Riassunto esame Fisiologia umana, Prof. Colangeli Roberto, libro consigliato Principi di fisiologia , Berne & Levy

CUORE

ANATOMIA DEL CUORE

ORGANIZZAZIONE MACROANATOMICA

Il cuore è un organo cavo multicamerale a parete muscolare, presenta due atri e due venricoli, a

divedere le 4 camere abbiamo:

1. Scheletro fibroso: è un piano connettivale che divide gli atri dai ventricoli in senso orizzontale. In

questo piano connettivale sono presenti le valvole cardiache.

2. Setti: il setto interatriale e il setto interventricolare suddividono le camere destre e sinistre in senso

verticale.

La comunicazione atrioventricolare è permessa da:

1. Valvola tricuspide: mette in comunicazione atrio destro e ventricolo destro.

2. Valvola mitrale: mette in comunicazione atrio sinistro e ventricolo sinistro.

Funzionalmente il cuore può essere suddiviso in cuore destro e cuore sinistro, questi costituiscono due

pompe indipendenti operanti in parallelo.

Non esistono comunicazione diretta tra cuore destro e cuore sinistro però, da ciascun ventricolo trae

origine un grosso vaso. Dal ventricolo destro origina l’arteria polmonare, dal sinistro l’aorta, al fine di

evitare rigurgiti, queste due grandi arterie sono dotate di valvole semilunari:

1. Valvola polmonare: separa il ventricolo destro dall’arteria polmonare. Dall’arteria polmonare

origina la circolazione polmonare in cui avvengono gli scambi gassosi.

2. Valvola aortica: separa il ventricolo sinistro e l’aorta. Dall’aorta origina la circolazione sistemica e

la circolazione coronarica (grande e piccola circolazione).

Il sangue venoso dal circolo sistemico torna in atrio destro attraverso le due vene cave, non ci sono

valvole. Il sangue arterioso appena ossigenato nei polmoni torna in atrio sinistro attraverso le vene

polmonari, non ci sono valvole.

Le arterie fanno fluire il sangue in direzione centrifuga e le vene in direzione centripeta.

La presenza di valvole conferisce unidirezionalità al flusso di sangue. Il funzionamento delle valvole è

passivo, si aprono e si chiudono seguendo i gradienti pressori. Lo spessore della parete delle camere

cardiache è proporzionale alla pressione che ogni camera sviluppa: sottile negli atri, più spesso nel

ventricolo destro, molto più spesso nel ventricolo sinistro.

Il muscolo del cuore è chiamato miocardio, è un muscolo striato involontario, esternamente è rivestito

da una lamina connettivale chiamata epicardio, internamente da un endotelio chiamato endocardio.

Le cellule muscolari del miocardio si chiamano miocardiociti. 30

CUORE

MIOCARDIOCITI

Sono le cellule del muscolo cardiaco e distinguiamo in base alla funzione:

1. Fibre del miocardio comune: sono le fibre da lavoro, sono quelle che si contraggono a seguito di un

potenziale d’azione. Le fibre da lavoro sono costituite da miocardiociti comuni, insieme formano la

fibra muscolare.

2. Fibre del miocardio specifico di eccitamento: sono dotate di autoeccitabilità, generano

spontaneamente il potenziale d’azione.

3. Fibre del miocardio specifico di conduzione: sono dotate di elevata velocità di conduzione per

garantire la propagazione rapida del potenziale d’azione a tutte le parti del cuore. Come le

precedenti sono formate da miocardiociti modificati che possono essere specializzati

nell’eccitamento o nella conduzione.

MIOCARDIOCITI COMUNI

Hanno un diametro di 20mcm, sono mononucleati e hanno un alto numero di mitocondri, contenuti in

essi ci sono i sarcomeri e pertanto definiamo il miocardio come striato.

La caratteristica più importante del miocardio comune è che i miocardiociti comuni sono ramificati e

interconnessi tra loro grazie ai dischi intercalari. I dischi intercalari sono le zone di contatto e di

adesione tra le estremità di miocardiociti comuni contigui. Nei dischi intercalari sono contenute:

1. Giunzioni comunicanti: anche chiamate gap junction, permettono ai segnali elettrici di passare

rapidamente da cellula a cellula.

2. Giunzioni aderenti: sono giunzioni molto forti che connettono il citoscheletro di due cellule

contigue.

Questi due tipi di giunzioni cellulari portano a un’organizzazione complessiva del tessuto muscolare

cardiaco a sincizio funzionale, questo è un’organizzazione che permette ai miocardiociti comuni di

1

funzionare come una singola robusta e comunicante unità strutturale. Le membrane plasmatiche

separano individualmente le cellule dalle altre ma grazie ai dischi intercalari permettono il

trasferimento di forza da cellula a cellula. I miocardiociti comuni insieme vanno a formare la fibra

muscolare che è il tessuto contrattile del cuore.

MIOCARDIOCITI SPECIFICI

Sono cellule muscolari modificate e prive di attività contrattile, queste cellule vanno a costituire:

1. Tessuto nodale autoeccitabile: è presente nel:

a. Nodo senoatriale (NSA): nel solco tra vena cava superiore e atrio destro. 31

Il tessuto del muscolo scheletrico è un vero e proprio sincizio, le cellule sono multinucleate perché originate dalla

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fusione di più miociti. Il miocardio è invece un sincizio funzionale, i miocardiociti sono cellule uniche e mononucleate, ma

grazie ai dischi intercalari acquisiscono proprietà di un sincizio chiamato funzionale.

CUORE

b. Nodo atrioventricolare (NAV): vicino allo sbocco del seno coronario nella giunzione tra atrio

e ventricolo destro.

