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10.1 ORGANIZZAZIONE ANATOMICA DEL CUORE
Il cuore è un organo cavo a parete muscolare. In cui troviamo 4 cavità: due atri e due
ventricoli. Tale suddivisione è determinata, in senso orizzontale, dalla presenza di un piano
connettivale, sul quale trovano alloggio due valvole atrioventricolari. La presenza di un
setto interatriale e di un setto interventricolare determina la suddivisione verticale del cuore
in una metà dx e una sx.
Atrio dx/ventricolo dx → valvola tricuspide
Atrio sx/ ventricolo sx → valvola mitrale
Massa del cuore è in media: M 300g / F 250g
Da ciascun ventricolo trae origine un grosso vaso arterioso:
arteria polmonare dal dx
aorta dal sx
Dall'aorta origina il circolo sistemico che ritorna al cuore attraverso due vene cave sfocianti
nell'atrio dx (vena cava superiore e inferiore). L'arteria polmonare porta il sangue a irrorare i
polmoni dai quali, a scambi gassosi avvenuti, esso ritorna al cuore attraverso le vene
polmonari, due da ciascun polmone, sfocianti nell'atrio sx.
– circolo sistemico o grande circolo: dall'atrio sx, attraverso la valvola mitrale, al
ventricolo sx e da questo agli organi periferici attraverso aorta, arterie, arteriole e capillare.
Da qui attraverso venule, vene e le due vene cave il sangue ritorna all'atrio dx.
– circolo polmonare o piccolo circolo: dall'atrio dx, attraverso la valvola tricuspide, al
ventricolo dx e da questa, attraverso l'arteria polmonare e le sue diramazioni, ai capillari
polmonari ove hanno sede gli scambi gassosi. Da qui il sangue ritorna al cuore attraverso le
vene polmonari che sfociano nell'atrio dx.
Anche l'aorta e l'arteria polmonare sono dotate di valvole per evitare rigurgiti:
– valvola aortica
– valvola polmonare
10.2. FISIOLOGIA DEL CUORE
L'azione ciclica del cuore fornisce al sangue l'energia necessaria a farlo scorrere nei vasi. La
contrazione ed il rilasciamento sono capacità intrinseche del muscolo costituente le parete
delle cavità cardiache, denominato miocardio.
La contrazione del miocardio non è avviata dall'impulso di un nervo motore bensì da cellule
muscolari cardiache, specializzate e raggruppate in una struttura, il nodo del seno (SA)
localizzata nella parete dell'atrio dx. Tre fasci portano l'impulso dal nodo SA a una struttura
di raccolta, il nodo atrioventricolare (AV), situata nella parete posteriore destra del setto
interatriale. Da qui lo stimolo è trasmesso al rimanente miocardio attraverso i due fasci di
His che decorrono le due facce del setto interventricolare e si uniscono alle fibre di Purkinje
che prendono contatto con le cellule miocardiche.
10.2.4. Ciclo cardiaco
Curva pressione-volume dei ventricoli (vedi tab 10.16 p. 269)
Partenza: fine del riempimento del ventricolo sx, ossia dal volume telediastolico. In questo
momento il ventricolo sx contiene 130 ml di sangue, 70 dei quali vi sono penetrati nel corso
della diastole, provenendo dall'atrio sx attraversando la valvola mitrale. A questo punto
inizia la contrazione sistolica.
Appena inizia la contrazione, la valvola mitrale si chiude immediatamente evitando rigurgiti
di sangue nell'atrio sx. Allo stesso tempo la valvola aortica non si è ancora aperta e non si
aprirà finché la pressione endocavitaria non avrà superato la pressione diastolica presente in
aorta (contrazione isovolumetrica; aumento della pressione ventricolare in corrispondenza di
un unico valore di volume).
Successivamente si ha l'apertura della valvola aortica e il sangue fluisce sotto la spinta
ventricolare nel bulbo aortico. La contrazione ventricolare che spinge il sangue in aorta non
è isotonica; la pressione aumenta infatti con decorso curvilineo fino al valore sistolico
(pressione massima) per poi decrescere, sempre con decorso curvilineo.
A questo punto si ha fine della sistole, ossia l'azione propulsiva ventricolare (telesistole).
Questo porterebbe il sangue a rifluire nel ventricolo se ciò non fosse impedito dalla chiusura
della valvola aortica. In questo momento la pressione endocavitaria cade verticalmente dato
che il miocardio si rilascia.
È questa la fase di rilasciamento isovolumetrico della diastole. Il valore di volume
corrispondente a questo punto è quello minimo raggiunto dal ventricolo alla fine della
sistole (volume telesistolico). Esso è anche quello da cui inizia il riempimento diastolico per
il ciclo successivo. Infatti si riapre la valvola mitrale permettendo il flusso di sangue
dall'atrio sx al ventricolo sx. Il sangue è spinto da un gradiente pressorio minmo (5 mmHg).
