Apparato Cardiocircolatorio 2 cuore

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1 Apparato Cardiocircolatorio 2 cuore

2 Il cuore Fisiologia cellulare e generale (4.3 pg 127) Il cardiomiocita Elettrofisiologia: canali ionici, PDA Contrattilità: calcio, miosina. Diversi tipi di cardiomiociti Fisiologia umana del cuore (5 pg 533) La funzione di pompa La attività elettrica (ECG) Energetica/metabolismo/circolazione coronarica

3 Il cuore e la pompa: fa circolare il sangue Due pompe affiancate (cuore dx e cuore sin) Pompa a due tempi (sistole e diastole): flusso discontinuo Pompa di pressione e pompa di volume

4 La funzione di pompa richiede un succedersi ritmico e coordinato di eventi (ciclo cardiaco) Elettrici : ciclo cardiaco elettrico (origine e diffusione del pda) Contrattili: ciclo cardiaco muscolare (contrazione e rilasciamento) Valvolari: apertura e chiusura delle valvole

5 La sequenza degli eventi nel ciclo cardiaco Ciclo cardiaco: 1 secondo a 60 battiti/minuto muscolo cardiaco pompa Sistole 0.33 s contrazione spinta Diastole 0.66 s rilasciamento riempimento Attenzione sul ventricolo: il ventricolo è la vera pompa!

6 L alternarsi regolare di sistole e diastole è determinato dalla attività elettrica Ritmicamente il pda nasce nel nodo sa e si diffonde a atrii e ventricoli

7 il cuore è autoritmico: ogni secondo (a riposo) nasce un pda nel nodo senoatriale: Dario di Francesco e Denis Noble La corrente funny

8 Il pda si diffonde seguendo il sistema di conduzione e cambia di forma

9 Connessina (verde) Fibroblasti (blu) Cardiomiociti (rossi)

10 La velocità di conduzione/propagazione del pda lungo il sistema di conduzione non è costante

11 La propagazione del pda e la forma del pda condizionano la morfologia delle onde ECG

12 La propagazione del pda e la forma del pda condizionano la morfologia delle onde ECG

13 Fra zone già depolarizzate e zone ancora polarizzate si crea una ddp: il dipolo cardiaco

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16 La sequenza degli eventi nel ciclo cardiaco Ciclo cardiaco: 1 secondo a 60 battiti/minuto muscolo cardiaco pompa Sistole 0.33 s contrazione spinta Diastole 0.66 s rilasciamento riempimento Attenzione sul ventricolo: il ventricolo è la vera pompa!

17 La sequenza sistole/diastole e contrazione/rilasciamento deve coordinarsi con la sequenza apertura/chiusura delle valvole Le valvole si aprono e si chiudono secondo gradienti pressori: Semilunari : aperte : pressione ventricolare>pressione arteriosa chiuse : pressione arteriosa> pressione ventricolare Atrioventricolari :aperte :pressione atriale > pressione ventricolare chiuse : pressione ventricolare > pressione atriale

18 Le valvole fanno rumore (toni cardiaci) in chiusura e non in apertura I flussi attraverso l orifizio valvolare ristretto (stenosi) o attraverso una valvola incontinenti fanno rumore : soffi o murmurs

19 I toni cardiaci Stetoscopio e fonendoscopio

20 I toni cardiaci S1: chiusura atrio-ventricolari : lup Componente valvolare Componente muscolare Componente eiettiva S2: chiusura semilunari : dup S3: riempimento rapido S4: sistole atriale

21 fonocardiografia

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23 La valutazione della funzione valvolare è basata su Ascoltazione Fonocardiografia Ecocardiografia Ecodoppler

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25 La sequenza degli eventi nel ciclo cardiaco Ciclo cardiaco: 1 secondo a 60 battiti/minuto muscolo cardiaco pompa Sistole 0.33 s contrazione spinta Diastole 0.66 s rilasciamento riempimento Attenzione sul ventricolo: il ventricolo è la vera pompa!

26 Il ventricolo è la vera pompa! Sistole ventricolare Sistole isovolumetrica Sistole con eiezione Protodiastole Rilasciamento isometrico Diastole ventricolare Riempimento rapido Riempimento lento - diastasi Sistole atriale

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28 Wiggers 1916

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34 Ventricolo destro: Volumi uguali Pressioni 3-4 volte minori

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36 LA GITTATA O PORTATA CARDIACA La funzione di pompa del cuore è finalizzata a generare il flusso di sangue : La gittata cardiaca / portata cardiaca / cardiac output è il parametro che misura questa funzione. La gittata cardiaca è il prodotto di gittata sistolica (volume sistole) per frequenza cardiaca Q = SV x HR

37 La gittata cardiaca si può misurare con -- il principio di Fick (applicato al polmone e ai gas respiratori) -- con il metodo di diluizione dinamico (colorante o soluzione fisiologica fredda) -- calcolando con l ecocardiografia la gittata sistolica e moltiplicando per la frequenza

