Apparato circolatorio

Apparato cardiovascolare: il cuore (Cap. 21)

Struttura del cuore

Il cuore è un organo di dimensioni limitate, ha 4 camere: atrio destro, atrio sinistro, ventricolo destro, ventricolo sinistro; questi lavorano insieme per pompare il sangue attraverso una estesa rete di vasi sanguigni che connette cuore e tessuti periferici. La rete può essere suddivisa in due circoli distinti:

• Circolo polmonare: conduce sangue ricco di anidride carbonica dal cuore alle superfici deputate agli scambi gassosi dei polmoni e riporta il sangue ricco di ossigeno al cuore.
• Circolo sistemico: trasporta in sangue ricco di ossigeno dal cuore alle cellule dei tessuti periferici e riporta al cuore sangue ricco di anidride carbonica.

L’atrio destro riceve il sangue dal circolo sistemico e il ventricolo destro lo spinge nel circolo polmonare; l’atrio sinistro raccoglie il sangue dal circolo polmonare e il ventricolo sinistro lo invia al circolo sistemico. Quando il cuore batte, prima si contraggono gli atri e subito dopo i ventricoli; i due ventricoli si contraggono insieme ed espellono una quantità di sangue analoga nei circoli polmonare e sistemico.

Ogni circolo ha inizio e fine all’interno del cuore. Le arterie trasportano il sangue lontano dal cuore mentre le vene lo riportano al cuore. I capillari sono piccoli vasi a parete sottile che connettono arterie e vene di piccolo calibro, sono definiti vasi di scambio perché la sottile parete permette lo scambio di sostanze nutritive, di gas disciolti e di prodotti di rifiuto tra il sangue e i tessuti circostanti.

Pericardio

Il cuore si trova nella porzione intermedia del mediastino (spazio virtuale che accoglie inoltre timo, esofago e trachea), immediatamente dietro lo sterno contenuto all’interno della cavità pericardica situata tra le cavità pleuriche. La membrana sierosa che riveste la cavità pericardica è detta pericardio. Immaginando di spingere un pugno sul polo superiore di un palloncino, la parete del palloncino rappresenta il pericardio mentre il pugno il cuore. Il pericardio può essere suddiviso in:

• Pericardio viscerale: la porzione di "palloncino" a contatto con il pugno, con in nome di epicardio riveste la superficie esterna del cuore.
• Pericardio parietale: la restante porzione di palloncino, riveste la superficie interna del pericardio fibroso.

Il punto in cui il palloncino si introflette, corrispondente al polso, rappresenta la base del cuore (così definita perché rappresenta la sede di emergenza dei principali vasi sanguigni oltre al limite del mediastino). Il tessuto connettivo lasso del pericardio viscerale o epicardio è adeso al sottostante miocardio, mentre la membrana sierosa del pericardio parietale è rinforzata esternamente da tessuto connettivo irregolare denso contenente molte fibre collagene definito pericardio fibroso.

I due pericardi, quello parietale e quello fibroso, nell’insieme formano il sacco pericardico. Le fibre collagene del pericardio fibroso, a livello della base del cuore, hanno la funzione di rendere stabili all’interno del mediastino pericardio, cuore e grandi vasi ad esso associati.

La cavità pericardica è il sottile spazio delimitato da pericardio parietale e pericardio viscerale, contiene il liquido pericardico secreto dalle sierose pericardiche, ha azione lubrificante e di riduzione dell’attrito tra le superfici opposte. Il rivestimento pericardico permette lo scivolamento delle superfici durante la contrazione cardiaca e le fibre collagene che uniscono la base del cuore al mediastino limitano i movimenti dei vasi principali.

Struttura della parete cardiaca

La parete del cuore è strutturata da tre strati distinti:

• Epicardio: corrisponde al pericardio viscerale e riveste la superficie esterna del cuore. È una membrana sierosa che riveste uno strato di tessuto connettivo areolare di supporto.
• Miocardio: è costituito da strati di tessuto muscolare cardiaco, tessuto connettivo, vasi sanguigni e nervi. Il miocardio atriale è sottile e contiene strati che si dispongono a formare un 8 nel circondare gli sbocchi dei vasi venosi nell’atrio. Il miocardio ventricolare, invece, è molto più spesso, gli strati muscolari superficiali dei ventricoli avvolgono entrambi i ventricoli mentre gli strati più profondi si dispongono a spirale a partire dalla base verso l’estremità, o apice, del cuore.
• Endocardio: epitelio pavimentoso semplice che riveste la superficie interna del cuore, comprese le valvole. Questo epitelio continua con l’endotelio dei vasi.

