Cardiologia, completo

Cardiologia

Anatomia del cuore

Il cuore è un organo muscolare che svolge la funzione di pompa, infatti è provvisto di un sistema di valvole che indirizzano monodirezionalmente il flusso circolatorio; esso spinge con le sue contrazioni ritmiche il sangue nelle arterie, queste allontanandosi si ramificano e aumentano di numero e riducono il proprio diametro (si passa infatti da arterie di grosso calibro a quelle di medio e piccolo calibro) arrivando fino alle arteriole. Le arterie, per la struttura della parete, sono impermeabili e svolgono quindi la funzione di trasporto di sangue in esse contenuto.

Dal segmento terminale delle arteriole originano i capillari, che essendo permeabili permettono il passaggio di acqua e sostanze in esse disciolte dal sangue ai tessuti e viceversa. Dai capillari, che possono essere visti come una sorta di rete autostradale, originano le venule che costituiscono vene di piccolo e medio calibro, sino a quelle di grande calibro che arrivano al cuore. Le vene, come le arterie, sono impermeabili e sono identificate come vasi di trasporto.

Quindi possiamo dire che le arterie trasportano il sangue dal cuore verso la periferia in direzione centrifuga, mentre nelle vene, la direzione è centripeta quindi il trasporto avviene dalla periferia al cuore. Solo con i capillari abbiamo gli scambi metabolici fra sangue e ambiente circostante proprio per la struttura della membrana che risulta permeabile.

Tipi di circolazione

Possiamo osservare due tipi di circolazione: grande e piccola circolazione o meglio definirla sistemica e polmonare. La sistemica o grande circolo è quella destinata all’irrorazione di tutti i segmenti corporei quindi per scopo nutritizio, mentre la piccola o polmonare ha il compito di definire un adeguato apporto di ossigeno e anidride carbonica avendo così uno scopo funzionale.

Grande circolazione

Il grande circolo origina e termina dal cuore, nella fattispecie dal ventricolo sinistro attraverso l’aorta che in tutto l’organismo attraverso le sue ramificazioni si distribuisce (con i capillari). A livello dei capillari il sangue cede O₂ e sostanze nutritive ai tessuti circostanti e si carica di CO₂ e prodotti del catabolismo. Quindi si passa da una condizione di sangue arterioso a sangue venoso. Attraverso la rete di vene il sangue raccolto ritorna al cuore, in particolare nell’atrio destro dove sbocca nella vena cava inferiore e il seno coronario. Dall’atrio destro il sangue passa nel sottostante ventricolo destro.

Piccola circolazione

Il piccolo circolo o polmonare inizia dal ventricolo destro con il tronco polmonare che dividendosi in arteria polmonare destra e sinistra trasporta il sangue venoso ai polmoni. Il sangue venoso attraversando i capillari che partono dalle arterie polmonari, cede all’aria contenuta negli alveoli CO₂ e assume O₂. Il sangue quindi passa da sangue ricco di anidride carbonica a sangue ricco di O₂.

Divenuto arterioso il sangue ritorna al cuore attraverso le 4 vene polmonari che sboccano in atrio sinistro e da qui passano in atrio sinistro per poi andare in ventricolo sinistro dove inizia la grande circolazione. I due circoli sono intrecciati fra loro formando un 8 e il cuore rappresenta il loro punto di incontro. La presenza dei setti interatriali e intraventricolari impedisce la mescolanza tra i due tipi di sangue. Possiamo dire che il cuore destro contiene sangue venoso mentre il sinistro sangue arterioso.

Struttura del cuore

Il cuore è un organo cavo posto nel mediastino (cavità compresa fra i due polmoni), e avvolto da un sacco fibrosieroso (pericardio) che lo fissa al diaframma isolandolo dagli organi circostanti. In basso è situato sulla cupola diaframmatica che lo separa dall’addome, in avanti e indietro è protetto dallo sterno e dalle cartilagini costali, posteriormente corrisponde alla 5 e 8 vertebra toracica mentre in alto si prolunga verso l’apertura superiore del torace mediante il peduncolo vascolare (costituto da grossi vasi quali aorta ascendente, tronco polmonare e vena cava superiore).

È di tipo muscolare (miocardio) e con le sue contrazioni ritmiche e autonome (60-70 bpm a riposo) assicura la circolazione; a ogni battito corrisponde una fase di contrazione (sistole) e una fase di rilassamento (diastole). È formato da 4 cavità: atri, che sono posterosuperiori, e ventricoli, anteroinferiori. Entrambe le cavità sono di destra e sinistra.

La grandezza del cuore varia in funzione del sesso, dell’età e delle condizioni della persona. Abbiamo comunque una grandezza standard ovvero quella del pugno del soggetto a cui appartiene. Come regola valori superiori a 350 g nell’uomo e 300 g nella donna sono sinonimo di una patologia (ipertrofia cardiaca).

