Sistema cardiocircolatorio

Sistema cardiocircolatorio

Il sistema circolatorio è costituito da:

• Circolo polmonare → insieme di vasi che connettono il cuore ai polmoni, il sangue viene fornito dal cuore dx
• Circolo sistemico → insieme di vasi che connette il cuore a tutto il corpo, il sangue viene fornito dal cuore sx

Quando il sangue scorre nel sistema cardiocircolatorio si muove in modo alternato attraverso i due circoli. Vediamo come.

Il percorso del sangue

Il ventricolo sx pompa sangue ossigenato all’aorta, le cui diramazioni trasportano il sangue lungo tutti i capillari degli organi e dei tessuti.

• Attraverso le vene cave il sangue deossigenato nei tessuti ritorna al cuore.
• Attraverso la valvola tricuspide il sangue passa dall’atrio dx al ventricolo dx.

Il ventricolo dx pompa sangue deossigenato nelle arterie polmonari, che trasportano ai polmoni.

NB → Le arterie polmonari sono le uniche arterie che trasportano sangue deossigenato.

• Attraverso la valvola bicuspide il sangue passa dall’atrio sx al ventricolo sx.

Questa circolazione del sangue viene chiamata in serie perché il sangue circola attraverso il circolo sistemico e polmonare posti in serie l’uno rispetto all’altro. Se però vengono considerati singolarmente, il sangue attraversa i due circuiti in modo parallelo, cioè simultaneamente, infatti il cuore dx pompa sangue nei polmoni nello stesso momento in cui il cuore sx pompa sangue agli organi e tessuti.

Arterie che avvolgono il cuore

Le prime arterie che si diramano dall’aorta sono le arterie coronarie, coronaria destra e sinistra, che avvolgono il cuore. Normalmente hanno una circolazione di tipo terminale, cioè non si diramano in capillari e poi in vene (cioè non si anastomizzano). Se l’arteria viene ostruita, quella zona del cuore non viene più irrorata. In alcuni casi è presente il circolo anastomotico: se un vaso si ostruisce, si possono creare dei vasi che vanno ad irrorare quella parte del cuore (quando le ostruzioni sono molto lente).

Valvole cardiache

La parete del ventricolo di sinistra è molto più grande della parete del ventricolo di destra, questo perché il ventricolo sinistro richiede uno sforzo maggiore di quello di destra perché deve pompare il sangue in tutto il corpo.

Le valvole cardiache sono formate da tessuto fibroso e sono separate dallo scheletro fibroso del cuore. Le valvole atrioventricolari sono poste tra gli atri e i ventricoli. Le valvole atrio-ventricolari sono ancorate ai muscoli papillari del ventricolo, al cui apice sono presenti delle corde tendinee che collegano il muscolo del ventricolo alle valvole. Queste valvole si aprono perché il sangue ne forza l’apertura, non perché i muscoli papillari si contraggono.

• Quando la pressione del sangue negli atri supera la pressione del ventricolo, le valvole si aprono.
• Quando il ventricolo si contrae e la pressione sanguigna aumenta, il sangue ritornerebbe indietro attraverso la valvola atrio-ventricolare, invece grazie ai lembi valvolari queste valvole si chiudono permettendo al flusso di sangue di muoversi in maniera unidirezionale.

Abbiamo una valvola per ogni lato del cuore: la valvola AV di sinistra è costituita da due lembi, o cuspidi, di tessuto connettivo, perciò viene chiamata valvola bicuspide, mentre la valvola di destra ha 3 cuspidi quindi viene chiamata valvola tricuspide.

Le valvole semilunari sono poste tra i ventricoli e le arterie:

• La valvola aortica è localizzata tra il ventricolo sinistro e l’aorta.
• La valvola polmonare è localizzata tra il ventricolo destro e il tronco polmonare.

Queste valvole si aprono quando la pressione ventricolare supera quella arteriosa (ventricolo contratto). Quando il ventricolo si rilascia, queste valvole si chiudono, impedendo al sangue di tornare all’indietro, dalle arterie ai ventricoli.

Contrazione del muscolo cardiaco

La contrazione del muscolo cardiaco è generata da segnali che originano all’interno del muscolo cardiaco, per questa ragione l’attività contrattile del cuore è chiamata miogena. Il cuore è caratterizzato dall’autoritmicità, cioè la capacità di generare segnali che attivano le sue contrazioni. L’autoritmicità è causata da cellule muscolari modificate: le cellule pacemaker e le fibre di conduzione. Queste cellule costituiscono il sistema di conduzione del cuore.

