Riassunto esame Fisiologia degli organi e degli apparati, Prof. Aicardi Giorgio, libro consigliato Fisiologia: dalle molecole ai sistemi integrati, E. Carbone, G. Aicardi, R. Maggi

PERIODO REFRATTARIO CARDIACO

Il batmotropismo è la proprietà del cuore di rispondere a stimoli; questi per essere efficaci devono raggiungere la soglia e quando la raggiungono nel cuore danno vita ad una scossa semplice che prende il nome di sistole. Durante la contrazione il cuore è incapace di rispondere ad altri stimoli, si trova quindi nel periodo refrattario assoluto. Esso dura dall'inizio della contrazione fino a quando la ripolarizzazione ha raggiunto i -50 mV. Questo periodo è fondamentale per non far avvenire due contrazioni cardiache ravvicinate. È determinato dai canali sodio doppia gate e dai canali del calcio L (si può avere un potenziale d'azione borderline in cui manca la fase apunta perché siamo nel periodo refrattario assoluto dei canali sodio ma non dei canali calcio ad esempio). Subito dopo il periodo refrattario assoluto c'è quello relativo in cui serve un stimolo più potente per generare.

Potenziale d'azione. Si chiama extrasistole il potenziale d'azione generato in questo periodo, è generato dai cardiomiociti e ha un'ampiezza minore (non tutti i canali calcio L sono aperti). A differenza del muscoloscheletrico non c'è una sommazione dei potenziali d'azione e ciò è fondamentale perché evita una contrazione tetanica del cuore che porterebbe ad un ischemia tissutale.

L'extrasistole avviene dopo che si è concluso il battito precedente ma prima che si generi quello successivo, ciò fa allungare il periodo refrattario assoluto e rallenta la frequenza cardiaca. Si percepisce un vuoto o la mancanza della sistole. Questa mancanza della sistole è dovuta al fatto che è avvenuta una sistole precoce e nel momento in cui doveva avvenire quella giusta non riesce ad avvenire in quanto è nel periodo refrattario, è presente un periodo silente più lungo. La post-extrasistole poi

avrà una potenza maggiore perché aumentato il calcio intracellulare. CONTRAZIONE CARDIACA

La contrazione cardiaca avviene come quella del muscolo scheletrico con la propagazione del potenziale d'azione, l'ingresso di calcio nel sarcoplasma e l'inizio del ciclo dei ponti trasversali. La differenza tra muscolo cardiaco e scheletrico è che nel primo parliamo di diade portale, c'è solo una cisterna a lato del tubulo T, mentre per il muscolo scheletrico parlavamo di triade. Il potenziale d'azione arriva nei tubuli T dove sono presenti le proteine DHPR che sono voltaggio dipendenti che verranno attivate. Queste determineranno l'apertura dei canali del calcio L dei tubuli e dell'intero sarcolemma determinando la fuoriuscita di calcio (differenza con il muscolo scheletrico in cui il calcio fuoriesce solamente dal reticolo sarcoplasmatico; il potenziale d'azione è più lungo nel muscolo cardiaco e deve essere

sorretto dai canali L del calcio). Inoltre a livello del reticolo sarcoplasmatico, ricco di calcio, si attivano i canali RyR2 (calcio-dipendenti) per la fuoriuscita di calcio verso il sarcoplasma. L'aumento del calcio intracellulare determina l'inizio del ciclo di ponti trasversali simile a quello del muscoloscheletrico (calcio interagisce con troponina c che attiva troponina T che sposta tropomiosina dal sito di legame dell'actina per la miosina ATP viene idrolizzato in ADP-P).

N.B. La pompa SERCA interviene per mantenere i livelli di calcio; importante anche la pompa PMCA della membrana plasmatica e lo scambiatore NCX che scambia continuamente 3 sodio con 1 calcio sfruttando il gradiente del sodio.

CONTROLLO NERVOSO Il cuore è innervato dal sistema nervoso simpatico (in modo eccitatorio) e parasimpatico (in modo inibitorio). Questi due sistemi sono distribuiti in modo differente:

• PARASIMPATICO (nervo vago) agisce esclusivamente a livello delle cellule pacemaker