La superficie esterna del cuore è rivestita dal foglietto viscerale della sierosa cardiaca (epicardio), una faccia anteriore, una posteriore, una punta con due margini destro e sinistro. La posizione della punta corrisponde di norma al quinto spazio intercostale.

Il margine posteriore sinistro è in rapporto con la faccia mediale del polmone (quella laterale più verso l’interno) che lo accoglie in una depressione chiamata fossa cardiaca. Qui fra pleura e pericardio abbiamo il nervo frenico sinistro e i vasi pericardiofrenici.

Sulla faccia anteriore il cuore ha la sua massima espressione nel ventricolo destro.

Valvole e cavità cardiache

Le 4 cavità hanno una superficie interna con determinate caratteristiche. Sia i due atri sia i due ventricoli hanno un’organizzazione strutturale di base comune fra di loro nonostante le differenze sostanziali tra destra e sinistra. La stessa cosa anche per l’apparato delle due valvole (atrioventricolare e arteriose). I due atri sono separati dal setto interatriale. I due ventricoli destra e sinistra sono separati del setto interventricolare. Gli orifizi atrioventricolari e quelli arteriosi sono provvisti di valvole che hanno il compito di indirizzare il flusso sanguigno in una direzione.

Le valvole atrioventricolari sono dette valvole a lembi o cuspidi e sono 3 a destra e 2 a sinistra. Quando la pressione ventricolare aumenta per la contrazione del miocardio (sistole ventricolare), le cuspidi si sollevano avvicinandosi l’una all’altra fino a determinare la chiusura del rispettivo orifizio atrioventricolare.

Le valvole arteriose sono dette valvole semilunari o a nido di rondine e sono organizzate in maniera più semplice rispetto alle cuspidi e sono costruite da tre pieghe membranose a tasca fra la porzione di efflusso di ciascun ventricolo e origini della rispettiva arteria. Quando si ha la diastole, le tasche si dispiegano e la valvola si chiude impedendo il reflusso di sangue dall’arteria al rispettivo ventricolo.

La valvola atrioventricolare destra prende il nome di valvola tricuspide ed è formata da 3 lembi, la valvola atrioventricolare sinistra è la bicuspide. Entrambe le valvole sia atrioventricolari che a nido di rondine non sono vascolarizzate. Tutte e quattro sono situate su uno stesso piano chiamato piano valvolare.

Rivestimenti e sistema di conduzione

Il cuore è rivestito da tre strati: epicardio, miocardio ed endocardio. L’epicardio riveste la superficie esterna del cuore; il miocardio è lo strato più spesso della parete cardiaca ed è costituito da tessuto muscolare striato cioè il tessuto miocardico. Abbiamo un miocardio comune o di lavoro che rappresenta il 90% di tutto il miocardio ed identifica la muscolatura cardiaca e assicura l’attività contrattile del cuore. Il restante 10% è il miocardio specifico che costituisce il sistema di conduzione specializzato a svolgere funzioni di pacemaker e di trasmissione dell’impulso contrattile. Il miocardio specifico identifica il sistema di conduzione e ciò che li compone hanno la funzione di trasmissione degli stimoli piuttosto che contrattile.

È formato da 3 elementi: cellule nodali, cellule di transizione e cellule Purkinje. Le cellule nodali sono concentrate nei nodi a.v e s.a.; le cellule di transizione sono localizzate alla periferia dei nodi s.a. e nodi a.v.; le Purkinje costituiscono nelle pareti ventricolari le reti sottoendocardiche.

Il cuore è irrorato dalla due arterie coronarie destra e sinistra che identificano il circolo coronarico al quale è destinato circa il 5% della gittata cardiaca. La circolazione coronarica si svolge durante la fase diastolica del cuore perché durante la sistole i rami coronarici sono compressi dall’aumentata tensione della muscolatura cardiaca. Le coronarie originano dall’aorta ascendente in corrispondenza di seni aortici. Fra le due arterie coronarie esistono anastomosi. Le arterie coronarie sono definite terminali. Il sangue refluo della circolazione coronarica viene raccolto da 3 sistemi venosi: seno coronario, vene cardiache anteriori e vene minime.

Fisiologia del cuore

Affinché il cuore pompi il sangue nel sistema circolatorio, il muscolo cardiaco deve contrarsi in maniera altamente sincronizzata; si contraggono prima entrambi gli atri e a seguire i ventricoli. Le contrazioni del muscolo cardiaco sono generate da segnali che originano all’interno del muscolo cardiaco stesso. L’attività contrattile del muscolo cardiaco è chiamata miogena. La capacità del cuore di generare segnali che attivano la sua contrazione in modo ciclico è definita autoritmicità. Le cellula autoritmiche avviano e coordinano i ritmi cardiaci.

