Patologia generale - la fisiopatologia del cuore

FISIOPATOLOGIA DEL CUORE

Il cuore a differenza di altri organi ha un’unica funzione: è una pompa che permette la circolazione del

sangue nell’albero circolatorio. Pertanto la sua patologia, pur attraverso numerose vie patogenetiche, può

essere sempre descritta come alterazione della funzione di pompa (insufficienza o scompenso).

Prima di descrivere alcuni aspetti della fisiologia e la patologia del cuore, ricordiamo brevemente che il

miocardio è formato principalmente da due tipi di cellule: 1) le cellule a prevalente attività elettrica che

hanno il ruolo di generazione e di conduzione dell’eccitamento e 2) i miocardiociti di lavoro a prevalente

attività contrattile.

Gli elementi cellulari del sistema specifico, caratterizzati da eccitabilità e funzionalmente dipendenti

dall’ATP, comprendono:

 le cellule P che sono localizzate soprattutto nel nodo seno-atriale e che hanno il più alto grado di

autoritmicità. Esse rappresentano il pacemaker del cuore. Sono caratterizzate da oscillatori del calcio,

chinasi, canali ionici e recettori che consentono loro di ricevere le influenze esterne. Queste cellule poi,

così come le altre due seguenti, hanno poche miofibrille,

 le cellule transizionali che si trovano soprattutto nel nodo atrioventricolare,

 le cellule di Purkinje che sono presenti soprattutto nel fascio di his e nelle sue branche e ramificazioni

distali. Hanno queste una bassa ritmicità ma sono altamente eccitabili e caratterizzate da una elevata

velocità di conduzione.

Queste cellule del sistema specifico presentano le seguenti proprietà, proprietà che sono presenti in

quantità variabili nei diversi citotipi per cui ne determinano la specializzazione:

- cronotropismo = autoritmicità o generazione intrinseca dell’eccitazione a una frequenza

caratteristica. Alla base di questa proprietà vi è la presenza di oscillatori del calcio e di connessine

che formano come canali che accoppiano elettricamente (passaggio degli ioni) e metabolicamente

(passaggio dell’AMP ciclico) le cellule vicine. Le diverse isoforme di connessine sono distribuite

differentemente nelle varie sezioni del miocardio e ne determinano le caratteristiche funzionali.

Per esempio la connessina 30.2 è presente soprattutto a livello del nodo AV e rallenta la

conduzione; la connessina 40 è fondamentale per la sincronizzazione atriale, è infatti presenTe nei

miocardiociti atriali; la connessina 43, invece, si trova nei miocardiociti ventricolari e si trova sia a

livello del disco intercalare che a livello laterale. Le connessine del disco intercalare sono veloci e

asimmetriche mentre quelle laterali sono veloci e simmetriche.

- Batmotropismo = capacità di regolare dell’esterno la frequenza (modulare il cronotropismo). Ciò è

possibile grazie ai diversi recettori cardiaci. In particolare ricordiamo che a livello del nodo del seno

vi sono recettori colinergici ed α1-adrenergici, a livello del nodo AV recettori colinergici e β1-

adrenergici. 1

- Dromotropismo = capacità di condurre l’eccitazione attraverso il tessuto miocardico regolando la

velocità e il coordinamento vettoriale.

- Inotropismo = capacità di generare e regolare la forza contrattile.

Per quanto invece riguarda i miocardiociti di lavoro, va detto che essi possono essere distinti in atriali e

ventricolari. Quelli atriali presentano proteine sarcomeriche e granuli di peptidi atriali che vengono rilasciati

quando le pareti atriali si distendono, per aumento del ritorno venoso e della volemia. L’ANP in essi

contenuto ha un effetto di tipo diuretico/natriuretico sia perché aumenta la filtrazione glomerulare (per

vasodilatazione dell’arteriola afferente e costrizione dell’arteriola efferente) sia perché inibisce il

riassorbimento tubulare di sodio (per inibizione della produzione di renina).

I miocardiociti ventricolari, più grandi dei precedenti, sono particolarmente ricchi di proteine sarcomeriche

che addirittura possono rappresentare il 60% del volume cellulare.

Diverse sono le caratteristiche della forza contrattile cardiaca che:

- è generata dai miocardiociti con macchina sarcomerica,

- usa ATP seguendo il terzo principio della termodinamica per cui l’efficienza non supera il 27%, il resto si

perde in calore,

- è vettoriale. La forza inizia ordinatamente da nord degli atri e termina a sud dei ventricoli, veicolando

sangue alle arterie e perifericamente. Essa è massimale quando tutti i sarcomeri sono allineati.

- Segue la legge di Starling per la quale la maggior lunghezza iniziale dei miociti cardiaci si traduce in una

maggiore forza della contrazione.

L’attività del miocardio ha una dipendenza dal metabolismo aerobico molto maggiore del tessuto

muscolare scheletrico. Possiede infatti un alto coefficiente di estrazione dell’ossigeno dal sangue arterioso

coronarico pari al 70%, coefficiente che può, nei casi di sovraccarico funzionale, arrivare anche all’80-90%.

Questo rende il cuore particolarmente sensibile all’ischemia.

In condizioni funzionali basali, i miocardio copre il suo fabbisogno energetico per il 60-65% con acidi grassi e

solo per circa il 30-35% con il glucosio. Il rimanente 5% è coperto da corpi chetonici ed aminoacidi.

In tutto il miocardio il glucosio si accumula come glicogeno che però serve solo come riserva energetica per

il tessuto e non contribuisce al mantenimento della glicemia costante. Ciò perché nel cuore manca la

glucosio 6-fosfatasi, che nel fegato e nei muscoli genera il glucosio libero dal glicogeno.

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A livello cardiaco, esistono tre sistemi di regolazione:

1. un primo livello di regolazione è intrinseco al cuore e ai miocardiociti che hanno infatti la capacità

di adeguare la gittata sistolica all’entità del riempimento diastolico (precarico) o delle resistenze