Cardiologia

Patologia integrata - il cuore

Ripasso di fisiologia

Il cuore è un sincizio funzionale ossia le cellule (miocardiociti) mantengono ciascuna una loro individualità ma, tramite gap junction, hanno un citoplasma virtualmente comune e le alterazioni di una cellula sono condivise dalle cellule circostanti. A riposo, la cellula presenta una concentrazione interna di K+ di 140mM che tenderebbe ad uscire ma è mantenuta dalla pompa sodio potassio che, per ogni ATP consumato, porta all’esterno 3 ioni sodio e all’interno 2 ioni potassio. Per tale motivo un galvanometro applicato al versante interno ed esterno della cellula rileva una differenza di potenziale di -90mV con polo negativo interno.

Potenziale del miocardio di lavoro

• Fase 0: Depolarizzazione. Il sodio, che si trova concentrato 140mM all’esterno e 15mM all’interno, entra molto rapidamente nella cellula tramite i canali transfert outward, innesca il potenziale una depolarizzazione che supera il potenziale di soglia di -55mV, fino a raggiungere un potenziale di +20.
• Fase 1: Ripolarizzazione precoce è una leggera deflessione negativa dovuta a ingresso di cloro e uscita di potassio.
• Fase 2: Fase di plateau. Attraverso i canali L entra moltissimo calcio dentro la cellula che innesca la contrazione. Escono contemporaneamente ioni K+ tramite i canali delayed rectifier.
• Fase 3: Ripolarizzazione lenta: chiusi i canali del calcio, c’è uscita dapprima lenta e poi veloce di K+ che ripristinano il potenziale a -90mV.
• Fase 4: Il ritorno alla condizione di riposo è realizzata dalla pompa Na+/K+, lo scambiatore Na+/Ca²⁺ (espelle uno ione calcio sfruttando il gradiente di 3 sodio in ingresso) e una pompa Ca²⁺ ATPasi.

Potenziale d’azione delle cellule pacemaker

Questo potenziale d’azione è calcio dipendente. Le cellule pacemaker hanno un potenziale di membrana a riposo di -60 mV (più positivo di un potenziale di quello del lavoro). Hanno una ripolarizzazione diastolica spontanea che è mediata dalla corrente funny dei canali HCN, a -40 ci si arriva tramite le correnti cationiche che abbiamo detto, giunto a questo livello la fase 0 che non è sodio Na, bensì ai canali Ca che entra, non c’è plateau, la fase 3 è sempre per K che esce. La fase 0 del miocardio di lavoro coincide col picco del miocardio di conduzione.

Refrattarietà

• Refrattarietà assoluta: Se stimolo il miocardio di lavoro dalla fase 0 fino a -50 mV della fase 3, non ho nessun tipo di risposta.
• Periodo refrattario effettivo: Copre tutta l'assoluta. Se lo stimolo da -50 e -60 mV della fase 3, se applico uno stimolo molto forte, non ho un p d’az, ma ho comunque una risposta localizzata.
• Periodo refrattario relativo: Successivo alla fine dell’effettivo fino al ripristino del potenziale d’equilibrio, durante il quale uno stimolo evocherà una risposta anomala.
• Periodo super normale: Successivamente al ripristino di -90 mV, se somministro alla cellula un potenziale che le fa raggiungere -55mV, questa genererà un classico potenziale d’azione.

Sistema di conduzione del cuore

Nodo senoatriale

È dotato di automatismo, le cellule sono stipate a livello dello sbocco della vena cava. Le cellule si chiamano cellule P, sono cellule che devono generare impulso e non contrarsi, attraverso le cellule transizionali che veicolano il segnale elettrico verso il nodo atrio-ventricolare. Queste vie preferenziali sono detti tratti internodali, non sono dei veri e propri tratti di conduzione, ma sono solo 3 fasci dove i miociti sono più stipati, dunque qui viaggiano più velocemente. Il nodo senoatriale è irrorato per il 60% dalla coronaria destra e dal 40% dalla circonflessa. Vi giungono anche fibre simpatiche e parasimpatiche.

Nodo atrioventricolare

Ha una funzione di segnapassi secondario, poiché anche lui ha automatismo, anche detto segnapassi sussidiario. La seconda funzione è quella di rallentare l’impulso perché questo rallentamento dà luogo agli atri di completare la contrazione, e che le valvole rimangano ancora aperte e che ci sia passaggio di sangue; inoltre è fondamentale per preservare i ventricoli, poiché se partono aritmie molto veloci, impedisce che tali scariche raggiungano il ventricolo, proteggendolo da eventuali danni. Quando il segnale raggiunge il NAV, allora siamo sull’ECG appena dopo l’onda P a cui segue un ECG isoelettrico perché non c’è depolarizzazione di nessuna cellula e avviene il fenomeno del rallentamento.

