Fisiologia umana (scritto) - 2023

CICLO CARDIACO

Fasi del ciclo cardiaco: Il ciclo cardiaco è una serie di eventi elettrici, biochimici e

meccanici che porta al battito cardiaco.

Un battito, ciclo cardiaco, dura circa 0,8 sec (0,3 sistole + 0,5 diastole) quindi circa 75

battiti al minuto.

• Fase 1: durante la breve DIASTOLE TARDIVA gli atri si stanno riempiendo di sangue

dalle vene, i ventricoli hanno appena concluso di contrarsi.

Le valvole atrio-ventricolari iniziano ad aprirsi in risposta alla pressione del sangue

nell’atrio, i ventricoli iniziano a riempirsi passivamente di sangue.

Durante la SISTOLE ATRIALE arriva l’onda di depolarizzazione del PdA generato dalle

pacemaker, si verifica contrazione degli atri che aumenta la pressione del sangue che

apre ancora di più le valvole ed aumenta il passaggio nei ventricoli.

Nel nodo atrio-ventricolare il PdA rallenta permettendo prima la contrazione atriale e

dopo quella ventricolare.

I ventricoli si riempiono fino al volume massimo (telediastoico) di 130ml.

• Fase 2: nella SISTOLE VENTRICOLARE ISOVOLUMICA il PdA attraversa il fascio di His e

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raggiunge i cardiomiociti all’apice del cuore e avviene la prima fase della contrazione

isovolumetrica che aumenta la pressione del sangue, determinando la chiusura delle

valvole atrio-ventricolari.

• Fase 3: l’EIEZIONE VENTRICOLARE avviene quando la depolarizzazione sale attraverso

le fibre del Purkinje, la contrazione aumenta e la pressione ventricolare del sangue

supera quella nelle arterie, quindi le valvole semilunari si aprono e il sangue viene

pompato alle arterie.

• Fase 4: con la DIASTOLE VENTRICOLARE ISOVOLUMICA, i ventricoli svuotati si

rilasciano e la pressione diminuisce, quindi il sangue nelle arterie tende a refluire verso i

lembi delle valvole semilunari provocandone la chiusura. Si raggiunge il volume minimo

(telesistolico) di 60mL nei ventricoli.

Eventi nei ventricoli durante il ciclo cardiaco:

- Durante la breve DIASTOLE TARDIVA i ventricoli, che hanno appena concluso di

contrarsi, iniziano a riempirsi passivamente di sangue in risposta alla pressione

del sangue nell’atrio

- Durante la SISTOLE ATRIALE la pressione del sangue aumenta, e quindi

aumenta il passaggio di sangue nei ventricoli fino al volume massimo

(telediastoico) di 130ml.

- Cessa l’ingresso di sangue durante SISTOLE VENTRICOLARE ISOVOLUMICA

- Durante l’EIEZIONE VENTRICOLARE i ventricoli si svuotano perché il sangue e

viene pompato alle arterie

- Durante la DIASTOLE VENTRICOLARE ISOVOLUMICA i ventricoli raggiungono

volume minimo (telesistolico) di 60mL.

Posizioni delle valvole nelle fasi:

- Le valvole atrioventricolari (bicuspide e tricuspide) sono aperte solo nella fase

di DIASTOLE TARDIVA e SISTOLE ATRIALE quando la pressione del sangue negli

atri supera quella dei ventricoli

Si chiudono nella fase di SISTOLE VENTRICOLARE ISOVOLUMICA sotto la

pressione del sangue

- Le valvole semilunari aortica e polmonare, invece, si aprono solo nella fase di

EIEZIONE VENTRICOLARE, quando la pressione ventricolare supera quella

aortica e dell’arteria polmonare

Si chiudono nella fase di DIASTOLE VENTRICOLARE ISOVOLUMICA, quando la

pressione diminuisce, quindi il sangue nelle arterie tende a refluire verso i lembi

delle valvole provocandone la chiusura 56

Andamento delle pressioni ventricolari nelle fasi del ciclo:

