Aritmie, Farmacologia e farmacoterapie

Nozioni generali sul cuore

Struttura del cuore

Il cuore è diviso in due sezioni, sinistra e destra. Gli atri sono camere a pareti sottili che ricevono il sangue che ritorna al cuore dalle vene cave nel caso dell'atrio destro e dalle vene polmonari nel caso dell'atrio sinistro. Il sangue passa poi nei rispettivi ventricoli. All'entrata e all'uscita di ogni ventricolo sono presenti delle valvole:

• Valvola atrio-ventricolare (AV) del cuore destro (tricuspide), valvola atrio-ventricolare del cuore sinistro (bicuspide o mitrale)
• Valvole semilunari: valvole localizzate tra ventricolo destro e tronco comune dell'arteria polmonare, definite valvole polmonari, e valvole localizzate tra ventricolo sinistro e aorta, definite valvole aortiche

Le pareti del cuore sono costituite da tre strati dove quello intermedio è rappresentato dal miocardio, composto da cellule muscolari cardiache. La superficie interna del miocardio è detta endocardio (che forma la parete interna di atri e ventricoli), mentre la superficie esterna è detta pericardio (dove perfondono i vasi coronarici).

Ciclo cardiaco

Diastole

Parte dalla fase di riempimento ventricolare. Quando la pressione intraventricolare scende al di sotto di quella atriale, il gradiente pressorio instauratosi provoca l'apertura delle valvole AV e dà inizio al riempimento ventricolare. La contrazione atriale si verifica alla fine della fase di riempimento ventricolare.

Sistole

L'inizio della contrazione ventricolare segna l'inizio della sistole. La pressione del sangue nei ventricoli sale velocemente superando quella atriale e provocando una momentanea inversione del flusso di sangue che però non riesce a tornare all'atrio per la chiusura delle valvole, dovuta all'inversione di pressione. Quando la frequenza cardiaca aumenta, il tempo a disposizione per il riempimento ventricolare si riduce.

Potenziale d'azione cardiaco

Come tutte le cellule muscolari, anche quelle miocardiche possiedono una membrana capace di generare potenziali d'azione. Il potenziale si divide in cinque fasi:

• Fase 0: fase di rapida salita di potenziale che causa depolarizzazione rapida (da -80/-90 a +30 mV) dovuta al flusso verso l'interno di Na+ attraverso i suoi canali selettivi, si ha anche una diminuzione della permeabilità al K+. Durata complessiva 1-2 ms
• Fase 1: diminuzione della permeabilità al sodio (chiusura canali) con conseguente modesta ripolarizzazione che diminuisce di poco il valore del potenziale. In piccola parte si ha anche l'apertura dei canali Ca2+ (in entrata) e fuoriuscita di K+.
• Fase 2: plateau, durante questa fase si ha l'ingresso di ioni Ca2+ dai canali del calcio di tipo L (long-lasting), fuoriuscita di K+, mentre la permeabilità al sodio risulta ridotta. Infatti solo piccole quantità riescono a passare attraverso i canali del calcio (simili al sodio). L'equilibrio di questi ioni è determinante per la durata complessiva del potenziale.
• Fase 3: verso la fine del plateau si diminuisce la permeabilità al calcio e aumenta quella del potassio verso l'esterno portando una rapida ripolarizzazione che riporta il potenziale ai livelli di riposo.
• Fase 4: periodo in cui il potenziale di membrana rimane stabile grazie all'intervento della pompa Na+/K+ (3Na+:2K+), dallo scambiatore Na/Ca e dalla Ca-ATPasi del reticolo sarcoplasmatico; provocando soprattutto grazie alla pompa Na-K una corrente netta in uscita.

Le varie fasi sono associate a periodi di refrattarietà dove il muscolo non può essere stimolato nuovamente. La durata del fenomeno elettrico e meccanico corrispondono e impediscono che il muscolo possa contrarsi nuovamente prima di essersi rilasciato.

Nota bene: le cellule del NSA (nodo senoatriale) e del NAV (nodo atrio-ventricolare) hanno un potenziale di riposo meno negativo (-50/-60 mV) rispetto a quelle del miocardio. La fase 0 è più lenta, dovuta principalmente all'ingresso di calcio (e non di Na+), la fase 4 mostra una depolarizzazione diastolica dove il potenziale ritorna a valori meno negativi fino all'apertura dei canali del Ca2+ generando un nuovo potenziale d'azione. Essendo più lento il recupero dall'inattivazione dei canali del Ca rispetto al Na+, il periodo refrattario delle cellule del NSA e NAV è più lungo. È dunque la pendenza della fase 4 a stabilire la frequenza del ritmo spontaneo.