A riposo la sistole atriale contribuisce al riempimento ventricolare pari al 10-30%. Nel corso
dell'esercizio, a causa dell'aumento della frequenza cardiaca, il tempo a disposizione per il
riempimento ventricolare diminuisce e la sistole atriale, rappresenta un importante
contributo al riempimento del ventricolo.
Per quanto concerne il ventricolo dx, dal punto di vista qualitativo i fenomeni che vi hanno
luogo sono del tutto simili, cambiano solo i valori pressori: la pressione sistolica del circolo
polmonare è infatti di circa 24 mmHg, mentre quella diastolica è di 8mmHg. I volumi
ventricolari in gioco a dx e a sx sono uguali.
Diagramma di Wiggers: rispetto all'asse del tempo, descrive per ciascuna metà del cuore
l'andamento sincrono di vari parametri quali l'elettrocardiogramma (ECG), le pressioni
endocavitarie e i volumi di atrio e ventricolo, lo sfigmogramma e il flusso aortico o
polmonare.
10.2.5. Energetica cardiaca
Al pari del tessuto muscolare scheletrico, il miocardio si contrae sfruttando l'energia che si
libera dalla scissione dell'ATP che deve essere immediatamente ricostituito. Ciò si verifica
mediante la fosforilazione ossidativa che avviene a livello mitocondriale. Vengono ossidati
substrati energetici diversi, quali i carboidrati, acidi grassi liberi, trigliceridi. Vi è pertanto
consumo di ossigeno (VO2), produzione di CO2 e H2O e liberazione di energia che viene
immagazzinata sotto forma di nuove molecole di ATP.
A differenza del muscolo scheletrico il miocardio non è capace di utilizzare la glicolisi
anaerobica per la risintesi dell'ATP. Ne consegue che il metabolismo miocardico dipende
–
molto strettamente da un'adeguata e continua fornitura di ossigeno (VO2) notevole
ricchezza dell'apparato mitocondriale delle fibrocellule miocardiche e dal loro contenuto di
mioglobina (Mb).
Il miocardio presenta parecchie similitudini con le fibrocellule muscolari scheletriche di tipo
I (fibre rosse, ossidative).
L'ossigeno è fornito al miocardio dal circolo coronarico. La capacità del miocardio di
estrarre ossigeno dall'emoglobina è molto spiccata. Infatti, a riposo il contenuto in O2 del
sangue venoso refluo del miocardio è pari a 5 ml/dl di sangue (15 ml/dl sangue venoso
misto).
Flusso coronarico a riposo = 60/90 ml/100g di tessuto miocardico
può aumentare di 4/5 volte con l'esercizio fisico. Tale capacità di adeguamento è detta
riserva coronarica.
Il consumo di ossigeno del cuore (MVO2) a riposo è di 9 ml O2/min/ 100g di tessuto
miocardico.
L' ipertensione arteriosa comporta un elevato dispendio energetico per il miocardio per un
aumento della spesa energetica dovuta ad una maggiore contrazione isovolumetrica.
10.2.7. Gittata cardiaca
L'azione di pompa del cuore garantisce un continuo flusso di sangue, adeguato alle richieste
metaboliche, detto gittata cardiaca (Q misurata in litriXmin).
Q= 70 battiti/min X 75ml
(corrispondenti a 5 l/min)
In condizioni di lavoro la gittata cardiaca dovrà adeguarsi alle nuove richieste metaboliche;
ciò comporta un aumento sia della frequenza cardiaca sia della gittata ventricolare sistolica.
Si ritiene che la gittata cardiaca possa aumentare fino a un limite massimo variabile tra 3.5 e
5 volte il valore di riposo.
Poiché la gittata cardiaca dipende anche dalle dimensioni corporee di soggetti considerati, si
preferisce esprimerla in forma normalizzata per la superficie corporea. In questo caso si
parla di indice cardiaco (a riposo è di 2,78 l/min/m).
Rapporto tra gittata cardiaca e ritorno venoso
Allo stato stazionario, ossia quando frequenza cardiaca e volume di eiezione del ventricolo
sx si mantengono costanti per un certo periodo, la gittata cardiaca e il ritorno venoso sono
uguali.
La funzione della pompa cardiaca è condizionata da:
– frequenza di contrazione
– stato inotropo del miocardio
– precarico (condizionato dal ritorno venoso e dalla capacitanza del circolo venoso)
– postcarico (condizionato dalla resistenza del circolo arterioso e dalla press. Arteriosa)
Le grandi vene del torace e l'atrio dx costituiscono il deposito venoso centrale. A esso
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