- DIASTOLE TARDIVA e SISTOLE ATRIALE: la pressione ventricolare è minore di

quella atriale

- SISTOLE VENTRICOLARE ISOVOLUMICA: la pressione supera quella degli atri

- EIEZIONE VENTRICOLARE: la pressione supera anche quella dei vasi uscenti

- DIASTOLE VENTRICOLARE ISOVOLUMICA: la pressione si riduce rapidamente

prima sotto quella dei vasi uscenti e poi sotto quella degli atri ricominciando il ciclo

Andamento dei volumi ventricolari nelle fasi:

- DIASTOLE TARDIVA: il volume inizia a salire

- SISTOLE ATRIALE: il ventricolo si riempie completamente raggiungendo volume

telediastolico massimo di 130 mL

- SISTOLE VENTRICOLARE ISOVOLUMICA: il volume rimane uguale

- EIEZIONE VENTRICOLARE: il volume scende rapidamente

- DIASTOLE VENTRICOLARE ISOVOLUMICA: c’è il volume telesistolico minimo di

60 mL

Definizioni di volume telediastolico, telesistolico, volume di eiezione, frazione di

eiezione, gittata cardiaca

- Volume telediastolico = 130 mL, è il volume lontano (tèle-) dalla diastole, quindi

il volume massimo ventricolare quando viene riempito dagli altri con la SISTOLE

ATRIALE

- Volume telesistolico = 60 mL, è il volume lontano (tèle-) dalla sistole, quindi il

volume minimo raggiunto durante rilassamento il volumetrico nella DIASTOLE

VENTRICOLARE ISOVOLUMICA

- Volume di eiezione = 70 mL, (130-60) è il sangue pompato nell’arteria dal

ventricolo sinistro

- Frazione di eiezione = 0,54, è il rapporto tra il volume di eiezione (70 mL) e il

volume di partenza massimo ventricolare (130 mL), che corrisponde al 54% del

volume telediastolico massimo del ventricolo

- Gittata cardiaca = 500 mL al minuto (5 litri), è la quantità di sangue pompata da

ogni ventricolo in un minuto = frequenza cardiaca 70 battiti/min x volume eiezione

70 ml/battito

Che cosa controlla la gittata cardiaca?

Fattori che regolano la gittata cardiaca

Regolazione simpatica e parasimpatica della gittata 57

La gittata cardiaca è influenzata da:

• SISTEMA SIMPATICO (aumento):

Frequenza cardiaca e volume di eiezione sono fattori entrambi della gittata cardiaca

(gittata = frequenza x volume), e il sistema simpatico aumenta entrambi:

- aumento frequenza cardiaca:

1. stimola una più rapida entrata di calcio nelle cellule peacemaker favorendo

depolarizzazione

2. adrenalina

3. noradrenalina

- volume di eiezione (aumento la forza contrattile del miocardio ventricolare)

1. stimola maggior apertura dei canali del calcio L, dei canali sul reticolo

sarcoplasmatico e maggiore attività della pompa SERCA, quindi velocizza il ciclo

di contrazione

2. stimola la contrazione delle vene, aumentando il volume di ritorno venoso e

quindi il volume telediastolico, che permette ai sarcomeri del miocardio di

allinearsi in modo ottimale per aumentare la loro contrattilità

3. adrenalina che aumenta la contrazione ventricolare

• SISTEMA PARASIMPATICO (rallentamento): rallenta la frequenza cardiaca delle cellule

autoritmiche con acetilcolina

• ORMONI: anche ormoni tiroidei ed insulina aumentano la gitatta

Effetto di volume, tempo di riempimento ventricolare, sulla gittata:

Regolazione nervosa del volume di eiezione

Effetto del Ca sulla gittata

Regolazione nervosa della frequenza cardiaca

PRESSIONI

Pressione nei vari distretti dell’albero vascolare:

• Per un individuo sano la media della pressione nei vari distretti dell’circolo

sistemico è:

