Fisiologia e biofisica - parte meccanica del cuore

Il ciclo cardiaco nel ventricolo

Facciamo riferimento a ciò che avviene nel ventricolo (guarda disegno), c'è un tempo di contrazione ventricolare che chiameremo sistole, e un tempo di rilasciamento ventricolare che chiameremo diastole. Noi dovremmo sempre fare riferimento a sistole e diastole quando parliamo di ventricolo, e contrazione e rilasciamento quando parliamo dell'atrio. Quindi nel ventricolo abbiamo una diastole che occupa i 3/5 del tempo e una sistole che occupa i 2/5.

Nell'atrio quando il ventricolo è contratto si ha il rilasciamento, poi però quando l'atrio è contratto il ventricolo è rilasciato. Qui però c'è una zona nuova alle nostre conoscenze dei 2/5 del ciclo, dove sia l'atrio che il ventricolo sono rilasciati. Quindi per 2/5 del tempo il cuore è tutto rilasciato. Dal punto di vista emodinamico la contrazione atriale è relativamente importante, nel senso che se non c'è contrazione atriale

L'emodinamica non subirebbe, a riposo, modificazioni; cioè se l'atrio non battesse i cinque l/min sarebbero gli stessi. Esiste una patologia, la fibrillazione atriale, in cui l'atrio è in condizioni tali dal punto di vista meccanico da non avere una contrazione valida e il soggetto può vivere normalmente a riposo. Quindi quella che è importante è l'attività ventricolare.

Ora vediamo il cuore nelle varie fasi del ciclo. Partiamo dalla fine della diastole, situazione in cui il ventricolo è pieno di sangue perché ha ricevuto dall'atrio durante il periodo di rilasciamento, e un altro po' di sangue giunge per la contrazione atriale nel ventricolo. Quindi abbiamo il ventricolo rilasciato, ma pieno di sangue 120-130 ml comincia la contrazione del ventricolo e il sangue tenderebbe a ritornare nell'atrio ma non può perché il sangue andrà a chiudere i lembi della valvola.

Intanto la valvola semilunare aortica non ancora si apre, perché si apre ad una pressione minima di 80. Quindi il sangue si troverà in una cavità chiusa sopra perché appena comincia a contrarsi il ventricolo il sangue tende a rifluire e chiude la valvola. Il sangue è intrappolato, intanto il ventricolo pieno di sangue continua a sviluppare una pressione finché la pressione non supera quella che sta nella aorta e fa aprire la valvola semilunare aortica. Quindi il 60-70% del sangue contenuto nel ventricolo fluisce nella aorta, praticamente il sangue si sposta da una camera all'altra per differenza di pressione. L'eccitabilità del nodo seno atriale non viene trasmessa alle cellule da lavoro del ventricolo se non si passa attraverso il nodo seno atriale quindi abbiamo l'eccitazione delle cellule del nsa. Questa onda di eccitazione si diffonde a tutti e due gli atri che sono emodinamicamente separate non si modifica il vol ma la.

pressione e chiameremo questa fase isovolumica, dall’altra parte rimane costante la pressione quindi avremo la fase isotonica. Se facciamo riferimento ad un muscolo avremo nella fase isovolumica un aumento di tensione.

La valvola semilunare aortica si apre ad una pressione di 80 mmHg. Quindi quando noi raggiungiamo una pressione minima la valvola viene aperta dalla colonna di sangue per cui il sangue passerà nell’ aorta e quando la valvola si apre il ventricolo si rilascia, siamo nella diastole, appena il ventricolo si rilascia la pressione cade quasi a zero, quindi la valvola semilunare viene chiusa dal sangue che tenderebbe a refluire nel ventricolo. Mentre parlavamo di ciò il sangue che veniva dal ritorno venoso andava nell’atrio e benché l’atrio è una camera con 12mmHg di pressione, quindi la valvola atrio-ventricolare si apre, si ha la fase di riempimento rapido ventricolare, ossia la diastole, in cui si svuota totalmente il ventricolo.

