Fisiologia I: Elettrocardiogramma e attività elettrica del cuore

L'elettrocardiogramma (ECG)

Fisiologia I
LEZIONE 16L'elettrocardiogramma (ECG)
è la registrazione dell'attività elettrica del cuore che si verifica nel ciclo cardiaco

Triangolo di Einthoven

(a) L'elettrocardiogramma (ECG) rappresenta la somma
dell'attività elettrica di tutte le cellule registrata
dalla superficie corporea.
1
1 mV
1 s
(b) Triangolo di Einthoven. Gli elettrodi posti su entrambe le braccia e sulla gamba
sinistra formano un triangolo. Ogni coppia di elettrodi costituisce una derivazione,
con un elettrodo positivo e uno negativo. Un ECG viene registrato da una sola
derivazione alla volta.
La derivazione I, per esempio, ha
l'elettrodo negativo collegato al
braccio destro e l'elettrodo positivo
collegato al braccio sinistro.
Braccio destro
Braccio sinistro
+
0
Gli elettrodi sono
fissati alla
superficie cutanea.
=
Nodo SA
Vettore del flusso
di corrente
Nodo AV
+
+
Gamba sinistra
(c) L'attività elettrica di tutte le cellule cardiache
in un determinato istante può essere rappresentata
da un vettore, come mostrato qui
per la depolarizzazione atriale.Quando un'onda elettrica che si sposta nel cuore si dirige verso l'elettrodo positivo, l'onda sale
Una deflessione verso l'alto di un tracciato
ECG indica che il vettore flusso di corrente è
orientato verso l'elettrodo positivo.
Derivazione 1
+
L'ECG sale.
mV
1
Tempo
Una deflessione verso il basso significa che il
vettore flusso di corrente è orientato verso
l'elettrodo negativo.
Derivazione 1
+
mV
L'ECG scende.
-Tempo
Un vettore perpendicolare all'asse non causa
alcuna deflessione (line di base)
Derivazione 1
-
+
1
L'ECG rimane alla linea base.
mV
-Tempo-Gli elettrodi precordiali misurano proiezioni sul piano perpendicolare
Elettrodi precordiali V1-V6
Questi potenziali misurano proiezione sul piano perpendicolare
Clavicula
Mid-clavicular
line
1
Mid-Collary
line
v.
V,
TV
V.
Essi misurano la differenza
di potenziale tra l'elettrodo
precordiale e il terminale
centrale di Wilson dato
dalla media dei potenziali
posti alle estremità degli arti
V1 e V2 registrano prevalentemente l'attività del ventricolo destro.
V4, V5. V6 quella del ventricolo sinistro.
V3 è elettrodo di
transizione.L'elettrocardiogramma (ECG) rappresenta la somma
dell'attività elettrica di tutte le cellule registrata
dalla superficie corporea.
1 mV
1 s
Il potenziale d'azione di questa cellula ventricolare è una
registrazione intracellulare realizzata ponendo un elettrodo
all'interno della cellula e l'elettrodo di massa all'esterno
della cellula [Figura 5.23].
110
mV
>
1 s

Elettrocardiogramma (ECG)

Componenti dell'ECG

Atri
Ventricoli
L' ECG registra l'attività elettrica del cuore su carta millimetrata,
che scorre alla velocità di 25 mm/secondo
Intervallo RR
+1,0
R
+0,5
Segmento
S-T
Millivolt
T
P
0
Q
Intervallo (P-R)
= 0,16 sec
S
Intervallo Q-T
-0,5
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
Tempo (secondi)
Figura 11.1 Elettrocardiogramma normale.
Componenti dell' ECG - onde, segmenti e intervalli
Onda P= depolarizzazione degli atri (< 0.12 sec)
Complesso QRS = depolarizzazione ventricolare (< 0.10 sec)
Onda T = ripolarizzazione ventricolare (tra 0.12 e 0.2 sec)
INTERVALLO P-R conduzione A-V (tra 0,12 e 0,2 sec)
INTERVALLO Q-T durata della sistole (varia in rapporto alla frequenza cardiaca)

Corrispondenza tra eventi elettrici e regioni cardiache

La figura mostra la corrispondenza tra eventi
elettrici nell'ECG e le regioni in depolarizzazione
(in viola) e in ripolarizzazione (color pesca)
del cuore.
INIZIO
Onda P:
depolarizzazione
P
atriale
Fine
R
T
P
2
VV
Qs
P
Atri contratti
Onda T:
ripolarizzazio
ne ventricolare
R
P
Ripolarizzazione
ventricolare
QS
Onda Q
P
Ripolarizzazione
atriale
TV
Segmento S-T
B
Onda R
P
R
Os
R
P
O
P
Onda S
NY
05
Ventricoli contratti
EVENTI ELETTRICI
DEL
CICLO CARDIACO
T
Segmento P-Q o P-R:
conduzione attraverso
il nodo AV
e il fascio AV

