Fisiologia del cuore: anatomia, circolazione e ciclo cardiaco

Fisiologia del Cuore

FISIOLOGIA 6° LEZIONE 28.11.22

Il cuore è una doppia pompa, in quanto è fisicamente diviso in due parti, due pompe separate che danno vita a due circolazioni diverse:

• Cuore destro, che pompa sangue ai polmoni attraverso l'arteria polmoni (circolazione polmonare)
• Cuore sinistro, che pompa il sangue verso tutti gli altri organi del nostro corpo (circolazione sistemica)

Il cuore occupa il centro della cavità toracica, è un organo cavo e ha forma di cono. Il cuore è un po' spostato rispetto all'asse centrale, ed è inclinato verso la parte sinistra. Sia cuore che polmoni sono circondati da un sacco che sostiene e protegge l'organo. I polmoni sono circondati dal sacco pleurico che contiene il liquido pleurico (caratterizzato da due foglietti). Il cuore è circondato da un sacco pericardico costituito da un liquido il quale permette lo scivolamento dei due foglietti pericardici (come nelle pleure) ed evita l'attrito tra le due durante questo movimento. Nel caso in cui i due foglietti dovessero fare attrito potremmo avvertire fastidio o dolore.

Anatomia del Cuore

Il cuore è diviso in 4 camere :

• 2 atri, che sboccano sempre in arterie, le quali portano il sangue lontano dal cuore
• 2 ventricoli I due atri e i due ventricoli sono sempre serviti dalle vene, le quali trasportano sempre il sangue al cuore.

Struttura della Parete Cardiaca

Distinguiamo 3 elementi differenti:

• la parete cardiaca-> costituita dall'epicardio viscerale
• il miocardio -> ovvero tutta la struttura di Ventricolo destro Vena cava inferiore tessuto muscolare cardiaco. Il suo spessore è dato da numerose cellule muscolari cardiache monucleate e sono rammificate a forma di Y, strettamente collegate l'una all'altra. Questo tipo di organizzazione consente un' efficace forza al cuore quando si contrae per poter iettare il sangue verso le due circolazioni.
• endocardio -> ovvero tessuto endoteliale

Nel letto capillare polmonare. r'O, entra nel sangue e la CO, lo abbandona Arterie polmonari O. CO. Vene polmonari Circolo polmonare Aorta Vene cave Atrio destro Atric sinistro Ventricolo destro Ventricolo sinistro Circolo sistemico Nel letto capillare del circolo sistemico, ro2 CO, lascia il sangue e la CO, vi entra Sangue ossigenato Cellule nei tessuti corporel Aorta Arteria polmonare destra Arteria polmonare sinistra Tronco polmonare Vena cava superiore Vene polmonari sinistre Valvola polmonare Setto- interatriale Atrio sinistro Atrio destro Valvola aortica Fossa ovale - Valvola AV sinistra Muscoli pettinati Ventricolo sinistro Valvola AV destra (tricuspide) Muscolo papillare Corde tendinee Setto interventricolare Endocardio Trabecole carnee Miocardio Epicardio (bicuspide) Vene polmonari destre Sangue deossigenato

Una peculiarità della parete è che lo spessore del ventricolo sinistro è maggiore rispetto al destro, perché le due camere svolgono la stessa funzione ma sappiamo che il miocardio del ventricolo sinistro ha un lavoro più grande da fare, in quanto deve pompare la stessa quantità di sangue ma il ventricolo sinistro deve pompare in un sistema/ circolo molto più lungo e complesso.

Circolazione Sanguigna

Percorso del Sangue

Polmoni Il sangue dalla parte bassa del nostro corpo arriva all'atrio destro, passa al ventricolo sinistro poi attraverso la valvola atrio ventricolare passa al ventricolo destro , e da qui arriviamo all'arteria polmonare passando per la valvola semi-lunare polmonare. Da qui abbiamo che il nostro sangue arriva ai nostri polmoni dove può essere arricchito in ossigeno. Dopodiché dai polmoni ritorna attraverso le vene polmonari e passa dall'atrio sinistro al ventricolo sinistro attraverso la valvola atrio-ventricolare sinistra, da qui dal ventricolo passando attraverso la valvola semi-lunare avremo poi che il sangue sarà pompato nell'aorta e a quel punto il sangue arriverà a tutti gli organi.

