Fisiologia Cardiaca

LA CONTRAZIONE CARDIACA A LIVELLO questo.

CELLULARE

Differenze tra cellula muscolare scheletrica e cardiomiocita

Quelli esposti in questo paragrafo sono concetti ripresi dalla

Fisiologia 1. Funzionando come una pompa, il cuore non fa altro che

La differenza fondamentale tra il cardiomiocita e la cellula ridistribuire questa pressione: sarà maggiore nelle arterie e

muscolare striata è la tipologia di accoppiamento tra i inferiore nelle vene. Si stabilisce così quel gradiente

recettori presenti sulla loro membrana, deputati all’ingresso pressorio che consente la circolazione.

di Ca nella cellula. Il recettore della diidropiridina nel

muscolo scheletrico è associato meccanicamente al Il ciclo cardiaco

recettore della rianodina, mentre nel cardiomiocita la Viene definito ciclo cardiaco la sequenza di eventi che si

relazione si instaura tramite l’ingresso di calcio nel primo, susseguono ciclicamente in ogni contrazione del cuore. Il

che attiva il secondo. ciclo cardiaco è un evento meccanico, definito dalla

L’ingresso di Ca dall’esterno, seppur quantitativamente contrazione e dalla distensione delle fibre muscolari,

ridotto, diviene quindi fondamentale per la cellula cardiaca. dall’apertura e chiusura delle valvole, e dalle variazioni di

Non lo era per quella scheletrica. pressione nelle camere cardiache. Questi eventi meccanici

Nella cellula cardiaca i tubuli T (introflessioni della sono governati da eventi elettrici, rilevabili

membrana plasmatica all’interno della fibra) sono poco dall’elettrocardiogramma e illustrati nel capitolo precedente,

numerosi, e le interazioni tra questi e il reticolo e generano eventi acustici, rilevabili tramite il fonendoscopio

sarcoplasmatico sono molto meno evidenti rispetto al o l’esame fonografico.

muscolo scheletrico. Non si formano infatti le caratteristiche

triadi. Ecco come l’interazione tra i due recettori non può Fasi del ciclo cardiaco

essere diretta, meccanica, me deve essere indiretta, Il ciclo cardiaco si compone di due importanti fasi che

mediata dal Ca. interessano sia gli atri che i ventricoli, sebbene in maniera

Il recettore della rianodina della cellula cardiaca ha due siti

di legame per il Ca: uno, a cinetica veloce, determina asincrona: la diastole (cioè la fase di riempimento della

l’apertura del canale, uno a cinetica lenta ne determina la camera cardiaca) e la sistole (cioè la fase di contrazione

chiusura. Così il canale si disattiva spontaneamente quando della camera e eiezione del sangue in essa accumulato

ha svolto il suo compito, cioè consentire il passaggio del Ca durante la diastole).

dal reticolo sarcoplasmatico al citoplasma. Fondamentale è ricordare che il sangue è una pompa

passiva, quindi il riempimento delle camere cardiache

Come nella cellula striata, anche nel reticolo avviene esclusivamente in presenza di gradienti pressori

sarcoplasmatico della cellula cardiaca la concentrazione di favorevoli.

Ca è elevatissima. Questo in parte è consentito dalle pompe Non ci sono significative differenze nella descrizione

attive del Ca, dette SERCA, in parte dalla presenza di generale del ciclo cardiaco di dx e di quello di sx. Gli

calsequestrina, una proteina che legando il calcio nel elementi non comuni saranno affrontati successivamente

reticolo abbassa la concentrazione dello ione libero in (vedi: “differenze nei due cicli cardiaci”)

soluzione. Essendo una successione ciclica di eventi, la descrizione

Nel muscolo scheletrico la quantità di Ca rilasciata dal può iniziare da uno qualunque di questi. Si sceglie di iniziare

reticolo ad ogni scossa semplice è sufficiente ad attivare dalla diastole atriale.

tutte le molecole di troponina dei sarcomeri, e si aveva

dunque sempre una contrazione massimale. Nel muscolo Diastole atriale

cardiaco non è così: la quantità di calcio liberata può essere La diastole atriale consente il riempimento dell’atrio tramite il

regolata (principalmente da sna) al fine di regolare la forza completo rilassamento della muscolatura di questo. Avviene

di contrazione. in parte durante la sistole ventricolare, tant’è che l’onda di

polarizzazione del miocardio atriale non è rilevabile

MECCANICA DEL CICLO CARDIACO dall’elettrocardiogramma perché “oscurata” dal complesso

QRS molto più evidente.

Ridistribuzione della pressione media di riempimento Non esiste valvola che separi le vene polmonari e cave dai

Il cuore è fondamentale per generare la circolazione rispettivi atri, quindi il riempimento di questi non è mai

sanguigna: se il cuore si ferma, si arresta anche il flusso. completamente impedito da un’occlusione fisica. Il flusso

Perché vi sia un flusso occorre che vi sia una differenza di sanguigno viene però regolato da un gradiente pressorio:

pressione tra l’inizio e la fine del circolo: il cuore ha proprio il l’atrio si trova sempre ad una pressione inferiore rispetto a

compito di mantenerla. quella che vige nelle vene (0 mmHg a dx e 2,5 mmHg a sx

Il cuore non genera la pressione, ma ridistribuisce una contro 3/5mmHg), ciò spinge il sangue a riempire gli atri e

pressione già presente a livello del sistema arterioso e non a seguire il percorso contrario.