Come interpretare l'ECG

1. Ritmo: Il ritmo appare regolare o irregolare?
2. Frequenza: Quanto è la frequenza cardiaca?
3. Onda P Le onde P sono presenti e positive? Hanno forma arrotondata? Ciascuna onda P è seguita
   da un QRS? Le onde P sono tutte alla stessa distanza dal QRS?
4. Intervallo PR: L'intervallo PR è costante?
5. QRS Il QRS è stretto o largo? I complessi QRS hanno tutti la stessa forma e dimensione?

ECG normali e patologici

(h) ECG normali e patologici. Tutti i tracciati rappresentano
10 secondi di registrazione.
-10 s
R
R
PT P
(1) ECG normale
R
L
R
R
P
P
P
P
P
P
P
P
P
BLOCCO DI TERZO GRADO
Ritmo atriale e ventricolare regolare , Frequenza 25-60 battiti/min
Onda P Non si associano al QRS: intervallo PR Non misurabile
QRS Può essere sia largo che stretto
(2) Blocco di terzo grado
FIBRILLAZIONE ATRIALE
Ritmo irregolare, non corrispondenza tra QRS e onde fibrillatorie
Onda P non visibili (contrazioni asincrone, formazione di trombi)
Intervallo PR Non misurabile
QRS Normale
(3) Fibrillazione atriale
2
FIBRILLAZIONE VENTRICOLARE
Ritmo regolare o lievemente irregolare
Frequenza da 100 a 250 battiti al minuto
Onda P Assente
Intervallo PR Non misurabile
QRS Forma bizzarra e ampiezza aumentata
(4) Fibrillazione ventricolare

Meccanica cardiaca: Il ciclo cardiaco

Fasi del ciclo cardiaco

Diastole
(dilatazione)
Periodo di tempo durante il quale il muscolo si rilascia
Sistole
(contrazione)
Periodo di tempo durante il quale il muscolo si contrae
(a) Il ciclo cardiaco fra le contrazioni (sistole)
e il rilasciamento (diastole).
1
Diastole tardiva: entrambi gli atri
e i ventricoli sono rilasciati e i ventricoli
si riempiono passivamente.
INIZIO
5
Rilasciamento ventricolare
isovolumico: quando i ventricoli
si rilasciano la pressione
nei ventricoli diminuisce, il sangue
refuisce verso i lembi delle valvole
semilunari e ne provoca la chiusura.
2
Sistole atriale: la contrazione
atriale spinge una piccola quantità
di sangue nei ventricoli.
Diastole ventrico
Sistole atriale
+-S1
S2
Diastole atriale
Sistole ventricolare
3
Contrazione ventricolare
isovolumica: la prima fase
della contrazione ventricolare
determina la chiusura
delle valvole AV, ma non genera
una pressione sufficiente ad aprire
le valvole semilunari.
4
Eiezione ventricolare: quando
la pressione ventricolare aumenta
e supera la pressione delle arterie,
le valvole semilunari si aprono
e il sangue viene eiettato.

Dettaglio delle fasi del ciclo cardiaco

1
Diastole tardiva: entrambi gli atri
e i ventricoli sono rilasciati e i ventricoli
si riempiono passivamente.
2
Sistole atriale: la contrazione
atriale spinge una piccola quantità
di sangue nei ventricoli.
entricolare
Diastole ventricolare
Sistole atriale
CICLO CARDIACO
1.
Cuore a riposo: diastole atriale e
ventricolare.
Atri e ventricoli sono rilasciati.
Atri si stanno riempiendo,
i ventricoli hanno completato la
contrazione e si rilasciano.
Apertura valvole AV, riempimento
ventricoli.
Sangue si sposta seguendo gradiente di
pressione.
2. Completamento del riempimento ventricolare: Sistole atriale.
Il 20% del riempimento ventricolare è completato con la contrazione degli atri.
La contrazione atriale inizia dopo l'onda di depolarizzazione che invade gli atri.
L'aumento di pressione che accompagna la contrazione spinge il sangue nei ventricoli.
Massimo volume di sangue dei ventricoli: VOLUME TELEDIASTOLICO (EDV)

