Modificazioni cardiocircolatorie durante il lavoro muscolare

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1 Modificazioni cardiocircolatorie durante il lavoro muscolare

2 ARGOMENTI Variazioni della funzione cardiaca Ridistribuzione del flusso Integrazione delle risposte cardio-circolatorie ECG sotto sforzo Circolazione polmonare nell esercizio fisico 2

3 Variazioni della funzione cardiaca Frequenza cardiaca Gittata sistolica Gittata cardiaca Pressione arteriosa 3

4 Variazione della frequenza cardiaca Frequenza cardiaca a riposo Media bpm Sedentari ~100 bpm Allenati bpm Esercizio sottomassimale Incremento proporzionale all intensità Cause riduzione del tono vagale aumento della scarica simpatica secrezione di adrenalina Variabilità età sesso allenamento 4

5 Frequenza cardiaca massima Frequenza cardiaca raggiungibile in uno sforzo massimale Cause: insufficiente riempimento ventricolare insufficiente nutrizione miocardica Variabilità: dipende dall età, approssimativamente secondo la formula FCmax = 220 età in anni oppure FCmax = 208 (0,7 x età in anni) 5

7 Variazione della gittata sistolica Valori a riposo ml Fattori di controllo precarico contrattilità postcarico Effetti dell esercizio incremento progressivo con l intensità; poi plateau o decremento Cause aumentato riempimento pompe ausiliarie del ritorno venoso venocostrizione aumento del flusso effetto inotropo positivo aumentata attività simpatica 7

8 Aumento della gittata sistolica Meccanismo dell aumento della gittata sistolica a differenti intensità di esercizio Intensità basse aumento del volume telediastolico Intensità intermedie ed elevate riduzione del volume telesistolico 8

9 Curva pressione-volume nell esercizio Massimi isovolumetrici Pressioni passive 9

10 Effetto della posizione del corpo 10

12 Variazione della gittata cardiaca Valore a riposo ~ 5 l/min Fattori di controllo gittata sistolica frequenza cardiaca Effetti dell esercizio Cause incremento progressivo con l intensità; poi plateau (o decremento) fino al 40-60% della portata massima aumento della gittata sistolica aumento della frequenza cardiaca dopo il 60% aumento della sola frequenza cardiaca 12

13 Effetto della posizione del corpo Posizione sdraiata maggiore GS minore FC Gittata cardiaca Posizione eretta minore GS maggiore FC Esercizio in acqua simile alla posizione sdraiata Gittata sistolica Frequenza cardiaca 13

15 Variazioni della pressione arteriosa Valore a riposo 120/80 mmhg Fattori di controllo gittata cardiaca resistenze periferiche Effetti dell esercizio dinamico incremento progressivo della sistolica incremento moderato della diastolica Cause aumento della gittata cardiaca modesto aumento delle resistenze Effetti dell esercizio statico forte incremento della sistolica e della diastolica Cause forte aumento delle resistenze per vasocostrizione passiva e attiva 15

17 Ridistribuzione della gittata Valori assoluti Valori percentuali Visceri addom Cute Muscolo Cuore Cervello 17

18 Valori indicativi dei flussi distrettuali Riposo esercizio leggero esercizio intenso esercizio massimale Cause Aumento del flusso muscolare Pompa muscolare Vasodilatazione simpatica Visceri addominali Cute 2,70 (54%) 0,45 (9%) 3,12 (26%) 1,90 (16%) 2,4 (10%) 2,64 (11%) 0,78 (3%) 0,9 (3%) Vasodilatazione metabolica Riduzione del flusso sistemico Vasocostrizione centrale di splancnico, rene, cute Muscolo Cuore 1,05 (21%) 0,20 (4%) 5,76 (48%) 0,48 (4%) 17,28 (72%) 0,96 (4%) 26,4 (88%) 1,2 (4%) Cervello 0,60 (12%) 0,72 (6%) 0,72 (3%) 0,72 (2%) Totale 5,00 11,98 24,00 30,00 Valori in l/min 18

20 Meccanismi di integrazione Proprietà meccaniche e regolazioni intrinseche Pompe ausiliarie Volume ematico Relazione tensione-lunghezza delle fibre miocardiche Controllo nervoso vegetativo Comandi centrali Riflessi Controlli umorali Vasodilatazione metabolica Renina-angiotensina-aldosterone ADH 20

21 Proprietà meccaniche e regolazioni intrinseche Pompe ausiliarie muscolare addominale toracica Volume ematico Relazione tensione-lunghezza del miocardio 21

22 Controllo nervoso vegetativo Comandi centrali Riflessi Muscolari Barocettivi Cardiopolmonari 22

23 Riflessi muscolari Recettori: terminazioni libere di afferenze nervose di gruppo III e IV Stimolo: combinazione di sostanze chimiche derivanti dall ischemia e deformazione meccanica Centri integratori: tronco dell encefalo Efferenze: sistema simpatico Risposte: aumento di frequenza cardiaca gittata cardiaca pressione arteriosa 23