dovuta alla semplice presenza di sangue nei vasi, che La fase finale della diastole atriale si sovrappone all’inizio

premono contro le pareti. Questa pressione è detta della diastole ventricolare: la valvola atrioventricolare

pressione media di riempimento e dipende dalla quantità di (mitrale o tricuspide) si apre e il gradiente pressorio spinge il

sangue presente nel sistema cardiovascolare: vale circa 7 sangue a riempire completamente il ventricolo.

mmHg, anche se è difficile stabilirne un valore preciso. 29

Apertura della valvola atrioventricolare contrazione isovolumetrica del ventricolo. Si parla di

L’apertura della valvola atrioventricolare è regolata da un isovolumetrico e non di isometrico perché la forma del

gradiente pressorio: quando il ventricolo ha terminato la ventricolo, come la lunghezza delle fibre miocardiche, si

sistole e si trova quasi completamente svuotato del sangue modificano nel tempo. Ciò che non cambia è il volume di

che lo aveva riempito, e la camera ventricolare si trova sangue contenuto nella camera.

quindi ad una pressione molto inferiore di quella che si ha Quando la pressione intraventricolare supera la pressione

nella camera atriale, peraltro nel frattempo riempita di che vige in aorta la valvola semilunare si apre.

sangue (pochi mmHg contro 20-25mmHg). In seguito, si assiste all’eiezione del sangue, che dal

Così i lembi della valvola sono spinti verso la camera ventricolo passa nell’aorta. Il flusso è decrescente,

ventricolare e il passaggio è lasciato libero per il flusso. proporzionalmente al gradiente pressorio che mano a mano

si viene a ridurre. In un primo momento l’eiezione sarà molto

Diastole ventricolare rapida, dovuta all’enorme gradiente pressorio generato dalla

Obiettivo della diastole ventricolare è il riempimento del contrazione delle fibre ventricolari. Si parla di sistole

ventricolo. Il volume totale di sangue che si trova in esso isotonica.

alla fine della diastole è detto volume telediastolico, e Il flusso permane, in realtà, per un breve periodo, anche

corrisponde circa a 130 ml. dopo che la pressione aortica è tornata superiore a quella

Il ventricolo si riempie in tre fasi: ventricolare: in questa fase è l’energia cinetica del sangue a

1. una prima fase di riempimento molto veloce, consentirgli il passaggio attraverso la valvola.

successivo all’apertura della valvola Non si ha uno svuotamento completo del ventricolo:

atrioventricolare, in cui il sangue passa quasi permangono al suo interno circa 50/60 ml di sangue (detto

direttamente dalle vene al ventricolo. Non è infatti volume telesistolico).

necessaria alcuna contrazione dell’atrio, che sta Il volume di sangue eiettato ad ogni ciclo cardiaco è detto

terminando la diastole. La velocità così elevata è gittata sistolica, e corrisponde circa a 70 ml.

data dall’enorme gradiente pressorio. (80%) La pressione che vige in aorta è dunque pulsatile: ha un

Questa fase è detta di diastole isotonica in quanto massimo di 120 mmHg (nel picco pressorio della sistole) e

il riempimento del ventricolo è passivo e non un minimo di 80 mmHg (a valvola semilunare chiusa,

comporta contrazione muscolare. durante la diastole).

2. una seconda fase in cui il riempimento si fa più La pressione registrata a livello dell’arteria polmonare è

lento (detto diastasi), data la riduzione progressiva inferiore: la massima è di circa 25 mmHg e la minima di

del gradiente pressorio. (5-10%) circa 8 mmHg. Questa differenza è dovuta al fatto che la

3. una terza fase, coincidente con l’onda P di resistenza che il ventricolo destro deve vincere per eiettare il

depolarizzazione atriale, in cui il rimanente 10-15% sangue è nettamente inferiore rispetto a quella che deve

del volume telediastolico viene iniettata nel vincere il ventricolo sinistro: sarà necessario generare una

ventricolo grazie alla sistole atriale. (Questa fase pressione inferiore.

è detta telediastole)

Questa fase non è fondamentale per la Il rapporto tra il volume di eiezione (volume sistolico) e il

sopravvivenza dell’individuo: anche in caso di volume telediastolico è detto frazione di eiezione, e in un

asincronia nel ciclo cardiaco e conseguente individuo sano in condizioni di riposo è di circa il 55%.

inefficienza nel meccanismo di riempimento atriale

del ventricolo, l’80% di sangue derivato dalla prima Apertura della valvola semilunare

fase è comunque sufficiente per sopperire alle La valvola si apre quando la pressione intraventricolare (120

richieste dell’organismo. mmHg) supera la pressione aortica che la tiene chiusa (100

mmHg).

Sistole atriale (o presistole)

La sistole atriale concorre alla fase finale della diastole Chiusura della valvola semilunare

ventricolare, contribuendo al 10-15% circa del riempimento La chiusura della valvola avviene quando la pressione

del ventricolo. Consente il completo svuotamento dell’atrio, aortica ha superato la pressione di eiezione ventricolare e si

che risulta così pronto per essere nuovamente riempito dal è esaurita l’energia cinetica impressa al sangue dalla

sangue proveniente dalle vene. contrazione del ventricolo. Così il sangue presente in aorta

preme sui lembi valvolari, e ne impone la chiusura. Questa

Chiusura della valvola atrioventricolare fase è fondamentale: solo a valvola chiusa gli orifizi delle

Con l’inizio della sistole ventricolare (complesso QRS) arterie coronarie sono pervi, e queste possono dunque

aumenta enormemente la pressione all’interno del essere riempite per l&rs