Tessuto muscolare cardiaco

Le cellule muscolari cardiache, o miocarditi, sono piccole e presentano un unico nucleo posizionato al centro. Le fibrocellule muscolari cardiache sono molto più piccole rispetto alle fibre scheletriche. Ognuna possiede miofibrille organizzate e un aspetto striato conferito dall’allineamento dei sarcomeri. Esistono differenze significative tra muscolo cardiaco e muscolo scheletrico:

• I miocardiociti sono dipendenti dalla respirazione aerobica per la sintesi di ATP necessario per la contrazione. Il sarcoplasma contiene mitocondri e una riserva di mioglobina per immagazzinare ossigeno. Le riserve energetiche vengono conservate sotto forma di inclusioni di glicogeno e lipidi.
• I corti tubuli dei miocardiociti non formano triadi con il reticolo sarcoplasmatico.
• L'apporto vascolare del miocardio è superiore a quello delle fibre muscolari scheletriche rosse.
• La contrazione del miocardio è indipendente dallo stimolo nervoso.
• I miocardiociti sono uniti mediante giunzioni cellulari specializzate dette dischi intercalari.

Dischi intercalari

Le fibrocellule cardiache sono unite da giunzioni specializzate, i dischi intercalati, che hanno un aspetto dentellato dovuto al rapporto tra le membrane opposte al sarcolemma. A livello di un disco intercalare:

• Le membrane cellulari di due miocardiociti sono unite da desmosomi, giunzioni cellulari costituite da un sottile strato di proteoglicani rinforzato da una rete di filamenti intermedi che tengono unite le cellule. Queste connessioni contribuiscono a stabilizzare la posizione.
• Le miofibrille di due miocardiociti sono strettamente ancorate alla membrana dei dischi intercalari, i quali formano un ponte che lega le miofibrille in modo tale da permettere alle cellule muscolari di contrarsi insieme.
• I miocardiociti a livello di un disco intercalare presentano delle giunzioni comunicanti che consentono la diffusione di ioni e piccole molecole da una cellula all’altra creando così una connessione elettrica diretta.

Poiché i miocardiociti sono connessi tra loro dal punto di vista meccanico, chimico e fisico, la contrazione di ogni cellula provoca la contrazione delle altre, la contrazione si propaga così attraverso tutto il miocardio. Per questo motivo il muscolo cardiaco è considerato un sincizio funzionale.

Scheletro fibroso

Il tessuto connettivo del cuore è costituito da fibre elastiche e collagene. Ogni miocardiocita è avvolto da un rivestimento resistente ed elastico mentre le cellule adiacenti sono unite per mezzo di legami crociati fibrosi. Ciascuno strato possiede un rivestimento fibroso, e guaine fibrose separano gli strati muscolari superficiali da quelli profondi. Questi strati di tessuto connettivo sono continui con le bande di tessuto fibroelastico che circonda le origini del tronco polmonare e dell’aorta e costituiscono la base per le valvole cardiache. Tale impalcatura di tessuto connettivo viene definita scheletro fibroso del cuore.

Funzioni dello scheletro fibroso

• Stabilizzare la posizione dei miocardiociti e delle valvole.
• Assicurare un sostegno fisico ai miocardiociti, ai vasi e ai nervi del miocardio.
• Distribuire le forze di contrazione.
• Fornire l’elasticità necessaria perché il cuore, al termine della contrazione, ritorni alla forma originaria.
• Isolare le fibre muscolari atriali dalle fibre muscolari ventricolari. Questo isolamento è essenziale per la coordinazione della fase del ciclo cardiaco.

Orientamento e anatomia di superficie del cuore

Il cuore è:

• Leggermente spostato a sinistra rispetto alla linea mediana: il cuore si trova nel mediastino, tra i due polmoni. Poiché si trova leggermente a sinistra, l’impronta lasciata sulla superficie mediale del polmone sinistro è maggiore rispetto a quella sul polmone destro. La base corrisponde alla porzione più ampia del cuore, da cui emergono i grossi vasi del circolo sistemico e polmonare. La base comprende sia le origini dei vasi principali sia le superfici superiori dei due atri, questa è localizzata a livello della terza cartilagine costale. L’apice corrisponde invece all’estremità arrotondata del cuore e raggiunge il quinto spazio intercostale.
• Forma un angolo obliquo con l’asse longitudinale del corpo. La base forma il margine superiore del cuore. L’atrio destro forma il margine destro mentre il ventricolo sinistro più una piccola porzione dell’atrio sinistro formano il margine sinistro. Il margine sinistro prosegue fino all’apice dove incontra il margine inferiore, costituito dalla porzione inferiore del ventricolo destro.
• È leggermente ruotato verso il lato sinistro.