Sistema di conduzione del cuore, proprietà dell'attività cardiaca, Fisiologia umana

La struttura del NAV non è omogenea:

Regione anti nodale (AN)

- Regione nodale (N): regione con la massima dipendenza delle cellule al canale

- del calcio per la genesi del pda ed è la regione più sensibile ai calcio –

antagonisti e alla stimolazione da parte delle catecolamine (recettori β

adrenergici)

Regione nodale His (NH)

-

Dopo 160 ms il PDA è giunto alla porzione distale del fascio di His.

Dopo 190 ms il PDA è giunto al termine delle fibre di Purkinje.

Le fibre del Purkinje conducono velocemente (1.5-4 m/sec) grazie all’elevato

accoppiamento e alle grandi dimensioni.

Il nodo del seno è il pacemaker dominante del cuore perché è quello che ha la

frequenza più elevata:

Nodo del seno:70–80 PDA/min

- Nodo AV: 40-60

- Fibre Purkinje 15-40.

-

È possibile che regioni del tessuto di conduzione vadano incontro, a seguito

dell’alterazione del normale equilibrio delle conduttanze di membrana, ad aumenti

della frequenza di scarica automatica, svincolandosi dal ritmo sinusale: focolai

ectopici di automatismo. Per far si che questo focolaio ectopico prenda il

sopravvento, occorre che sia presente una marcata bradicardia sinusale o alterazioni,

ritardi e blocchi della conduzione (la cellula cardiaca si deve attivare prima del nodo

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del seno e trovare il miocardio eccitabile) →extrasistole (battito prematuro, più

debole di un battito normale, perché può avvenire in un momento in cui l’atrio non si

è ancora riempito del tutto) All’extrasistole fa seguito la pausa compensatoria dovuta

alla refrattarietà del miocardio e un battito più forte del normale (perché l’atrio ha

avuto più tempo per riempirsi).

Nel caso di un individuo bradicardico l’extrasistole si inserisce tra un battito e l’altro

senza osservare una pausa compensatoria, dato che l’intervallo tra un battito e l’altro

è già lungo → extrasistole interpolare.

Se una cellula cardiaca comincia a scaricare a frequenza superiore a quella del nodo

del seno, trovando il miocardio eccitabile, si genera una tachicardia

In alcuni casi l’avviatore può essere un riattivatore precoce del pda nel nodo del seno,

non ectopico

L’attività del NAV permette di generare e mantenere un’attività automatica dei

ventricoli anche in presenza di blocchi della conduzione che impediscono l’arrivo

dell’impulso dal NSA per la via normale.

Se il pacemaker primario viene inattivato può essere necessario un certo tempo (5-30

sec) perché l’avviatore ectopico possa partire autonomamente. Questo può portare a

svenimento del soggetto.

L’ordinata eccitazione del cuore può essere alterata da:

Variazione della durata del PDA (periodo refrattario)

- Diminuzione della velocità di conduzione del PDA

- Aumento delle dimensioni cardiache

-

Nel caso in cui il tessuto cardiaco presenti difetti nel processo di ripolarizzazione

(tossicità da bloccanti della pompa Na\K – digitalici- o in presenza di sofferenza

cellulare) e instabilità del potenziale di riposo (per difficoltà della cellula a

ripolarizzare e alterazione della corrente del K rettificatrice interna, che stabilizza il

potenziale diastolico) è possibile che si generino in modo aleatorio e non ritmico

impulsi prematuri che danno luogo a un ritmo cardiaco accelerato, incostante e

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discontinuo. Il presentarsi di numerosi impulsi prematuri può portare all’avvio di una

fibrillazione ventricolare, caratterizzata da assoluta inefficacia meccanica dell’attività

del muscolo cardiaco. Questa è la più comune causa di morte nel periodo che segue

un infarto cardiaco, patologia caratterizzata da necrosi ischemica di una porzione del

tessuto cardiaco, con sofferenza ipossica e depolarizzazione della zona circostante.

Grave è la situazione se i battiti diventano frequenti o la regola, da compromettere la

funzione di pompa. Devono concorrere 2 cause affinché questo si verifichi:

La scarica di un focus ectopico o genesi di impulsi prematuri

- Alterazioni di conduzione

-

In queste condizioni può succedere che l’onda elettrica, invece di estinguersi, eccita

nuovamente regioni già precedentemente depolarizzate e comincia a circolare sul

cuore dando origine a contrazioni inefficaci (fibrillazione).

Infatti la possibile insorgenza di una tachiaritmia nel sistema di conduzione atriale

difficilmente riesce a coinvolgere anche il ventricolo, grazie al lungo periodo

refrattario del NAV che non permette il passaggio di impulsi a frequenza molto

superiore a 100\s, inoltre la genesi di impulsi prematuri non ha motivo di sostenersi

indefinitamente.

Se però all’alterazione della genesi degli impulsi si accompagnano alterazione nelle

modalità di conduzione dell’impulso, una tachiaritmia si può generare e sostenere

indefinitamente compromettendo la funzione di pompa di atrio o ventricolo per

l’insorgenza della fibrillazione ventricolare nella quale gruppi di fibre si attivano in

modo disordinato e asincrono, senza produrre alcun efficace lavoro di propulsione del

sangue.

Un impulso prematuro può trovare gruppi cellulari diversi in diverse condizioni di

refrattarietà relativa e subire un rallentamento della conduzione più o meno marcato.