Fascio di His

Si sdoppia in una branca sinistra e in una branca destra. Quando il segnale passa di qui, noi abbiamo sempre una linea isoelettrica. La depolarizzazione dei ventricoli indicata dal complesso QRS parte dall’endocardio e poi termina all’epicardio. A seguire la ripolarizzazione ventricolare.

ECG

L’ECG è la somma di tutti i potenziali d’azione dei cardiomiociti.

• Onda P: Depolarizzazione atriale.
• Intervallo PR: (o PQ) Passaggio dal nodo atrio ventricolare al nodo senoatriale.
• Complesso QRS: Depolarizzazione ventricolare. L’onda Q piccola e negativa corrisponde alla depolarizzazione del setto interventricolare; l’onda R ampia positiva corrisponde alla depolarizzazione del ventricolo sinistro; l’onda S piccola e negativa corrisponde alla depolarizzazione della porzione più craniale e posteriore del ventricolo sinistro.
• Tratto ST: Tutte le cellule del miocardio ventricolare sono depolarizzate.
• Onda T: Ripolarizzazione ventricolare.
• Intervallo QT: Sistole elettrica. Depolarizzazione e ripolarizzazione ventricolare.
• Onda U: Ripolarizzazione delle cellule del Purkinje (non sempre visibile).

A riposo, la membrana è polarizzata negativamente internamente e positivamente esternamente. L’ECG rileva un’onda piatta. La depolarizzazione. La differenza di potenziale tra il miocardio che è già stato depolarizzato e quello che è a riposo, che deve ancora essere depolarizzato, crea un dipolo che crea un vettore che è registrato dal QRS, quando tutto è stato depolarizzato tutto il dentro è positivo e tutto il fuori è negativo, dunque non c’è differenza di potenziale, il vettore è nullo e c’è linea piatta tra QRS e onda T, segue l’onda T che è comunque positiva perché la ripolarizzazione che inizia prima nell’epicardio. A livello dell’endocardio grava la pressione intracavitaria, che per effetto meccanico dà dei periodi di refrattarietà più lunghi dell’epicardio, ed ecco perché la ripolarizzazione inizia prima nell’epicardio e poi ritorna sull’endocardio. Siccome la corrente elettrica va dal negativo al positivo, allora il vettore va comunque dall’endocardio all’epicardio, dunque ho comunque un’onda positiva T.

La velocità della carta è di 25 mm/s. 1 mV dà segnale di 10 mm. Ogni quadratino da 1mm dura 0,04 s e ogni quadratone da 5 mm dura 0,2 s, dunque cinque quadrati grandi corrispondono a 1 secondo.

Onda P dura 0,06-0,10 s e ampiezza 0,1-0.25 mV

PQ: 0,12-0,20 s

QRS: 0,06-0,10 s

T: è sempre concordante con QRS dura 0,18-0,20 s

Le derivazioni

Per ottenere un ECG completo, si poggiano sul corpo del paziente 4 elettrodi periferici su polsi e caviglie e 6 precordiali sopra il cuore, di modo da registrare 12 derivazioni:

Bipolari

1. Derivazioni degli arti DI, DII, DIII (standard) Le prime a essere studiate sono le bipolari di Einthoven. Gli elettrodi che si devono applicare sono uno rosso sempre negativo al braccio destro, uno giallo dall’interpretazione variabile al braccio sinistro, uno verde sempre positivo sulla gamba sinistra e uno nero sulla gamba destra per la messa a terra. Le derivazioni sono DI ottenuta con il polo negativo sul braccio destro e il polo positivo sul braccio sinistro, l’asse ottenuto è orizzontale ad angolo 0°; la DII ottenuta con il polo negativo al braccio sinistro e il polo positivo sulla gamba sinistra e l’asse che si forma un angolo di +60°; la DIII si ottiene con il polo negativo sul braccio sinistro e il polo positivo sulla gamba sinistra ottenendo così un asse orientato di +120°. L’elettrodo positivo registrerà una deflessione positiva se si vede il vettore avvicinarsi con la punta. La legge di Einthoven dice che conoscendo almeno 2 proiezioni del vettore cardiaco su due derivazioni possiamo essere in grado di ricreare con la regola del parallelogramma il vettore originale e dunque conoscere di riflesso anche la terza derivazione.