38 Principio di Fick Quantità aggiunta = quantità che esce- quantità che entra VO2 = Q Conc O2 art Q Conc O2 ven VO2 = (Conc O2 art Conc O2 ven) Q Q = VO2 / (Conc O2 art Conc O2 ven) 0.25 litri/min/(0.2 litri/litro 0.15 litri/litro) = 5 litri/min

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41 Gittata sistolica = = volume tele diastolico - volume tele sistolico = 120 ml - 50 ml = 70 ml Frazione di eiezione = 70/120 = 0.58 Metodo di Simpson per il calcolo delle aree

42 Come valutare la prestazione del cuore come pompa? Singoli parametri gittata cardiaca gittata sistolica o volume sistole o stroke volume frazione di eiezione (ecocardiogramma) dp/dt (misura press intracavitaria) pressione sistolica o arteriosa massima La curva pressione-volume (Suga) La curva di funzione ventricolare (Starling e Sarnoff)

43 Gittata sistolica = = volume tele diastolico - volume tele sistolico = 120 ml - 50 ml = 70 ml Frazione di eiezione = 70/120 = 0.58 Metodo di Simpson per il calcolo delle aree

44 La frazione di eiezione come indice prognostico in pz operati con sostituzione della valvola aortica

45 dp/dt max : massima velocità di salita della pressione intraventricolare (da cateterismo cardiaco) Spesso normalizzata sulla pressione : dp/dt max / P

46 La pressione arteriosa sistolica o massima corrisponde alla massima pressione sviluppata dal ventricolo, eccetto il caso di stenosi aortica

47 Diagramma pressione-volume (Suga)

48 Curva pressione volume (Suga) sistolica afterload preload

49 La curva pressione-volume consente di distinguere : 1)gli effetti dell aumento del volume di fine diastole (EDV) o preload 2)gli effetti dell aumento della pressione aortica o afterload 3)gli effetti di variazioni di contrattilità (inotropismo): curva di fine sistole

50 Aumento di afterload e di preload a parità di contrattilità

51 Aumento di contrattilità a parità di preload e afterload (con aumento della frazione di eiezione) Afterload preload

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54 Curva di funzione ventricolare di Starling, costruita con le coppie di valori di gittata sistolica e volume di fine diastole

55 UCL dimostrazione sul cane (anestetizzato con cloroformio),

56 Dale e Starling Bayliss

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60 Curve di Sarnoff

61 Regolazione della funzione di pompa: gittata cardiaca Q = HR SV HR: regolazione neuro-ormonale della frequenza (azione sul nodo) SV: due regolazioni: Eterometrica: legge del cuore di Starling Omeometrica: regolazione della contrattilità (ortosimpatico, catecolamine, farmaci..

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63 Energetica metabolismo circolo coronarico

64 Curva pressione volume (Suga) sistolica L area rappresenta il lavoro compiuto dal ventricolo afterload preload E = F L E = P V

65 Energetica cardiaca Stroke Work: SW = stroke work SW = (MAP)(SV) + 1/2 m v 2 Stroke work totale = LSW + RSW Lavoro/minuto = Stroke work totale HR Spesa energetica/minuto = VO2 equivalente calorico ossigeno Efficienza cardiaca = Lavoro/minuto / spesa energetica totale/minuto

66 Dati di partenza MAP a sinistra = 100 mmhg MAP a destra = 30 mmhg Q = 5 litri / min = m3/s Diametro aorta = 2.5 cm Area sezione aortica = 5 cm2 = m2 Velocità flusso aortico = m/s = 16 cm/s

67 Spesa energetica per battito Flusso coronarico 0.2 l/min (4% Q) Estrazione ossigeno 0.1 l/l Consumo ossigeno 20 ml/min Spesa energetica: 400 J/min = 5.6 J/battito Lavoro di pressione Ventr sin: P V = 100 mmhg 70 ml = 13.3 P 0.07 l = 0.9 J Totale P V = = 1.2 J/battito Lavoro cinetico = 2 (0.07 kg (0.16 m/s)2) = 0.03 J/battito Efficienza 1.3 /5.5 = 0.25

68 Metabolismo cardiaco Metabolismo ossidativo basato sulla attività mitocondriale di rigenerazione dell ATP Substrati utilizzati: Glucoso 20% Lattato 30% Acidi grassi 50%

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70 Il circolo coronarico Flusso a riposo : 75 ml/min/100 g di cuore (circa 200 ml/min): 4% gitt. card. Estrazione ossigeno molto alta Arteria: 200 ml O2/litro sangue Vena: 80 ml O2/litro sangue Differenza 120 ml O2/litro di sangue Consumo ossigeno: 10 ml O2/min/100 g (circa 20 ml O2/min) Massa cuore: 250 g (300 g maschi, 200 g femmine)

71 Il consumo di ossigeno aumenta con Pressione arteriosa Frequenza Aumento inotropismo (catecolamine)

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73 Il flusso coronarico è sensibile alla attività cardiaca Prevalentemente diastolico a sinistra

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