORE

IL cuore e’ suddiviso in 4 camere e in due metà, cuore destro e cuore sinistra, che non comunicano tra di loro;

la parte sinistra e’ in comunicazione con la grande circolazione e la parte destra e’ in comunicazione con la

circolazione polmonare, quindi sarà meno sviluppata.

Nella parte superiore del cuore troviamo gli atri e nella parte inferiore troviamo i ventricoli, e a questi livelli

troviamo delle valvole che permettono il passaggio del sangue; a livello del ventricolo sinistro troviamo la

valvola aortica e la valvola mitrale, a livello del ventricolo destro troviamo la valvola

tricuspide e la valvola polmonare.

Nell’atrio destro, entra la vena cava superiore, e a questo livello troviamo dei

pacemaker, che controllano la contrazione del cuore.

Il cuore presenta una doppia circolazione:

● Grande circolazione, il sangue viene pompato dal ventricolo sinistro a tutto

l’organismo, da qua il sangue risale e si immette nell’atrio destro

● Piccola circolazione, il sangue viene pompato dal ventricolo destro e tramite

l’aorta polmonare viene immesso nei polmoni per essere ossigenato, e poi torna

al cuore tramite le vene polmonari che si immettono nell’atrio sinistro

Il cuore è un organo cavo con una parete muscolare, che nella parte sinistra e’ più sviluppata rispetto che

nella parte destra e questa parete prende il nome di miocardio, esternamente troviamo una membrana

connettivale che prende il nome di epicardio e tremante troviamo l’endocardio.

MIOCARDIO Il miocardio e’ un tessuto muscolare che ha delle caratteristiche

intermedie tra il tessuto liscio e lo scheletrico; e’ un muscolo striato,

quindi ha la stessa organizzazione del muscolo scheletrico, tranne che

il miocardio ha isoforme di proteine contrattili diverse.

Le cellule in questo caso sono cellule uniche, quindi ogni cardiomiocita

e’ uninucleata, sono cellule prismatiche ed i cardiomiociti sono

separati gli uni dagli altri grazie alla presenza dei dischi intercalari.

In questo tessuto troviamo i desmosomi che permettono di tenere

saldamente unite le cellule e tra un cardiomiocita e l’altro troviamo, anche, delle gap junction che permettono

ad esse di contrasti ed eccitarsi simultaneamente.

Altra differenza delle cellule muscolari cardiache con le cellule muscolari scheletriche e’ l’indipendenza dalla

volontà, quindi e’ un muscolo involontario; sebbene il cuore che ha una innervazione questa può solo

modulare l'attività cardiaca, ma non l’eccitazione, in quanto il cuore si eccita e si rilassa spontaneamente,

senza la necessità di contrarsi sotto il controllo del sistema nervoso, in quanto presentano i pacemaker che

regolano la contrazione.

Il cuore presenta un potenziale di azione molto particolare, infatti presenta una forma dilatata nel tempo che

dura anche 200/300 millisecondi; oltretutto dopo lo spike, la latenza meccanica, quindi il momento in cui il

cardiomiocita inizia a contrarsi, e’ molto breve, quindi il cuore inizia subito a produrre tensione e quando la

membrana è depolarizzata la tensione è ancora alta e per rilasciarsi ci mette poco di più rispetto a quanto la

membrana ci mette a depolarizzarsi, quindi la risposta contrattile è

di poco spostata nel tempo rispetto alla risposta elettrica.

Questo permette al cuore che non si manifesti mai la possibilità di

fondere le risposte meccaniche, quindi impedisce la tetanizzazione

del muscolo cardiaco, perché nel momento in cui il cuore si è

rilasciato, si può dare un altro impulso perché la membrana è

tornata già a riposo.

Nell’ambito del tessuto cardiaco, oltre alle cellule muscolari, troviamo anche una importante numerosità di

fibroblasti, che sono cellule che producono la matrice extracellulare e lo stroma, però queste cellule sono

importanti nel caso di eventuali lesioni al miocardio, che sono molto frequenti (infarto), perchè hanno un ruolo

nella riparazione del danno e dell'eventuale insorgenza della fibrosi.

All’interno del miocardio è possibile distinguere tre tipologie di cellule cardiache che sono: tessuto nodale,

tessuto di conduzione e tessuto di lavoro.

Il tessuto nodale è composto da cellule distribuite soltanto in due zone del miocardio, precisamente nel nodo

seno atriale, che si trova nello sbocco della vena cava superiore, e nel nodo atrioventricolare, che si trova nel

punto di congiunzione tra atri e ventricoli; questi sono due nodi particolari perchè sono le zone in cui nasce

l'automatismo cardiaco, quindi queste zone rappresentano i pacemaker, che sono in grado di contrarsi

autonomamente. La frequenza con cui si depolarizzano queste zone è diversa, infatti è più rapida

la capacità di depolarizzarsi del nodo seno atriale, per cui è il nodo seno atriale

che regola il battito cardiaco per tutto il muscolo cardiaco; il nodo

atrioventricolare, invece, può intervenire in caso di una lesione o di un danno al

nodo seno atriale.