Unipolari

2. Derivazioni degli arti aVR, aVL, aVF Prevede un elettrodo negativo ottenuto dall’unione di 2 arti e l’elettrodo positivo sul terzo arto mancante, il punto è che si ottenevano delle differenze di potenziale poco ampie così si è ricorso a un artificio ossia collegare l’elettrodo negativo a una resistenza di 5000 ohm e poi collegare direttamente quello positivo, così che il potenziale di riferimento non fosse 0 e così queste derivazioni hanno una “a” davanti per segnalare che sono aumentate. aVR: elettrodo negativo da braccio e gamba sinistra, polo positivo sul braccio destro, si ottiene una derivazione inclinata di -150°; aVL: elettrodo negativo da braccio destro e gamba sinistra, elettrodo positivo su braccio sinistro, si ottiene una derivazione di -30°; aVF: elettrodo negativo da braccio destro e sinistro, elettrodo positivo sulla gamba sinistra, l’asse che si ottiene è inclinato di 90°.

Precordiali

3. Derivazioni V1, V2, V3, V4, V5, V6
   • V1: 4° spazio intercostale linea marginosternale di destra
   • V2: 4° spazio intercostale linea marginosternale di sinistra
   • V3: tra V2 e V4
   • V4: 5° spazio intercostale linea emiclaveare sinistra
   • V5: 5° spazio intercostale linea ascellare anteriore sinistra
   • V6: linea ascellare media

   V1 e 2, vedendo il vettore di depolarizzazione andare posteriormente, inferiormente e verso sinistra, hanno un QRS negativo perché se lo vedono allontanare; invece V5 e V6 se lo vedono avvicinare dunque avranno QRS positivo. V3 e V4 vedono proprio il passaggio (zona di transizione) e il QRS avrà tanta deflessione positiva quanta negativa.

Anomalie dell’onda P

Ingrandimento dell’atrio di sinistra: il vettore di sinistra mi aumenta, siccome è quello che determina la parte finale, l’onda mi viene ad M e aumenta la durata dell’onda P (onda P mitralica) perché la causa più frequente è la stenosi mitralica. Ingrandimento dell’atrio destro mi fa aumentare l’ampiezza dell’onda P (superiori a 2,5 mm), ma non la durata. Siccome la causa più comune è patologie polmonari, allora si dice P polmonare. Bisogna trovare la derivazione isodifasica ossia quella dove l’onda QRS va tanto su quanto giù che dovrebbe essere la D2, infatti in situazioni normali abbiamo un vettore cardiaco medio che segue questo asse di 30°, ma in condizioni patologiche, se vedo che tale isodifasia sul D2 non c’è, allora vuol dire che l’asse è deviato e dare patologie che si chiamano deviazioni assiali patologiche.

• Ventricolo sinistro ipertrofico: Il vettore si sposta a sinistra e aumenta la sua ampiezza, QRS molto alti. La S in V1 e la R in V5 o 6 superiore a 35 mm allora posso parlare di ipertrofia ventricolare. Se il tratto S-T in V5 o V6 è negativa è segno di elevata pressione endocarica nel ventricolo sinistro e segno di sovraccarico sistolico. Le cause possono essere stenosi aortica, oppure ipertensione sinistra.
• Ipertrofia ventricolare destra: In I la parte negativa di QRS è maggiore della positiva e se il III è maggiore della II allora la deviazione c’è. QRS più a V.

Disturbi della conduzione

Il blocco di branca che può essere completo se la durata supera 0,12 o incompleto (QRS che dura 0,1-0,12).

Blocco di branca sinistra (BBS)

L’impulso procede fino a un certo punto ma poi si arresta. Il ventricolo sinistro è comunque contratto dal fatto che l’impulso contrattile passa dal destro al sinistro. Abbiamo dunque una dissincronia intraventricolare perché si contrae prima il ventricolo destro e poi il ventricolo sinistro e il setto si contrae 2 volte. Abbiamo dunque una sovversione dell’onda QRS, il vettore risultante è uno che va da destra a sinistra che passa il setto interventricolare e dunque sarà molto alto e ci metterà più tempo per lo stesso attraversamento. Si caratterizza dal fatto che abbiamo delle profonde onde S e un allungamento di queste. V5 e V6 hanno ampie onde QRS. La ripolarizzazione ha sempre il verso opposto. Cause: nella cardiomiopatie ischemica (dilatativa anche), ipertensione, valvulopatia.