Contrazione ventricolare e primo tono cardiaco

2
Sistole atriale: la contrazione
atriale spinge una piccola quantità
di sangue nei ventricoli.
Diastole ventricolare
Sistole atriale
FS1
Diastole atriale
Sistole ventricolare
Primo tono cardiaco (S1):
vibrazioni che seguono la
chiusura delle valvole AV
3
Contrazione ventricolare
isovolumica: la prima fase
della contrazione ventricolare
determina la chiusura
delle valvole AV, ma non genera
una pressione sufficiente ad aprire
le valvole semilunari.
CICLO CARDIACO
3. Fase iniziale della contrazione ventricolare e
primo tono cardiaco.
Le valvole AV chiuse,
il sangue rimane intrappolato nei ventricoli.
La contrazione dei ventricoli preme il sangue
contro le pareti cardiache (contrazione
isometrica dove si crea forza senza generare
movimento).
CONTRAZIONE ISOVOLUMETRICA
(ISOVOLUMICA) il volume del sangue nel
ventricolo non cambia.
La pressione generata non è in grado di aprire
le valvole semilunari
Gli atri iniziano a riempirsi. Riempimento degli
atri è indipendente dagli eventi del ventricolo.

Eiezione ventricolare

CICLO CARDIACO
Diastole atriale
Sistole ventricolare
4
Eiezione ventricolare: quando
la pressione ventricolare aumenta
e supera la pressione delle arterie,
le valvole semilunari si aprono
e il sangue viene eiettato.
4. Il cuore come pompa: eiezione ventricolare
Quando i ventricoli si contraggono generano la pressione sufficiente ad aprire le
valvole semilunari e spingere il sangue nelle arterie.
Valvole AV restano chiuse e gli atri continuano a riempirsi.
Volume di sangue che resta nei ventricoli: VOLUME TELESISTOLICO (ESV)

Rilasciamento ventricolare e secondo tono cardiaco

CICLO CARDIACO
INIZIO
5
Rilasciamento ventricolare
isovolumico: quando i ventricoli
si rilasciano la pressione
nei ventricoli diminuisce, il sangue
refuisce verso i lembi delle valvole
semilunari e ne provoca la chiusura.
Diastole ventricola
Sistole atriale
Secondo tono cardiaco
S2
(S2): vibrazioni che
seguono la chiusura delle
valvole semilunari
Diastole atriale
Sistole ventricolare
5. Rilasciamento ventricolare e secondo tono
cardiaco.
Alla fine dell'eiezione ventricolare, i ventricoli si
ripolarizzando e rilasciano. Quando la pressione
scende sotto quella delle arterie il sangue
refluisce all'indietro e le valvole semilunari si
chiudono: SECONDO TONO CARDIACO.
Valvole semilunari e AV chiuse, ventricoli isolati.
Pressione dei ventricoli maggiore degli atri:
Rilasciamento ventricolare isovolumetrico (non
cambia il volume di sangue nei ventricoli).
4
Eiezione ventricolare: quando

Curva pressione - volume in un ciclo cardiaco

Ventricolo sinistro

Curva pressione - volume in un ciclo cardiaco
(ventricolo sinistro)
120
Periodo di eiezione
Chiusura
della
valvola
aortica
100-
D
LE
80-
C
Apertura
della valvola
aortica
Rilasciamento
isovolumico
60
(a) Il ciclo cardiaco fra le contrazioni (sistole)
e il rilasciamento (diastole).
A
Diastole tardiva: entrambi gli atri
e i ventricoli sono rilasciati e i ventricoli
si riempiono passivamente.
INIZIO
5
Rilasciamento ventricolare
isovolumico: quando i ventricoli
si rilasciano la pressione
nei ventricoli diminuisce, il sangue
refuisce verso i lembi delle valvole
semilunari e ne provoca la chiusura.
2
Sistole atriale: la contrazione
atriale spinge una piccola quantità
di sangue nei ventricoli.
Diastole ventricola
Sistole atriale
+S1
S2
B
Diastole atriale
Sistole ventricolare
0
65
135
Volume ventricolare sinistro (mL)
Il riempimento massimo del ventricolo
avviene alla fine del rilasciamento
(diastole).
VOLUME TELEDIASTOLICO
(EDV- End-Diastolic Volume) (B)
Un uomo di 70 kg a riposo EDV= 135mL
Gittata sistolica (volume di eiezione)
+Contrazione
isovolumica
40
Volume
di fine
sistole
Volume
di fine diastole
20H
Apertura
della
valvola
mitrale
Periodo
di riempimento
B
A
Chiusura
-della valvola
mitrale
3
Contrazione ventricolare
isovolumica: la prima fase
della contrazione ventricolare
determina la chiusura
delle valvole AV, ma non genera
una pressione sufficiente ad aprire
le valvole semilunari.
4
Eiezione ventricolare: quando
la pressione ventricolare aumenta
e supera la pressione delle arterie,
le valvole semilunari si aprono
e il sangue viene eiettato.
C
Pressione intraventricolare (mmHg)