del nodo SA e AV. Di conseguenza controlla solo la frequenza cardiaca, rallentandola (effetto bradicardizzante). Il sistema parasimpatico ha quindi un effetto CRONOTROPO negativo. - SIMPATICO: le sue innervazioni si distribuiscono maggiormente in tutto il cuore, di conseguenza agisce in modo eccitatorio su tutti i parametri cardiaci: Frequenza cardiaca: il simpatico la aumenta con un effetto CRONOTROPO positivo. Forza contrattile: viene aumentata la forza di contrazione dei cardiomiociti, permettendo l'ingresso di più calcio. Si parla di effetto IONOTROPO positivo. Velocità di conduzione: aumento della velocità di conduzione del potenziale d'azione da parte delle cellule di conduzione; effetto DROMOTROPO positivo. Eccitabilità: il simpatico aumenta l'eccitabilità delle cellule cardiache, effetto BATMOTROPO positivo. N.B. il simpatico non agisce esclusivamente attraverso nervi ma anche grazie al rilascio di noradrenalina.adrenalina da parte della midollare del surrene. Focus: COSA AVVIENE A LIVELLO INTRACELLULARE Prendendo in considerazione le cellule pacemaker del nodo SA, vediamo che il sistema simpatico agisce liberando noradrenalina. Questa sostanza attiva il recettore β1 che innesca la cascata dell'adenilato ciclasi, aumentando di conseguenza il livello di AMP ciclico. L'AMP ciclico attiva a sua volta la proteina chinasi A, che aumenta la fosforilazione di un recettore specifico interno del canale del calcio L, consentendo una maggiore entrata di ioni calcio. L'aumento della frequenza cardiaca è dovuto proprio al fatto che entra più calcio. Per quanto riguarda il sistema parasimpatico, invece, sappiamo che agisce con l'acetilcolina in modo opposto a quanto appena descritto. Invece di aumentare l'AMP ciclico, avremo una diminuzione di questo, il che porterà alla defosforilazione del canale L, causando una minor apertura di esso. Il sistema parasimpatico aprirà dei canali potassio che causeranno un'iperpolarizzazione, diconseguenza perraggiungere il potenziale soglia poi ci vorrà più tempo.
ELETTROCARDIOGRAMMA
L'elettrocardiogramma è la registrazione dell'attività bioelettrica del cuore grazie adiversi elettrodi posti in diversi punti (polsi, caviglie, torace) grazie a liquidi conduttoripresenti nel nostro corpo. Visto che gli elettrodi non sono a diretto contatto con il cuore iltracciato dell'elettrocardiogramma ha un'ampiezza più bassa rispetto al potenzialed'azione intracellulare. La disposizione degli elettrodi crea untriangolo, detto di Einthoven. Si registrano diversi tipi di onda: P,Q, R, S, T. L'elettrocardiogramma è un'importante rilevazione dianomalie cardiache come infarto (occlusione delle arteriecoronarie che irrorano il cuore) o miocardite (infiammazione deitessuti cardiaci, uno dei marker più affidabili è la quantità ditroponina C). La miocardite è una patologia che può

interessare anche i giovani atleti e per effetto della scarsa numerosità dei recettori dolorifici all'interno del nostro corpo e per la scarsa capacità di localizzarlo, esso viene percepito come dolore alla spalla nella zona alta della schiena.

N.B. Se il vettore di propagazione è diretto verso il polo positivo allora la linea sull'ECG va verso l'alto; al contrario se il vettore di propagazione va verso il polo negativo la linea sull'ECG va verso il basso.

CICLO CARDIACO

La contrazione del cuore è definita sistole mentre il rilasciamento diastole; si può parlare di sistole e diastole atriali e ventricolari, generalmente si fa riferimento a quelle ventricoliperché determinano la pressione del circolo sistemico. Il passaggio di sangue dagli atri ai ventricoli e dai ventricoli alle arterie avviene secondo gradiente di pressione ed è regolato da valvole che permettono che ciò avvenga in modo unidirezionale.

- Valvole

atrioventricolari dette anche tricuspide (dx) e bicuspide (sx), permette al sangue di fluire dagli atri ai ventricoli e durante la sistole ventricolare impedisce al sangue di tornare indietro perché si chiude. Questo è reso possibile dai muscoli papillari che muovono le corde tendinee che li collegano alle valvole (si contraggono durante la sistole ventricolare perché aumenta la pressione dovuta alla contrazione delle pareti). N.B. la pressione del sangue chiude la valvola e le corde tendinee tirano i lembi della valvola verso il basso per evitare il ribaltamento di questa. - Valvole semilunari sono valvole più resistenti che non hanno bisogno di muscoli per muoversi. Queste permettono il passaggio del sangue dal ventricolo destro all'arteria polmonare e dal ventricolo sinistro all'aorta. Si aprono durante la sistole ventricolare e si chiudono durante quella arteriosa, quindi quando la pressione di sangue negli atri aumenta. Alla fine della sistole.

Ventricolare cala la pressione del ventricolo e grazie alla elasticità dell'aorta rimane alta la pressione al suo interno, questo elemento spinge sui lembi dellavalvola impedendo un reflusso cospicuo di sangue.

N.B. L'elasticità delle arterie è fondamentale, se non ci fosse il sangue durante ladiastole si fermerebbe, mentre grazie al ritorno elastico delle arterie è possibile il movimento del sangue.

Le camere cardiache contengono ciascuna 120 mL di sangue e il volume di eiezione ventricolare a riposo, ovvero pompato dai ventricoli verso le arterie, è soltanto una quota del volume totale dei ventricoli; su 120 mL vengono pompati 70 mL e rimangono all'interno del ventricolo 50 mL di residuo. Questi valori sono validi a riposo ma se ci troviamo in attività muscolare intensa tale da attivare il sistema nervoso simpatico aumentando così la forza di contrazione, il ventricolo si contrarrà maggiormente eiettando un volume

disangue maggiore facendo calare il volume residuo. Il ciclo cardiaco è formato da diverse fasi:

SISTOLE ATRIALE in questo momento la pressione nell’atrio è maggiore rispetto a quella nel ventricolo; gli atrisi sono riempiti in seguito alla diastole ventricolare. Nel nodo SA insorge potenziale d’azione che poi si propaga fino all’altro atrio e al nodo AV. Questo permette agli atri di contrarsi espingere il sangue verso i ventricoli. (in figura line tratteggiatain basso per atrio sx).

SISTOLE VENTRICOLARE il potenziale d’azione dopo essere rallentato lungo il fascio di His si propaga grazie alle fibre del Purkinje permettendo la contrazione dei cardiomiociti ventricolari. La pressione ventricolare sale rapidamente e ciò porta le valvole atrioventricolari a chiudersi (primo tono). La muscolatura dei ventricoli, soprattutto del sinistro, è molto potente rispetto alla muscolatura atriale. La pressione nei ventricoli aumenta quindi di

più rispetto a quella dell’at