L’ultima parte della diastole è data dalla contrazione atriale dove si ha un ulteriore riempimento del ventricolo. Ma allora l’atrio contiene la stessa quantità di sangue del ventricolo? Noooo! Il volume dell’atrio è minore del ventricolo; nella fase di riempimento atrio ventricolare non solo si svuota l’atrio del sangue che si era accumulato, ma si continua a svuotare come se fosse una unica cavità con il ventricolo, fluendo il sangue che proviene dal ritorno venoso. Nel ventricolo sin abbiamo una pressione max di 120 e una min tra 0 e 5; nella aorta abbiamo una max di 120 e una min di 80; nell’atrio di sin una min che sarà 0 e una max 12. Cosa succede a destra: il circolo polmonare è un circolazione a bassa pressione, quindi il cuore destro è un cuore a bassa pressione. L’arteria polmonare avrà 25 di max e 8-5 di min, il ventricolo di destra avrà 25 di max e da 0-3 di min e l’atrio destro.avrà 12 di max e 0 di min. Perché farebbe male una pressione minima alta, per esempio a 110? Perché la valvola aortica si aprirà non più a 70 ma a 110, quindi il cuore di sinistra deve fare un carico lavorativo maggiore. Già nel fisiologico la parete ventricolare sinistra è più spessa di quella di destra perché abbiamo dei giochi pressori completamente diversi. Si ha una ipertensione ventricolare destra per dilatazione della polmonare; si ha una ipertrofia ventricolare sinistra per ipertensione, questi sono i casi patologici, poi ci sono i fisiologici, cioè ipertrofia ventricolare sinistra in soggetti che svolgono attività lavorativa con sforzi fisici (lavori sulle braccia) o soggetti che svolgono attività sportiva come il sollevamento pesi, in questi casi quello che aumenta è lo spessore della parete ventricolare, ipertrofia concentrica. Nel caso di un maratoneta quello che aumenta in caso di sforzo è il volume della camera.che diventa 140-160, ipertrofia eccentrica. 3• Perché la pressione arteriosa nella aorta e nella polmonare non cade mai a zero? Se noi consideriamo un battito alla volta abbiamo la pressione che va da un minimo di 80 a un massimo di 120 e ovvio che se noi interrompessimo i battiti per 3 secondi la pressione andrebbe a zero, ma non ha il tempo di andare a zero perché c'è il battito successivo. Perché non abbiamo 120-0? Se avessimo un sistema a tubi rigidi avremmo 120 come massimo e la pressione scenderebbe molto facilmente a zero ma questo non succede perché la costituzione della tunica della aorta non è un sistema a tubi rigidi ma è un sistema tubo elastico. Durante l'eiezione quindi si ha un'espansione del volume quando la valvola semilunare si chiude ritorna nella posizione di partenza. Nell'arteriosclerosi l'arteria diventa meno elastica e abbiamo delle pressioni minime più basse (50-60), si tratta di un invecchiamento.

fisiologico. Le caratteristiche del cuore sono la frequenza, l'eccitabilità, la forza di contrazione, la velocità di contrazione. Quali parametri dobbiamo prendere in considerazione:

• Frequenza cardiaca: la proprietà di avere una frequenza è detta cronotropismo (ci sono sostanze cronotrope + che aumentano la frequenza cardiaca e sostanze cronotrope - che la diminuiscono)
• Forza di contrazione: inotropismo (sostanze che fanno aumentare la forza di contrazione sono dette isotrope + le opposte isotrope -)
• Velocità di conduzione dello stimolo elettrico: dromotropismo
• Eccitabilità: batmotropismo

Adesso facciamo un link tra la parte meccanica e le parti elettriche. C'è un automatismo del cuore, cioè anche non innervato il cuore è capace di auto eccitabilità, è capace di far si che ci sia un battito cardiaco. Il cuore è innervato dal simpatico e dal parasimpatico (vago).

simpatico è positivo per tutte e quattro le variabili, quindi se noi facciamo una stimolazione con simpatico aumentano tutte e 4 le variabili. Un soggetto cardiopatico che ha uno spavento (attività simpatica) rischia un attacco cardiaco per aumento di tutte le variabili, in particolare l'eccitabilità. Il vago deprime tutto, però è anche vero che se fai diminuire la frequenza, per la legge di Starling Maestrini il tempo di riempimento ventricolare aumenta e la forza di contrazione è direttamente proporzionale al grado di stiramento delle fibrocellule muscolari prima della contrazione. La legge di Starling Maestrini dice