24 Riflessi barocettivi Recettori: barocettori aortici e carotidei Afferenze: nervi cranici IX e X Centri integratori: bulbo Effettori: cuore e vasi Risposte: feed-back negativo di pressione Spostamento della curva per effetto dell esercizio 24

25 P = Q x R Q R Meccanismo del Riflesso Barocettivo 25

26 Riflessi cardiopolmonari Recettori: barorecettori a bassa pressione del cuore e delle vene polmonari Stimoli: dilatazione dell atrio Afferenze: fibre dal cuore e dalle arterie polmonari Risposte: vasodilatazione periferica e riduzione della PA Funzione: Controllo della pressione arteriosa (per es. attenuazione dell eccessivo aumento di PA dovuto all ischemia muscolare nella contrazione isometrica) 26

27 Controllo umorale Vasodilatazione metabolica Sostanze vasodilatatrici Adenosina CO 2 Ioni K +, H +, P NO Vasodilatazione ischemica Insufficiente ossigenazione 27

28 Meccanismo Renina-Angiotensina 1 h sec 1 min Aldost. 28

29 Quadro sinottico dei diversi meccanismi di regolazione della pressione 29

30 Sintesi del controllo nervoso Comando centrale Sistema cardiovascolare Muscoli scheletrici Controllore a feedforward Punto operativo Controllore a feed-back Chemorecettori SNV Errore di flusso Cuore e circolo Pressione arteriosa Flusso ematico muscolare Apparato respiratorio Barorecettori Errore di pressione 30

31 Sintesi sulle risposte cardiovascolari La necessità di incrementare il ritorno venoso viene soddisfatta da: Attivazione delle pompe ausiliarie Vasocostrizione dei distretti inattivi Il flusso ematico nei muscoli attivi aumenta per: Traslocazione di sangue dai distretti inattivi Aumento della PA Vasodilatazione metabolica Il mantenimento della PA avviene per vasocostrizione sia dei distretti inattivi che di quelli muscolari 31

32 Principali tappe dell integrazione delle risposte cardiocircolatorie 1. Il comando centrale fa aumentare la FC rimuovendo l inibizione vagale 2. L aumento di FC innalza la GC e la PA 8. I barocettori a bassa pressione del cuore e delle vene rilevano eventuali eccessi di ritorno venoso e riducono in via riflessa la PA per mantenerla adeguata 4. Il ritorno venoso si adegua alla GC per 1. spostamento di sangue dai distretti non attivi (visceri, rene, cute) e 2. per venocostrizione 5. I barorecettori aortici e carotidei rilevano la pressione e la mantengono in via riflessa al valore determinato dal comando centrale 7. Se la vasodilatazione locale produce un abbassamento di PA, le arteriole dei muscoli attivi si costringono in via riflessa 3. L attivazione dei muscoli 1. fa aumentare il ritorno venoso meccanicamente e 2. controlla il flusso muscolare in via riflessa incrementando la GC e la PA per attivazione del simpatico 6. I metaboliti prodotti dai muscoli attivi dilatano localmente le arteriole mantenendo il flusso 32

34 Scopi dell ECG sotto sforzo Monitoraggio durante un test di esercizio Misura accurata della frequenza cardiaca Diagnosi di patologie cardiovascolari 34

35 Modificazioni cardiocircolatorie acute Normali modificazioni dell ECG nell esercizio Piccole variazioni di forma e ampiezza dell onda P Onda P più vicina all onda T, con insorgenza prima che la T raggiunga la linea di base Leggero decremento di ampiezza dell onda R Aumento di ampiezza dell onda Q Probabile aumento di ampiezza dell onda T Riduzione di durata del complesso QRS Depressione del punto J (fine di S e inizio di T) Accorciamento dell intervallo Q-T 35

36 Segni di anomalia dell ECG da esercizio Slivellamento del segmento ST Tachicardia o extrasistoli sopraventricolari Tachicardia ventricolare o extrasistoli ventricolari consecutive Blocco di branca Blocco cardiaco 36

38 Circolazione polmonare a riposo P A = pressione alveolare P a = pressione arteriosa polmonare P V = pressione venosa polmonare Zona 1 Flusso ematico insufficiente Zona 2 flusso moderato flusso proporzionale a P a P A Zona 3 flusso normale flusso proporzionale a P a -P V 38

39 Circolazione polmonare nell esercizio Pressione arteriosa polmonare media a riposo 15 mmhg al 50% VO 2 max mmhg vicino al VO 2 max 47 mmhg Effetti dell esercizio dinamico aumento della pressione e del flusso nei distretti apicali dei polmoni aumento del letto capillare polmonare ml aumento del rapporto Va / Q Effetti dell esercizio statico intenso aumento pressione alveolare (40 mmhg) aumento pressione ventricolo dx (68 mmhg) aumento pressione capillari alveolari (40 mmhg) 39

40 FINE 40