Perché un’attività automatica anomala possa dar luogo a un’aritmia che si sostiene

indefinitamente è sufficiente che un impulso trovi la via per propagarsi in modo

“circolare” nel tessuto cardiaco, così da ritornare a invadere la regione dove si è

originariamente prodotto e da potersi propagare nuovamente lungo la stessa strada. Vi

sono molti motivi per cui questo non si verifichi:

Il tessuto cardiaco è continuo dal punto di vista elettrico e quindi l’impulso si

- propaga in tutte le direzioni senza lasciare strade non stimolate attraverso le

quali tornare al punto di partenza.

Se c’è un blocco nel sistema di conduzione, una zona potrebbe non venir

- coinvolta dalla propagazione dell’impulso: prima o poi vi giungerà attraverso

altre vie, ma comunque potrà propagarsi solo al tessuto che non è refrattario→

verrà comunque invaso tutto il tessuto che è eccitabile una e una sola volta.

Diversa la situazione se l’impulso non incontra un blocco ma una regione che non ha

ancora recuperato dal periodo refrattario: quando un impulso prematuro può trovare

diverse aree del tessuto cardiaco in diverse condizioni di ripolarizzazione e

refrattarietà. 5

L’impulso prematuro può imbattersi in percorsi di propagazione interrotti da

momentanei blocchi funzionali. Quando, attraverso altre vie, torna alla zona che non

è stata precedentemente eccitata, è possibile che questa sia uscita dal periodo

refrattario e permetta il passaggio dell’impulso all’indietro.

Di solito la velocità di conduzione dell’impulso nel tessuto cardiaco è tale che

qualunque percorso l’impulso segua per tornare a una regione già attivata dal suo

passaggio, vi arrivi quando il tessuto è ancora refrattario.

In condizioni di PRR, la velocità di conduzione può essere fortemente ridotta. Se

l’impulso si muove lungo un percorso chiuso invadendo il tessuto non appena questo

diviene eccitabile, ma ancora in PRR, si propagherà lentamente: potrà quindi trovare

di fronte a se un tessuto in uscita dal periodo refrattario e così circolare

indefinitamente attivando il muscolo cardiaco a frequenze anche molto elevate

(>300\s). Ecco come un impulso prematuro ectopico può avviare un’aritmia che si

sostiene nel tempo: aritmie da rientro.

Proprietà fondamentali dell’attività cardiaca e loro regolazione.

CRONOTROPISMO: frequenza di scarica automatica cardiaca.

Regolata dalla velocità con cui si depolarizzano le cellule pacemaker che dipende

dall’intensità della If, attivata dall’iperpolarizzazione e dal cAMP.

In generale la frequenza dipende dal tempo che intercorre tra 2 pda successivi e a sua

volta l’intervallo è determinato da:

Potenziale di riposo

- Velocità di depolarizzazione spontanea

- Soglia per l’attivazione dei canali responsabili del pda (quanto è più elevata la

- soglia, tanto più tempo è necessario affinché la cellula la raggiunga di nuovo).

Tanto più è polarizzata la cellula alla fine di un pda, tanto più tempo sarà necessario

perché la depolarizzazione spontanea conduca alla sogli per scatenare un nuovo pda.

Allo stesso tempo però una maggior polarizzazione corrisponde a un’attivazione più

intensa della If e una depolarizzazione più rapida.

NB. Le cellule dei nodi SA e AV non raggiungono elevati valori di polarizzazione.

Esiste un innervazione simpatica dei NSA, NAV, miocardio atriale e ventricolare e

una parasimpatica dei NSA, NAV e miocardio atriale.

Noradrenalina agisce sui recettori β adrenergici, accoppiati a proteine Gs, ↑ cAMP

che stimola la PKA che fosforila i canali del Ca++. Questo determina:

↓ della soglia delle cellule lente aumentando così la frequenza di scarica

- automatica (cronotropismo)

Apertura dei canali del Ca++, aumentando così la velocità di conduzione nel

- tessuto lento (dromotropismo) e la forza di contrazione del miocardio

(inotropismo).

Al contrario l’Ach si lega ai recettori muscarinici accoppiati a proteine Gi che

determinano ↓ cAMP.

All’aumento della frequenza di attivazione di devono associare:

Aumento della forza di contrazione atriale, ma soprattutto ventricolare, che

- permette lo svuotamento più rapido delle cavità 6

Aumento della velocità di conduzione che permette dall’impulso di

- raggiungere il ventricolo più precocemente, diminuendo l’intervallo tra

contrazione atriale e ventricolare.

Non deve essere ridotto il tempo di diastole, pur essendo ridotta la durata del

- ciclo cardiaco, per permettere al circolo coronarico di perfondere

adeguatamente il miocardio (il flusso di sangue può avvenire solo nella fase di

rilasciamento).

BATMOTROPISMO: eccitabilità delle cellule cardiache.

Dipende da:

Potenziale di riposo

- Disponibilità di canali coinvolti nella fase 0

-

L’eccitabilità delle cellule veloci dipende dalla disponibilità di canali del Na+, mentre

quella delle cellule lente dalla disponibilità di canali del Ca++.

I bersagli di regolazione sono i canali del K+ e del Ca++:

I canali del K+ vengono attivati dalle proteine Gi a seguito di stimolazione