Capillari polmonari Circolazione polmonare Arterie polmonari Vene polmonari Lato destro del cuore Lato sinistro del cuore Vene sistemiche Circolazione sistemica Arterie sistemiche Capillari sistemici Sistemi organici Sangue ricco di O2 Sangue povero di O2

Tipi di Circolazione

• La circolazione polmonare viene definita in SERIE, ciò vuol dire che tutto il sangue del nostro corpo passa per i polmoni.
• La circolazione sistemica è definita in PARALLELO perché non tutto il sangue passa per tutti gli organi.

Le Valvole Cardiache

Le valvole cardiache sono 4 : Abbiamo le valvole atrio-ventricolari, le quali mettono in comunicazione la camera cardiaca dell'atrio con il suo ventricolo per entrambi i cuori quindi abbiamo:

• valvola atrio-ventricolare destra-> la quale è tricuspide, ha 3 lembi
• valvola atrio-ventricolare sinistra - > la quale è bicuspide, ha 2 lembi

Abbiamo altre due valvole: le valvole semi-lunari (tricuspidi), divise in:

• La valvola semi-lunare polmonare
• La valvola semi-lunare aortica

Aorta Arteria polmonare Vena cava superiore Vene polmonari Atrio sinistro Atrio destro Valvola mitrale Valvola polmonare ........ Ventricolo sinistro ·. Valvola aortica Valvola tricuspide Ventricolo destro Vena cava inferiore Pericardio

Funzionalità delle Valvole

Ci sono 3 lembi di tessuto connettivo connessi attraverso delle corde tendinee a dei muscoli capillari i quali sono porzioni di parete ventricolare, e, chiaramente, quando la parete ventricolare si contrae le corde si tendono ancora di più e vedremo le valvole. Come funzionano? Tutte e 4 le valvole funzionano allo stesso modo. Quando nell'atrio la pressione è maggiore rispetto al ventricolo la valvola si apre, quando invece la pressione è maggiore davanti la valvola, quest'ultima si chiude. Quindi questo tipico funzionamento della valvola di aprirsi in questo modo quando la pressione è aumentata dietro e di chiudersi quando la pressione è aumentata avanti, permette quello che è il flusso essenziale per un efficace funzionamento del cuore. Ad esempio se una valvola non si chiude mentre c'è contrazione ventricolare, il sangue potrebbe refluire, quindi ritornare indietro e questo comporta un errato pompaggio del nostro sistema muscolare

Per riassumere:

• Le valvole atrio- ventricolari si aprono quando la pressione atriale supera quella ventricolare e non permettono il reflusso
• Le valvole aortiche e polmonari quando la pressione ventricolare supera quella delle arterie

Valvola aperta Valvola chiusa; non si apre nel verso opposto

Caratteristiche del Muscolo Cardiaco

Le cellule muscolari cardiache, si ramificano e si Dischi intercalari collegano con le altre tramite le loro estremità per formare una rete intrecciata I dischi in viola prendono il nome di dischi intercalari e servono appunto da punti di congiunzione tra più cellule Il segnale della contrazione viene proprio da alcune cellule specializzate che si definiscono auto- ritmiche o pacemaker che danno il via ad un segnale elettrico senza l'aiuto del sistema nervoso. Il regolare ripetersi del SARCOMERO (il quale è l'unita funzionale del muscolo striato ) da vita a questa striature molto chiare e definite Nell'immagine vediamo anche delle cellule che sono più piccole di quelle muscolari.Il segnale di contrazione deriva dalle cellule pacemaker e sono collegate con tutte le cellule contrattili del nostro cuore.