2. Tessuto di conduzione: è presente nel:

a. Tratti internodali: conducono l’impulso dal NSA agli

atri e al NAV

b. Fascio di HIS: conduce l’impulso dagli arti ai

ventricoli attraverso lo scheletro fibroso, è situato nel

setto interventricolare.

c. Branche destra e sinistra: ramificate dal fascio di HIS,

conducono l’impulso rispettivamente all’apice dei

due ventricoli.

d. Fibre del Purkinje: ramificate dalle branche,

conducono l’impulso verso la parete dei rispettivi

ventricoli, dall’apice verso la base.

Proprietà funzionali del tessuto cardiaco:

1. Eccitabilità (batmotropismo): proprietà di rispondere ad uno stimolo quale il potenziale d’azione, a

cui segue una contrazione. Le cellule del tessuto nodale presentano un automatismo

dell’eccitabilità, ovvero si eccitano in modo automatico, generano il PA in modo automatico.

2. Ritmicità (cromotropismo): proprietà di eccitarsi ritmicamente e spontaneamente. È dovuta a una

caratteristica intrinseca di gruppi di cellule pacemaker ed è indipendente da influenze esterne

(nervose o ormonali) le quali però possono modularla. Il ritmo cardiaco normale origina dal nodo

senoatriale, detto appunto ritmo sinusale.

3. Conducibilità (dromotropismo): è la proprietà del tessuto cardiaco di condurre e propagare

ordinatamente l’eccitazione insorta nel NSA, tale propagazione nel cuore è agevolata dall’essere un

sincizio funzionale.

4. Contrattilità (inotropismo): è la capacità di rispondere al potenziale d’azione con una contrazione.

ATTIVITÀ ELETTRICA DEL CUORE

Le cellule del tessuto nodale, le cellule del tessuto di conduzione e le cellule del miocardio di lavoro

hanno differenti caratteristiche elettrofisiologiche, pertanto hanno potenziali di azione diversi. In altre

parole, si registrano due tipi principali di potenziale d’azione cardiaci, chiamati anche risposte:

1. Risposta lenta: si registra nel nodo senoatriale e nel nodo atrioventricolare (cellule nodali).

2. Risposta rapida: si registra nei miocardiociti comuni atriali e ventricolari e nelle fibre di conduzione

atriali e ventricolari (tratti internodali, HIS e Purkinje).

Genesi della risposta lenta, potenziale d’azione cardiaco nel tessuto nodale:

Le cellule del tessuto nodale hanno la caratteristica dell’automaticità,

riescono a generare in modo automatico il potenziale d’azione che detta

il ritmo cardiaco. Definiamo l’insieme di queste cellule pacemaker

cardiaco.

Fase 4 – Potenziale di riposo, potenziale pacemaker

Il potenziale di riposo nella cellula nodale è instabile, tende da solo a

crescere verso voltaggi maggiori, definiamo questo potenziale di riposo

come potenziale pacemaker. Questo potenziale perpetuamente instabile

va da un voltaggio di -60mV e cresce fino al valore soglia.

I canali fondamentali nel determinare il potenziale pacemaker sono: 32

CUORE

1. Canali funny: canali specifici principalmente per il Na , si attivano quando il potenziale scende

+

sotto a valori di -50mV. La loro attivazione determina l’entrata di sodio e la membrana aumenta di

voltaggio. Questa è chiamata corrente funny.

2. Canali per il Ca di tipo T: sono dei canali ionici a basso voltaggio, si attivano quando il potenziale

++

raggiunge un valore di circa -55mV, a questo si genra una corrente transitoria del calcio che entra

nella cellula aumentandone il voltaggio (T sta per transient).

3. Canali per il K : all’inizio del potenziale pacemaker è ancora presente una corrente del potassio in

+

uscita, questi canali non si sono ancora chiusi dal ciclo precedente. Il potassio che inizialmente

esce dalla cellula contrasta l’entrata degli altri cationi (Na e Ca ), la depolarizzazione quindi

+ ++

avviene più lentamente in questa prima fase. Quando i canali del K si chiudono, le due correnti

+

cationiche in entrata prevalgono e la membrana si depolarizza fino al valore soglia di -40mV.

Questa depolarizzazione spontanea del potenziale pacemaker è chiamata depolarizzazione diastolica.

Fase 0 – Depolarizzazione lenta

Una volta raggiunto il potenziale soglia, grazie ai canali descritti sopra, si innesca il potenziale d’azione.

Questa depolarizzazione lenta dipende dalla lenta entrata del calcio, i canali che lo conducono sono:

Canali del Ca di tipo L (long lasting): sono canali voltaggio dipendenti e si attivano al valore soglia.

++

· Questi canali hanno la caratteristica peculiare di avere una bassa conduttanza e pertanto il calcio

entra ma lentamente. Con l’apertura di questi canali si genera una lente corrente di calcio che entra

dentro la cellula, la membrana si depolarizza fino ad un valore di circa +20mV, a questo valore si

inattivano e si entra nel periodo di refrattarietà assoluta. Durante la fase finale della

depolarizzazione lenta iniziano ad aprirsi anche i canali del potassio, ma il flusso del calcio è

nettamente superiore.

Fase 3 – Ripolarizzazione

Canali del K : dopo la chiusura dei canali del calcio la conduttanza del potassio arriva a valori massimi,

+

si genera così una corrente di potassio che esce dalla cellula portando fuori cariche positive così la

membrana si ripolarizza verso valori negativi di -60mV. Questi canali iniziano ad attivarsi gradualmente

durante la fase 4 del potenziale pacemaker. Per ristabilire i gradienti agiscono le pompe sodio-potassio

e calcio ATP-dipendenti. Dopo la ripolarizzazione si aprono i canali fun