Attivazione e frequenza cardiaca

Il cuore non possiede un'innervazione simile a quella del muscolo scheletrico, infatti le cellule cardiache comunicano tra loro direttamente e il muscolo cardiaco assume la funzione che nel muscolo scheletrico svolgono i nervi. Per questo il cuore può essere stimolato a contrarsi in un solo punto e il messaggio verrà trasmesso al resto della muscolatura cardiaca. Il punto del cuore dal quale nasce lo stimolo che avvia l'attività cardiaca viene chiamato pacemaker che, in condizioni normali, è rappresentato dal nodo senoatriale (NSA) presente nell'atrio destro e contenente cellule muscolari specializzate.

La frequenza del NSA è soggetta al controllo del sistema nervoso autonomo, dove il parasimpatico (Ach) riduce la frequenza di depolarizzazione diastolica, ovvero le cellule pacemaker impiegano più tempo per raggiungere la soglia, diminuendo così la frequenza cardiaca, mentre il simpatico (adrenalina) accelera la depolarizzazione diastolica, ovvero diminuisce il tempo per raggiungere la soglia aumentando così la frequenza.

L'attività ritmica del NSA viene dapprima condotta attraverso la muscolatura dell'atrio destro e poi in quella del sinistro. La conduzione da cellula a cellula nel miocardio è resa possibile dalla bassa resistenza intercellulare dovuta alla presenza di dischi intercalari. La conduzione attraverso gli atri è veloce. Nella porzione inferiore dell'atrio destro è presente il nodo atrioventricolare (NAV) dove il flusso elettrico viene rallentato affinché gli atri finiscano di contrarsi prima della contrazione ventricolare.

Il flusso elettrico procede nel tronco comune o fascio di His, caratterizzato da una conduzione rapida. Il tronco comune si divide in due branche, una per ciascun ventricolo, e a loro volta si trasformano in una rete di fibre di Purkinje distribuite su tutta la parete endocardica dei ventricoli. Dalle fibre di Purkinje l'impulso viene trasmesso alle fibre muscolari delle pareti ventricolari e ne stimola la contrazione.

Elettrocardiogramma

Registrazioni sulla superficie corporea di piccole correnti trasformate in tracciato. La cosiddetta onda P è provocata dalla depolarizzazione della muscolatura atriale, il complesso QRS è causato dalla depolarizzazione dei ventricoli, l'onda T è il risultato della ripolarizzazione dei ventricoli (avviene insieme alla ripolarizzazione atriale). L'ECG è solo una registrazione di variazione di voltaggio nel tempo.

Casi: se un'onda P non è seguita da un complesso QRS, allora si può dedurre che la conduzione tra muscolatura atriale e ventricolare sia bloccata in qualche punto. Se il complesso QRS risulta prolungato o di forma anomala, si può dedurre che alcune zone ventricolari vengono attivate più tardi con conseguente difetto della conduzione ventricolare. Un ritardo tra onda P e complesso QRS significa molto probabilmente che la conduzione AV è più decrementale del normale.

Aritmie

La frequenza fisiologica del cuore è di 70 battiti al minuto. La frequenza del cuore varia in risposta alle richieste fisiologiche. Quando la frequenza di riposo è molto bassa (<60 battiti al minuto), si parla di bradicardia, mentre se la frequenza a riposo è elevata (>100 battiti al minuto), si parla di tachicardia. Di solito queste sono provocate da modificazioni dell'attività pacemaker del NSA, blocchi di conduzione con conseguente bradicardia; un'attività pacemaker anomala in punto diverso dal NSA può causare tachicardia.

Le aritmie cardiache in generale possono essere distinte in due grandi gruppi:

• Anomalie della genesi dell'impulso:
  • Aumentato automatismo (battito automatico): alterazione delle strutture pacemaker (NSA, NAV, Purkinje) che presentano nella fase 4 una depolarizzazione diastolica. Poiché la frequenza intrinseca di queste cellule dipende dalla pendenza della curva di fase 4, fattori che agiscono su questa fase possono aumentare, diminuire o rendere anomalo l'automatismo. Fattori che aumentano l'automatismo sono la stimolazione dei recettori beta adrenergici (adrenalina), ipokalemia, stiramento meccanico. Fattore che diminuisce l'automatismo è l'acetilcolina che riduce la frequenza riducendo la velocità della fase 4 e iperpolarizza la cellula.
  • Triggered activity: in condizioni fisiopatologiche un potenziale d'azione può essere interrotto nella fase di ripolarizzazione rapida da una depolarizzazione oppure a ripolarizzazione completa da oscillazione di potenziale di membrana. Questi post potenziali vengono definiti rispettivamente post-potenziali precoci (early after depolarizations EAD) e tardivi (delayed after depolarizations DAD). Queste anomale depolarizzazioni possono dar luogo a un'attività automatica che si può automantenere nel tempo. Le DAD sono dovute a un sovraccarico di calcio che, se raggiungono la soglia per la depolarizzazione, possono avere uno o più battiti triggered (aumentata frequenza cardiaca). Le EAD sono dovute a un prolungamento della durata del potenziale d'azione e si verificano quando la frequenza cardiaca è diminuita.