Blocco di branca destro (BBD)

L’onda di depolarizzazione è un vettore che da sinistra verso destra, c’è sempre ritardo. In V1 il vettore mi dà una M del QRS, perché si depolarizzano i 2 ventricoli in 2 momenti diversi. Causato da patologie polmonari, ma se escluso allora vuol dire che è normale, si chiama cardiopatia strutturale ed è frequente nella popolazione normale. Può essere patologico o funzionale perché può stimolare la branca destra nel momento in cui quello è ancora in refrattarietà e dunque il segnale non passa e si ha lo stesso effetto del blocco di branca.

Branca sinistra è il più corto e si sdoppia in anteriore e posteriore che vanno a innervare i muscoli papillari. Emiblocco anteriore destro e sinistro.

Blocco fascicolare anteriore sinistro: Deviazione assiale a sinistra (-30°) S3 maggiore di R1 allora ho il blocco.

Posteriore: Deviazione assiale a destra, oltre i 120°, R3 maggiore di R2.

Aritmie

Disturbo della frequenza cardiaca può essere più veloce (tachicardia) o più lenta (bradicardia) oppure irregolare (fibrillazione atriale). Le aritmie sono generate da dei triggers (extrasistoli, reflusso esofageo, ansia, sforzi) su cui ci possono essere dei modulatori (vago rallenta il simpatico accelera) che vanno a creare un substrato (di tipo anatomico o elettrofisiologico) che va ad alterare la refrattarietà che ricordiamo va dall’inizio del QRS all’apice dell’onda T ossia dall’inizio del potenziale d’azione a -50 mV.

Meccanismi elettrofisiologici focali

È un meccanismo focale causato da automatismo anormale formazione dell’impulso, che può essere (da NSA e NAV), se facciamo attività fisica aumentiamo le catecolamine normale (il simpatico rilascia acetilcolina) e aumenta la pendenza della fase 4 della corrente funny e quindi la frequenza. Altri meccanismi possono essere:

• Lesioni ischemiche: Causando denervazione, rende più sensibili le terminazioni nervose alle catecolamine. Questo è alla base delle aritmie precoci e degenerano in infarto miocardico acuto e morte improvvisa.
• Riduzione del potenziale di membrana di riposo: Se c’è ischemia, non funziona la pompa Na/K allora all’interno della cellula si accumula potenziale positivo e si passa da un potenziale di riposo di -90 a uno di -60 mV ed essendo raggiunto il potenziale soglia più rapidamente ci può essere tachicardia o fibrillazione.
• Riduzione del potenziale soglia: Scende da -60 a -70 mV e per sclerosi, fibrosi, ischemia, stiramento i miocardiociti possono acquistare automatismo.

Un trigger è un potenziale che innesca l’aritmia attività triggerate:

• Post-potenziali precoci: A causa di ipokaliemia, bradicardia, antiaritmici, sindrome del QT lungo possiamo avere delle oscillazioni della fase 3 e che ritornando a superare il valore soglia riattiva il potenziale d’azione provocando torsioni di punta e tachicardie ventricolari.
• Post-potenziali tardivi: Digitalis, aumento di catecolamine e ischemia e o il potenziale di membrana a riposo diventa più positivo, oppure il potenziale soglia diventa più negativo, in entrambi i casi il miocardio di lavoro diventa automatico, diventa calcio dipendente.

Fenomeno del circuito di rientro (90% delle aritmie). Si formano 2 vie che hanno caratteristiche elettrofisiologiche diverse: la alfa ha una conduzione lenta ma refrattarietà breve e la beta ha una conduzione veloce ma refrattarietà lunga. Nella via rapida l’impulso viene bloccato per un blocco unidirezionale, mentre l’impulso prosegue nella via lenta e poi può percorrere in maniera retrograda la via veloce poiché il tessuto è tornato eccitabile, tale meccanismo può avvenire in maniera ciclica e il continuo rientrare dell’impulso mantiene l’aritmia.

• Anatomicamente costituiti: Una zona necrotica da infarto, fibrosi o chirurgia che presenta caratteristiche elettriche diverse.
• Tipo funzionale: L’impulso viaggiando per la via con refrattarietà più bassa (l’ostacolo non è anatomico, ma funzionale) e giunto al termine può “risalire” la via non percorsa all’inizio e innervare al contrario.
• Anisotropico: La velocità di conduzione avviene più facilmente in senso longitudinale che in senso trasversale. Normalmente è di tipo uniforme, ma in presenza di setti fibrosi tra i miocardiociti che fanno perdere la connessione longitudinale e diventano non uniforme. È frequente in questi casi l’eccitazione retrograda di zone inizialmente bloccate.
• Su base genetica e molecolare:
  1. Sindrome da QT lungo
  2. Sindrome da QT corto