Tipi di Fibre Muscolari Cardiache

I 3 tipi di fibre muscolari presenti nel cuore:

• fibre del tessuto specifico, ovvero un tessuto che è solo l'1% di tutto il cuore, ma è costituito da 2 tipi di fibre:
• Cellule / fibra di eccitamento -> sono cellule capaci di auto-eccitarsi e sono presenti nella parte alta dell'atrio destro e al confine tra l'atrio destro e il ventricolo sinistro
• Fibre di conduzione -> ovvero cellule che hanno la capacità di condurre in modo veloce il PDA (potenziale d'azione), prodotto proprio in un determinato posto. Questi due tipi di cellule danno vita ad un tessuto specifico che è specifico sia dal punto di vista eccitatorio che per il trasporto veloce di questo flusso ionico a tutte le cellule del cuore. Questo tessuto specifico (tessuto nodale e tessuto di conduzione) fa parte di un sistema di conduzione che vedremo più avanti ed è solo l'1 %, il 99% delle cellule sono fibre del mio- cardio da lavoro. Queste cellule sono presenti sia nell'atrio che nei ventricoli e si attivano quando un PDA viene trasmesso dalle cellule pacemaker e quindi arriva il segnale depolarizzante e le cellule muscolari si contraggono. Nella regione del nodo seno-atriale abbiamo delle cellule specifiche a genere un PDA, questa corrente ionica viene poi automaticamente passata a tutte le cellule del cuore perché le cellule sono di fatto collegate tra di loro attraverso i dischi intercalari e hanno una giunzione detta giunzione comunicante che collega tutte le cellule cardiache. La giunzione comunicante permette al flusso ionico di attraversare tutte le cellule quindi quest'ultime possono diventare un sincizio funzionale (un tutt'uno) Inoltre i dischi intercalari sono anche costituiti dal desmosoma ovvero una congiunzione proteica che tiene unite le cellule Il cuore per contrarsi in maniera corretta, devono contrarsi prima gli atri e poi i ventricoli e i dischi intercalari permetto la contrazione coordinata

Sistema di Conduzione del Cuore

Per la sequenzialità vi è un sistema di conduzione del cuore, ovvero una rete specializzata capace di generare un Potenziale d'azione in modo autonomo e di trasportarlo poi in tutto il cuore in modo sequenziale. Dal nodo seno-atriale parte il segnale che giungerà attraverso le vie internodali a tutto l'atrio destro e attraverso la via inter-atriale abbiamo cellule del sistema specifico di conduzione capaci di condurre questo segnale in maniere veloce anche all'atrio sinistro.In questo modo si permette la contrazione coordinata dei singoli atri e degli atri insieme Quindi il sincizio funzionale atrio destro e il sincizio funzionale atrio sinistro si contrarranno, grazie alla via interatriale, ovvero questo sistema di conduzione specifico del Potenziale d'azione che si svilupperà nel nodo senoatriale. Ma abbiamo detto che prima devono contrarsi gli atri e poi i ventricoli e di fatto dal PDA che abbiamo nel nodo seno atriale e questo poi viene portato al nodo atrio-ventricolare e da questo punto abbiamo un rallentamento del passaggio del segnale elettrico perché diamo tempo agli atri di contrarsi ma anche di rilassarsi; dopodiché il segnale, dal nodo atrio ventricolare va giù, velocissimo, attraverso i rami destro e sinistro del fascio Hiss, e grazie a un sistema di cellule capaci di condurre il potenziale d'azione generato. A partire dall'apice del cuore, il segnale elettrico, che porterà poi la contrazione del ventricolo, passa attraverso le fibre del Purkinje (capaci di condurre velocemente il segnale) che si diramano lungo tutte le cellule muscolari del cuore. Il segnale elettrico parte dai ventricoli per poi produrre una contrazione dall'apice verso l'alto. Nell'atrio destro dal nodo senoatriale, dove abbiamo le cellule pacemaker, parte il segnale che si dirama attraverso la via interatriale all'atrio sinistro, e attraverso la via internodale arriva al nodo atrioventricolare (un altro punto cruciale), qui abbiamo un piccolo rallentamento della velocità di conduzione, che permette all'atrio di contrarsi e rilasciarsi. Il messaggio elettrico passa attraverso i fasci di Hiss nel setto atrioventricolare, e infondo all'apice del cuore, grazie alle fibre del Purkinje il potenziale d'azione raggiunge tute le cellule muscolari e il cuore si può contrarre e rilassare.

Via interatriale Atrio destro Atrio sinistro Nodo SA Nodo AV - Via internodale Fibre di Purkinje Fascio di His Ventricolo destro Ventricolo sinistro