Le cellule dei nodi sono molto simili alle cellule della muscolatura liscia in quanto

non si distingue bene la striatura, semplicemente perché la loro funzione

principale non è quella di contrarsi ma quella di depolarizzarsi, infatti hanno una

forma fusiforme con il citoplasma più trasparente e il loro nucleo centrale.

Anche dal punto di vista elettrico hanno alcune differenze, infatti hanno un

potenziale di membrana più positivo, quindi sono più depolarizzate, circa -55

millivolt, questo significa che cambia la permeabilità ai vari ioni, perché hanno dei canali particolari che non

ritroviamo in altre tipologie cellulari.

Nelle cellule del tessuto nodale misuriamo un potenziale d’azione lento, quindi non abbiamo lo spike, infatti

abbiamo una graduale di depolarizzazione e una graduale discesa verso il potenziale di riposo; in queste

cellule non c’è un potenziale di membrana in cui rimane fermo, quindi la cellula non sta mai a riposo ma si

depolarizza in modo lento e graduale, e questo potenziale prende il nome di prepotenziale; quindi, queste

cellule arrivano ad un valore più negativo possibile e una volta raggiunto iniziano a depolarizzarsi

spontaneamente.

Per una cellula eccitabile, il fatto che la membrana si depolarizzi, può portare al raggiungimento del valore

soglia andando a scaturire degli effetti, ovvero la cellula si depolarizza a valori positivi facendo aprire dei

canali che portano al raggiungimento della massima depolarizzazione, come succede negli altri preparati

eccitabili, e a questo punto la membrana inizia a ripolarizzarsi raggiungendo il valore più negativo e da lì, non

mantiene il potenziale di riposo, ma inizia di nuovo a depolarizzarsi, così all’infinito.

Le cellule muscolari cardiache sono accoppiate tramite gap junction, quindi il potenziale che nasce nel nodo

seno atriale viene propagato a tutte le altre cellule atriali, che vanno a costituire il miocardio di lavoro, ovvero il

miocardio che ha le capacità contrattili.

Il primo evento elettrico, che registriamo nel cuore, avviene nel

nodo seno atriale, al quale segue quello a livello del miocardio

atriale, che presenta un andamento del potenziale d’azione diverso.

A questo livello è presente un potenziale di riposo, quindi le cellule

del miocardio atriale, ma anche quelle ventricolari, stanno a riposo

affinché non arriva un'onda di depolarizzazione.

Il potenziale di membrana cardiaco che viene misurato varia di forma e di andamento temporale, in base al

fatto che venga murato in una cellula del tessuto nodale o in una cellula del tessuto di conduzione o in una

cellula del miocardio di lavoro. Infatti, il grafico rappresenta l’andamento del potenziale d’azione del miocardio

di lavoro, che è notevolmente differente rispetto a quello che avviene a livello

del tessuto nodale.

Notiamo la differenza dell’asse del potenziale, in quanto con il potenziale di

riposo raggiunge valori più negativi e questo viene mantenuto finché non

interviene una depolarizzazione, che arriverà dai nodi grazie alle gap junction.

Una volta che gli arriva lo stimolo la membrana si depolarizza raggiungendo un

valore molto positivo, e questo viene raggiunto in modo molto istantaneo;

arrivati a questo valore massimo la membrana prova a ripolarizzarsi, quindi

torna verso valori più negativi, ma non raggiunge il potenziale di riposo, infatti il

valore raggiunto viene mantenuto anche per centinaia di millisecondi, e si parla

di plateau; dopodichè la membrana inizia di nuovo a ripolarizzarsi fino a raggiungere il valore di riposo, che

verrà mantenuto per il tempo necessario, fino a che non verrà fornito un altro stimolo, che arriva tramite

accoppiamento elettrico.

Il tessuto di conduzione e’ un tessuto composto da cellule che sembrano più delle fibre, quindi sono molto

allungate con scarsa funzione contrattile, infatti la loro funzione e’ quella di condurre il potenziale di azione che

nasce nel nodo seno atriale, in modo da poter far eccitare tutto il resto del cuore; questo avviene perché ha

delle caratteristiche di membrana che gli permettono una veloce propagazione dell'impulso, che deve arrivare

al ventricolo, che è la parte del cuore che deve pompare il sangue all’interno delle arterie.

Questo tessuto e’ costituito dal cosiddetto fascio di hiss, che e’ un fascio biforcato e attraversa il setto

interventricolare e quando queste branche arrivano all’apice cardiaco si diramano nelle cosiddette fibre di

purkinje, che sono in grado di accoppiarsi elettricamente con le cellule del miocardio di lavoro ventricolare, in

modo da trasmettere il potenziale d’azione al ventricolo.

Il potenziale d'azione che si può registrare nelle fibre di hiss e nelle fibre di purkinje e’ uguale a quello che si

può registrare nel miocardio di lavoro, ma la differenza che abbiamo e’ che il potenziale di membrana non e’

mai a riposo, quindi presenta un prepotenziale, e ciò significa che anche il tessuto di conduz