TESSUTO DEL MIOCARDIO. 1. Masse atriali e ventricolari, costituite da tessuto muscolare contrattile con proprietà elettriche distinte.

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1 TESSUTO DEL MIOCARDIO 1. Masse atriali e ventricolari, costituite da tessuto muscolare contrattile con proprietà elettriche distinte. 2. Tessuto di conduzione, costituito da tessuto muscolare specializzato per la conduzione di potenziali d azione. 3. Nodi seno-atriale e atrio-ventricolare costituiti da tessuto muscolare specializzato per la generazione di potenziali (potenziali segna-passo). Innervazione Sistema nervoso autonomo e Sistema Endocrino con funzione modulatoria Il muscolo cardiaco: 40% del volume cellulare occupato da mitocondri Cellule ricche di mioglobina SUBSTRATI ENERGETICI: ACIDI GRASSI LIBERI GLUCOSIO E LATTATO IN MINOR MISURA SI ADATTA ALLE DISPONIBILITA, MA NON PUO FARE A MENO DELL OSSIGENO 1

2 Determinanti del consumo miocardico di O 2 Il miocardio è un tessuto strettamente aerobico, ossigenodipendente. La determinazione del fabbisogno miocardico di O 2 fornisce un indice accurato del suo metabolismo complessivo. I principali determinanti del consumo miocardico di O 2 sono: frequenza cardiaca contrattilità tensione di parete L aumento della frequenza cardiaca aumenta il MVO2; inoltre la tachicardia agisce riducendo il flusso coronarico. Quanto essa è maggiore, tanto più alto è il consumo di O2 Tensione di parete della cavità cardiaca (= postcarico) Dipendente da tre fattori: la pressione sviluppata al suo interno il raggio medio della cavità Lo spessore parietale Coronaria dx Aorta Coronaria sn Discendente anteriore Circonflessa Il cuore riceve ossigeno dalla circolazione coronarica perché NON DALLE CAMERE CARDIACHE? ENDOCARDIO: IMPERMEABILE PARETI CARDIACHE TROPPO SPESSE 2

3 FLUSSO CORONARICO: 70% DURANTE LA DIASTOLE 30% DURANTE LA SISTOLE Flusso coronarico/frequenza ALL AUMENTARE DELLA FREQUENZA CARDIACA (MAGGIOR RICHIESTA ENERGETICA) LA DURATA DELLA DIASTOLE DIMINUISCE RIDUCENDO APPARENTEMENTE IL FLUSSO CORONARICO. AUMENTA LA VELOCITA DEL FLUSSO CORONARICO (FINO A 5X) VASODILATAZIONE DEI VASI CORONARICI, SPECIALMENTE DURANTE DIASTOLE N.B. A RIPOSO IL MIOCARDIO ESTRAE FINO AL 65% DELL OSSIGENO DISPONIBILE (ALTRI TESSUTI A RIPOSO ESTRAGGONO CIRCA IL 25%; IN CASO DI NECESSITA POSSONO AUMENTARE L ESTRAZIONE DI OSSIGENO) NEL MUSCOLO CARDIACO AUMENTA LA PRODUZIONE E IL RILASCIO DI ADENOSINA USCO O C CO U O U O SC O OS ALL AUMENTARE DELLE RICHIESTE ENERGETICHE L ADENOSINA INDUCE VASODILATAZIONE DEI VASI CORONARICI (AGENTE PARACRINO) 3

4 Metabolismo miocardico In condizioni basali il cuore consuma circa 6,5-10 ml/min/100 gr di tessuto di O2 Tale dispendio serve: 3-5% per l attività elettrica 20% per il mantenimento dell integrità cellulare 72-75% per l attività contrattile N.B: il post-carico (pressione sistemica influenza in maniera significativa il lavoro del cuore 4

5 Flusso coronarico Consumo di Ossigeno del cuore: MVO2 (ml/min/g) A livello miocardico per l elevata l estrazione di O2 (circa il 70%) l unico meccanismo di compenso in caso di aumentato fabbisogno di O2 è rappresentato da un proporzionale aumento del flusso coronarico, determinato da una vasodilatazione del distretto coronarico arteriolare (vasi di resistenza). La capacità massima di vasodilatazione secondaria a uno stimolo metabolico è definita Riserva Coronarica 5

6 Fattori che regolano il circolo coronarico Anatomici (spessore parietale del ventricolo sn, presenza di circoli collaterali) Meccanici (portata sistemica, resistenze vascolari, compressione sistolica, riflesso miogeno, viscosità ematica) Neurogeni (recettori alfa, recettori beta2, azione vagale) Metabolici (po2, ph, K+, adenosina, prostaglandine) Fattori anatomici I vasi coronarici possono essere suddivisi in: vasi di conduttanza (grossi rami epicardici i e loro diramazioni) vasi di resistenza (rami intramiocardici e arteriole) Le resistenze coronariche sono regolate da fattori estrinseci (azione compressiva del miocardio ventricolare) e da fattori intrinseci (di natura neuro-ormonale ormonale, miogena e metabolica) 6

7 Fattori meccanici Il flusso coronarico si attua soprattutto in diastole poiché in sistole i rami intramurali vengono virtualmente t occlusi dalla contrazione ventricolare. Ne consegue che la tachicardia predispone allo sviluppo di ischemia, poiché, accorcia il tempo di diastole Gli strati subendocardici sono generalmente i più esposti all ischemia ischemia, soprattutto perché maggiormente esposti alla pressione diastolica endocavitaria Pression ne aortica (mmhg) Fattori meccanici: Ciclo cardiaco e flusso coronarico Sistole Chiusura della valvola aortica Zero Flow Zero Flow Diastole Flusso attraverso la coronaria sinistra Flusso attraverso la coronaria destra 7