Cellule autoritmiche

• Cellule pacemaker: che avviano i potenziali d’azione e stabiliscono il ritmo cardiaco; esse sono concentrate in due specifiche regioni del miocardio, nel nodo sa localizzato nella parete superiore del a.v e il nodo a.v posto nel setto interatriale vicino la tricuspide. I potenziali di azione del nodo sa avviano la depolarizzazione del nodo a.v e tutto il cuore. Quindi il nodo SA è il pacemaker primario del cuore.
• Fibre di conduzione: conducono i potenziali di azione e li propagano nel cuore con una sequenza coordinata. Queste sono specializzate nel condurre velocemente i potenziali di azione generati dalle pacemaker da un punto del miocardio all'altro innescando e coordinando le contrazioni del muscolo cardiaco. Le fibre di conduzione differiscono da quelle del miocardio perché sono di diametro più grandi e possono condure i potenziali d’azione più rapidamente. Queste cellule costituiscono il sistema di conduzione del cuore.

I potenziali di azione generati nelle pacemaker si propagano rapidamente e in modo coordinato come un’onda lungo le fibre di eccitazione. Si muove prima negli atri causandone la depolarizzazione e la contrazione e poi attraverso i ventricoli causandone la depolarizzazione e contrazione sinciziale. Tutte le cellule muscolari sono collegate attraverso le giunzioni comunicanti. Le sequenze degli eventi elettrici danno il via al battito cardiaco ed è divisa in fasi:

• Il potenziale di azione insorge nel nodo sa. Dal nodo sa, l’impulso si dirige al nodo a.v lungo le vie internodali che vanno dalla parete degli atri e nella massa muscolare degli stessi per mezzo delle vie interatriali.
• L’impulso viene condotto alle cellule del nodo a.v, dove i potenziali d'azione viaggiano meno velocemente che nelle altre cellule del sistema di condizione, infatti abbiamo un ritardo di circa 0,1 sec (ritardo nodale a.v).
• Dal nodo a.v, l’impulso viaggia lungo il fascio a.v chiamato anche di his, un fascio compatto di fibre muscolari che va lungo il setto interatriale.
• Il segnale viaggia solo per un breve tratto lungo il fascio atrioventricolare prima che questo si divide nelle due branche di destra e sinistra che conducono l’impulso al ventricolo di destra e a quello di sinistra.
• Delle sue branche, l’impulso viaggia attraverso un’estesa rete di ramificazioni chiamate Purkinje che diffondono nel miocardio ventricolare posizionate in alto alla base del cuore. Da queste fibre l’impulso si propaga nelle restanti cellule miocardiche.

Quindi un potenziale di azione sorge nel nodo sa, i potenziali di azione sono condotti dal nodo sa al muscolo atriale. I potenziali d’azione diffondono attraverso gli atri a nodo a.v, dove la conduzione rallenta. I potenziali di azione viaggiano rapidamente attraverso il sistema di conduzione fino all’apice del cuore. I potenziali di azione diffondono verso l’alto attraverso il muscolo ventricolare. Alla fine, l’intero cuore ritorna nello stato di riposo rimanendovi fino a che un altro potenziale di azione viene generato nel nodo sa.

Una cellula pacemaker è capace di generare potenziali d’azione spontaneamente perché non ha un potenziale di riposo stabile. Dopo un potenziale d’azione, la cellula pacemaker immediatamente inizia una lenta e continua depolarizzazione fino a raggiungere un potenziale soglia che innesca un altro potenziale di azione. Le depolarizzazioni lente che innescano il potenziale di azione sono chiamate potenziali pacemaker.

Gli elementi elettrici sono provocati da variazioni della permeabilità della membrana plasmatica agli ioni, in seguito all’apertura e alla chiusura di specifici canali ionici. Le variazioni più importanti di permeabilità coinvolgono gli ioni Na, K e Ca. La lenta depolarizzazione che avviene nelle prime fasi del potenziale pacemaker è dovuta alla chiusura di canali per il K e all’apertura dei cosiddetti canali funny. Questi canali consentono agli ioni Na e K di attraversare la membrana cellulare. La chiusura dei canali K e l’apertura dei funny hanno come effetto una netta diminuzione della diffusione dello ione K all’esterno della cellula ed un aumento dell’ingresso dello ione Na, innescando così la depolarizzazione spontanea.

Fasi del potenziale d'azione

• Fase 0: depolarizzazione, entra Na.
• Fase 1: ripolarizzazione, uscita K.
• Fase 2: plateau, Ca fuori.
• Fase 3: ripolarizzazione verso riposo.
• Fase 4: riposo poi depolarizzazione.