- aorta: 85 mmHg

- arteriole: 75-80 mmHg

- capillari: 35-40 mmHg

- dopo i capillari la: 20 mmHg 58

- vene: 2-8 mmHg

- quando il sangue torna all’atrio destro attraverso le vene cave ha esaurito quasi

tutta la pressione che tende a 0 mmHg

• Nel circolo polmonare avviene la stessa diminuzione di pressione, ma mediamente la

pressione è 15 mmHg (molto più bassa perché deve fare meno strada ed andare ad un

unico organo): la pressione venosa polmonare, come la pressione venosa centrale, è

vicina a 0 mmHg

Come avviene lo scambio idrico a livello dei capillari

Pressione idrostatica e osmotica nel letto capillare:

- Nelle arteriole la pressione idrostatica è 38 mmHg e sarà maggiore della

pressione osmotica (che dipende dalle proteine plasmatiche) che è 25 mmHg,

quindi prevale la fuoriuscita di fluidi verso l’esterno (filtrazione)

- Nelle venule la pressione idrostatica scende a 16 mmHg, quindi prevale quella

osmotica 25 mmHg che richiama fluidi all'interno dei vasi (riassorbimento)

- Le contro-pressioni idrostatica (1

mmHg) e osmotica (0 mmHg) dell’interstizio

sono così basse da essere trascurabili

VENE E CAPILLARI

Struttura dei vasi sanguigni: in generale i vasi sanguigni sono formati da tre strati di

tessuto:

- tonaca avventizia connettivale esterna,

- tonaca media formata da muscolo liscio e/o tessuto elastico,

- tonaca intima di endotelio a contatto con il sangue

Confronto tra arterie, vene e capillari:

- Vene e arterie sono impermeabili perché hanno la funzione di trasportare il

sangue,

i capillari sono permeabili perché hanno la funzione di permettere lo scambio di

gas, soluti e nutrienti con i tessuti

- Le arterie hanno uno strato muscolare più spesso, perché devono resistere alle

pressioni del sangue pompato e quindi hanno una forma definita,

le vene hanno una muscolatura liscia meno spessa e non hanno una forma

propria

i capillari sono molto sottili e formati da solo endotelio

- L'endotelio delle vene forma delle valvole che impediscono il reflusso di sangue

verso il basso secondo la gravità e quindi aiutano il ritorno venoso

Meccanismi di ritorno venoso: il sangue risale al cuore contro gravità grazie a 59

- pompa muscolare: se si contrae la muscolatura si comprimono le vene e il

sangue risalirà seguendo l’orientamento delle valvole che si aprono verso l’alto

- il SNA simpatico può agire sulla vasocostrizione delle vene favorendone il

ritorno venoso

- pompa respiratoria: con inspirazione si abbassa il diaframma e aumenta il

volume toracico, mentre diminuisce la pressione toracica e aumenta la

pressione nell’addome

Questo permette la risalita del sangue da zone di alta pressione (zona

addominale) verso zone di bassa (vena cava inferiore a livello del torace),

favorendo il ritorno venoso al cuore

Funzione degli sfinteri precapillari: gli sfinteri precapillari sono fibre muscolari lisce

che circondano le arteriole poco prima dei letti capillari e hanno la funzione di

creare vasocostrizione o vaso dilatazione per modificare le resistenze.

Questa regolazione però non ha nessuna influenza sulla pressione arteriosa, ma

semplicemente sulla disponibilità di nutrienti e gas per i tessuti.

Regolazione degli sfinteri precapillari: si aprono o chiudono in risposta ad ossigeno,

anidride carbonica, pH, temperatura, glucosio

Autoregolazione del flusso ematico nei tessuti: le arteriole rispondono sia alle

condizioni metaboliche del tessuto, sia alle variazioni di pressione.

Un aumento di pressione di perfusione crea un aumento dello stiramento della

muscolatura liscia arteriolare, il che determinerà una risposta vasocostrittiva con

aumento resistenze e riduzione del flusso per evitare che i capillari vengano danneggiati.

PRESSIONE SANGUIGNA

Definizione pressione sanguigna: la pressione sanguigna è la forza esercitata dal

sangue in uscita dal ventricolo sinistro che entra nell’aorta, quindi è la pressione