8 Fattori metabolici L aumentato della richiesta metabolica del miocardio determina idrolisi di ATP e conseguente liberazione di adenosina (prodotta da AMP) nell interstizio. L adenosina induce una vasodilatazione (antagonizzando l ingresso dello ione Calcio all interno delle cellule muscolari lisce) soprattutto a livello dei vasi di resistenza, con un conseguente aumento del flusso coronarico proporzionale all aumento delle richieste metaboliche. Fattori metabolici locali con azione vasodilatatrice: prostaglandine, ioni idrogeno, ioni potassio, CO2 e NO Fattori neurogeni Le arterie coronarie sono innervate dal SNA (simpatico: noradrenalina = vasocostrizione (recettori alfa) e nervo vago: acetilcolina = vasodilatazione) con scarica tonica. N.B. Fattori metabolici dominanti su attività nervosa La stimolazione dal ganglio stellato (simpatico) induce vasodilatazione (mediata dai recettori Beta), ma al contempo aumento della contrattilità e della frequenza cardiaca. Il blocco recettoriale Beta induce la comparsa di effetti alfa-mediati (vasocostrizione) 8

9 Metabolismo cardiaco Quantità di ATP consumato: 3,5-5,0 Kg/die A digiuno: lipidi (60-70%), acidi grassi liberi (60%, da tessuto adiposo), trigliceridi (10%); glucosio convertito in glicogeno Dopo un pasto ricco in carboidrati: diminuendo gli acidi grassi liberi, aumenta il consumo del glucosio Fisiopatologia Due sono i fattori che intervengono nella genesi delle coronopatie (ischemia miocardica): La riduzione del flusso coronarico L aumento del consumo miocardico di ossigeno (MVO2) 9

10 Riduzione del flusso coronarico Una lesione aterosclerotica di un ramo epicardico determina a valle della stenosi una caduta di pressione proporzionale alla riduzione del calibro vasale. Il gradiente pressorio che si crea stimola la dilatazione dei vasi di resistenza, allo scopo di mantenere un flusso adeguato in condizioni basali. (Tale meccanismo è, ad esempio, alla base del quadro clinico dell Angina Stabile) Se la stenosi riduce la sezione del ramo epicardico di oltre l 80%, si ha una riduzione del flusso anche in condizioni basali; in questa situazione l albero coronarico impegna gran parte della sua riserva per mantenere un apporto metabolico adeguato. Coronaria normale Placca stenosante (< 50%) Placca ateromasica subocclusiva (>75%) Placca ateromasica associata a vasospasmo ATEROSCLEROSI 10

11 Riduzione del flusso coronarico In caso di aumento delle richieste metaboliche, il circolo coronarico non è più in grado di far fronte alle richieste con comparsa di ischemia. L ischemia interessa inizialmente gli strati subendocardici Una modulazione del tono coronarico legato a fattori neuroumorali può modificare temporaneamente t la riserva coronarica; questo spiega la variabilità della soglia ischemica che abitualmente si osserva in clinica anche nello stesso soggetto. COMPLICANZE DELL ATEROSCLEROSI 11

12 La Cardiopatia Ischemica Definizione Spettro di malattie a diversa eziologia, i in cui il fattore fisiopatologico unificante è rappresentato da uno squilibrio tra la richiesta metabolica e l apporto di ossigeno al miocardio. Questo squilibrio causa un alterazione dell attività elettrica e della capacità contrattile delle zone colpite 12

13 Determinanti del consumo miocardico di O 2 Tensione di parete della cavità cardiaca (postcarico) ovvero Pressione di distensione x raggio della cavità/(2xspessore parietale) La pressione sviluppata è determinata dalle resistenze all eiezione del sangue. Il raggio medio è determinato dal riempimento della cavità, sarà tanto maggiore quanto più alto è il ritorno venoso (=precarico). L aumento della tensione della parete di una cavità cardiaca (postcarico) determina la sua ipertrofia e quindi l aumento della massa miocardica, a cui consegue un incremento del consumo di O 2. In clinica è possibile rilevare alcune variabili, come la frequenza cardiaca e la pressione arteriosa sistolica. Il prodotto tra queste due variabili (FC PA sistolica) 10 3 si chiama doppio prodotto ed è l indice di MVO 2 utilizzato nella pratica clinica. Condizioni critiche per l instaurarsi dell ischemia a causa di un aumento delle richieste metaboliche Postcarico Contrattilità Frequenza Precarico Stenosi aortica, ipertensione arteriosa, ridotta compliance aortica Sindrome ipercinetica, ipertiroidismo, attività fisica, tachicardia, farmaci inotropi Stenosi aortica, ipertensione arteriosa, ridotta compliace aortica Insufficienza cardiaca, aumentato ritorno venoso Volume Cardiomiopatia congestizia 13

14 Condizioni critiche per l instaurarsi dell ischemia per riduzione del flusso coronarico Spasmo coronarico Trombossano, prostaglandine, meccanismi neurogeni Trombi piastrinici Iperaggregabilità, iperlipidemie, emolisi Fattori emoreologici Aumento della viscosità ematica 14