L’ECG è una registrazione del flusso di corrente elettrica che attraversa il cuore durante un ciclo cardiaco. Gli elettrodi vengono posizionati sulla cute in corrispondenza degli angoli del triangolo di Einthoven. In ciascuna derivazione un elettrodo è positivo e l’altro è negativo. Ciascuna specifica derivazione misura la differenza di potenziale elettrico. La prima derivazione misura la differenza di potenziale tra braccio sinistro e braccio destro, la seconda la differenza tra gamba sinistra e braccio destro, la terza la differenza di potenziale tra la gamba sinistra e braccio sinistro. Ciascuna derivazione fornisce una differente registrazione dell’attività elettrica del cuore, sono sempre presenti le stesse onde P, QRS e T.

Onda e complessi nell'ECG

• Onda P: depolarizzazione atriale.
• Complesso QRS: espressione della depolarizzazione ventricolare correlata con la fase 0 del potenziale di azione delle cellule contrattili ventricolari.
• Onda T: ripolarizzazione atriale, correlata alla fase 3 del potenziale d’azione delle cellule contrattili ventricolari. Questo molte volte non è rilevabile nel ecg poiché è in contemporanea al QRS.

L’ECG esprime il pattern di scarica dei potenziali d’azione dell’intera popolazione di cellule che costituiscono il muscolo cardiaco.

Il ciclo cardiaco comincia con atri e ventricoli a riposo. ECG inizia con una depolarizzazione atriale. La contrazione atriale inizia durante la seconda parte dell’onda p e continua durante il segmento p-r. Durante il segmento p-r i segnali elettrici sono rallentati dal passaggio attraverso il nodo AV e il fascio AV. La contrazione ventricolare comincia subito dopo l’onda q e continua durante l’onda t, cui fa seguito il rilasciamento ventricolare. Durante il segmento t-p il cuore è elettricamente in quiete. La frequenza cardiaca viene misurata a partire dall’inizio di un’onda p fino all’inizio della successiva onda p oppure a partire dal picco di un’onda r al picco della successiva onda r. Una frequenza cardiaca normale di un soggetto a riposo è di 60-100 battiti al minuto. Una frequenza più alta del normale è nota come tachicardia, una frequenza più bassa è nota come brachicardia. Il ritmo del battito cardiaco è regolare, quindi i battiti si verificano a intervalli regolari. Un ritmo irregolare è definito aritmia e può risultare da un battito soprannumerario benigno o da condizioni più serie, come la fibrillazione atriale, in cui il nodo SA ha perso la sua funzione di pacemaker. Sono presenti tutte le onde normali in forma riconoscibile. Esiste un complesso QRS per ciascuna onda P e la lunghezza del segmento P-R è costante. Un ciclo cardiaco ha due fasi: la diastole, il periodo di tempo durante il quale il muscolo cardiaco si rilascia, e la sistole il periodo di tempo durante il quale il muscolo si contrae. Diastole minima, sistole massima. Abbiamo 5 fasi:

• Il cuore a riposo: diastole atriale e ventricolare. Sia gli atri che i ventricoli sono rilasciati. Gli atri si stanno riempiendo di sangue proveniente dalle vene, i ventricoli hanno appena completato la contrazione.
• Completamento del riempimento ventricolare: sistole atriale.
• Fase iniziale della contrazione ventricolare e primo tono cardiaco.
• Il cuore come pompa: eiezione ventricolare.
• Rilasciamento ventricolare e secondo tono cardiaco.

Le valvole AV restano chiuse a causa della pressione ventricolare che, sebbene diminuita, è ancora più elevata di quella atriale. Questo periodo è detto rilasciamento ventricolare isovolumetrico perché il volume di sangue nei ventricoli non cambia. Quando il rilasciamento ventricolare provoca un abbassamento della pressione ventricolare al di sotto di quella atriale, le valvole AV si aprono. Il sangue che si è accumulato negli atri durante la contrazione ventricolare passa nei ventricoli. Il ciclo cardiaco comincia. La gittata sistolica è la quantità di sangue pompata da un ventricolo durante una contrazione. È misurata in millimetri per battito. La normale gittata sistolica è 70 ml. La gittata cardiaca (GC) è il volume di sangue pompato da un ventricolo in un dato periodo di tempo. Poiché tutto il sangue che lascia il cuore arriva ai tessuti, la gittata cardiaca è un indicatore del flusso ematico totale in tutto l’organismo. La gittata cardiaca per la gittata sistolica quindi 5 l/min. La frequenza cardiaca è di circa 70 bpm. Il neurotrasmettitore parasimpatico acetilcolina (ACh) rallenta...