Le contrazioni del cuore hanno origine dalle cellule pacemaker che generano spontaneamente potenziali di azione e sono localizzate nel nodo senoatriale (nodo SA) e nel nodo atrioventricolare (nodo AV).

Come avviene la propagazione dell’impulso?

L’impulso elettrico nasce nel nodo seno-atriale e raggiunge il nodo atrioventricolare (qui la conduzione rallenta). Dal nodo AV l’impulso viaggia attraverso un fascio di fibre chiamato Fascio di His. Poi, questo fascio si divide in due parti che corrono nel setto interventricolare arrivando all’apice del cuore e si ripiegano verso l’alto diramandosi nelle fibre di Purkinje che vanno a ricoprire tutto il ventricolo.

La propagazione di questo impulso, attraverso le cellule muscolari, è dovuta a delle giunzioni comunicanti, chiamate dischi intercalari, che consentono alla corrente elettrica di fluire da una cellula all’altra. Questi dischi contengono anche un grande numero di desmosomi, un legame fisico che consente resistenza meccanica. In questo modo il miocardio è in grado di resistere allo stiramento delle cellule muscolari.

I potenziali d’azione cardiaci

Nel tessuto cardiaco ci sono 2 tipi di potenziale d’azione: quelli generati dalle cellule pacemaker (risposta lenta) e quelli generati dalle cellule cardiache contrattili (risposta rapida).

Risposta lenta → Il potenziale di riposo è intorno a -70, il potenziale non resta mai fermo ma oscilla. Quando raggiunge la soglia a -50 inizia la depolarizzazione. I segnali elettrici nelle cellule pacemaker sono generati dalle variazioni di P_k, P_Na, P_Ca. La depolarizzazione avviene nelle prime fasi di questo tipo di potenziale e si verifica quando i canali per il potassio sono chiusi e i canali funny sono aperti. Con i canali potassio chiusi e funny aperti, la diffusione del potassio all’esterno diminuisce, mentre il sodio all’interno aumenta e nasce così una depolarizzazione spontanea. I canali funny si chiudono quando il potenziale di membrana si avvicina alla soglia di -55 mV e qui si attiva l’apertura di ulteriori canali, canali per il calcio, chiamati canali di tipo T che innalzano la permeabilità agli ioni calcio e permettono una depolarizzazione rapida. All’aumentare della depolarizzazione si aprono altri canali per il calcio, chiamati canali di tipo L. Questa forte depolarizzazione fa aprire i canali per il potassio che riportano il potenziale verso il valore di riposo. Dunque il potenziale scende, i canali calcio si chiudono e ciò induce una ripolarizzazione del potenziale di membrana.

Risposta rapida → Attraverso le giunzioni comunicanti, le cellule pacemaker e le cellule del tessuto di conduzione possono collegarsi alle cellule contrattili in modo tale che il potenziale sia inviato anche alle altre cellule. Ma il potenziale delle cellule contrattili è diverso da quello delle cellule pacemaker. Il potenziale di riposo è -90 (come nelle cellule muscolari scheletriche), in questo caso il potenziale rimane a riposo finché non arriva lo stimolo.

• Fase 0: Fase di depolarizzazione rapidissima dovuta all’apertura dei canali del sodio voltaggio dipendenti → il potenziale di membrana diventa più positivo.
• Fase 1: Inizia la ripolarizzazione dove si inattivano i canali del sodio, si dovrebbero aprire i canali del potassio che però sono bloccati dall’apertura canali del calcio di tipo L.
• Fase 2: Fase di plateau. In questa fase una P_Ca elevata e una P_k bassa contribuiscono a mantenere la membrana in uno stato di depolarizzazione.
• Fase 3: Prevale l’apertura dei canali del potassio in risposta alla depolarizzazione, ciò porta a raggiungere valori negativi fino al potenziale a riposo.
• Fase 4: Potenziale di riposo, situazione stabile.

Visto che il potenziale d’azione è così lungo, si forma un lungo periodo refrattario durante il quale non posso eccitare la cellula. Nel muscolo scheletrico il potenziale d’azione finisce prima della contrazione del muscolo quindi si potevano formare più potenziali d’azione per un maggior tempo di contrazione, contrazione tetanica. Nel caso del cuore non esiste questa contrazione tetanica, perché deve funzionare come pompa. È vitale che nel cuore sia garantito un periodo di rilassamento che è garantito dal potenziale d’azione molto lungo.

Accoppiamento eccitazione-contrazione nelle cellule contrattili cardiache

La muscolatura cardiaca viene eccitata dalla propagazione della corrente depolarizzante attraverso le giunzioni comunicanti:

1. Il potenziale d’azione si propaga lungo la membrana e scende nel tubulo T.
2. Questo provoca l’apertura...