Apparato cardiocircolatorio

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Daniella Mancini
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1 Apparato cardiocircolatorio

2 Componenti del sistema cardiocircolatorio Vasi sanguigni Sangue Cuore

3 Funzioni dell apparato cardiocircolatorio Rifornire le cellule delle sostanze nutritive e di ossigeno e rimuovere le sostanze di rifiuto e l anidride carbonica Trasportare ormoni dalle rispettive sedi di produzione agli organi bersaglio Trasportare anticorpi e cellule, quali ad es. leucociti essenziali per la difesa dell organismo dall attacco di agenti estranei e tossici Trasportare i fattori di coagulazione necessari per il mantenimento dell integrità dell albero circolatorio Contribuire al mantenimento dell omeostasi termica trasportando calore dalle sedi di produzione a quelle di dispersione

I vasi sanguigni danno vita a due circuiti distinti: la circolazione polmonare la circolazione sistemica La circolazione polmonare comincia dal ventricolo destro, dal quale si origina l'arteria

4 I vasi sanguigni danno vita a due circuiti distinti: la circolazione polmonare la circolazione sistemica La circolazione polmonare comincia dal ventricolo destro, dal quale si origina l'arteria polmonare. Questa si suddivide in due tronchi che vanno nei due polmoni ramificandosi in capillari. Questi confluiscono in vasi sempre più grandi, fino alle quattro vene polmonari che confluiscono all'atrio sinistro. La circolazione sistemica comincia dall'arteria aorta, la quale tramite il letto arterioso si distribuisce a tutto il corpo. Le arterie si ramificano in capillari, i quali confluiscono nelle vene. Dal sistema venoso si originano le due vene cave che terminano nell'atrio destro.

Caratteristiche strutturali e funzionali dei vasi sanguigni Arterie: pareti spesse ed elastiche trasportano sangue ad alta pressione Arteriole: pareti con componente muscolare che consente variazioni

5 Caratteristiche strutturali e funzionali dei vasi sanguigni Arterie: pareti spesse ed elastiche trasportano sangue ad alta pressione Arteriole: pareti con componente muscolare che consente variazioni di calibro (controllano il passaggio di sangue ai capillari) Capillari: pareti sottili e permeabili formato da un unico strato di cellule(scambi plasma LEC) Venule: vasi di raccolta del sangue in uscita dai capillari Vene: pareti sottili e distensibili con componente muscolare che consente variazioni calibro, trasportano sangue a bassa pressione, funzionano da serbatoi di volume

6 Distribuzione percentuale del volume del sangue nei diversi settori dell apparato cardiocircolatorio

8 Il cuore è un muscolo avvolto in un sacco membranoso detto pericardio. La parete del cuore è formata da 3 strati: l epicardio, posto all esterno e formato da tessuto connettivo, il miocardio, lo strato intermedio, formato da tessuto muscolare cardiaco, e l endocardio, di natura endoteliale, che rappresenta lo strato interno

11 Il miocardio, come il muscolo scheletrico ed i neuroni, è un tessuto eccitabile, cioè è in grado di generare un potenziale d azione Nel cuore sono presenti diversi tipi di fibre: Fibre atriali e fibre ventricolari (tessuto contrattile) Fibre di Purkinje e fascio di His (tessuto di conduzione) Fibre pacemaker (nodo senoatriale e atrioventricolare) autoritmicità

12 Potenziale d azione cardiaco depolarizzazione rapida, si aprono canali del Na + voltaggiodipendenti; parziale ripolarizzazione: iniziale inattivazione dei canali del Na + ed attivazione transitoria di canali del K + (transient outward) plateau, attivazione di canali del Ca ++ voltaggio-dipendenti lenti (slow inward) controbilanciata da correnti del K + verso l esterno (delayed rectifier) ripolarizzazione rapida Inattivazione dei canali del Ca ++, ed attivazione delle correnti in uscita di K + (inward rectifier, che sono attive a riposo e vengono inattivate dalla depolarizzazione) riposo

13 Refrattarietà

14 Potenziale d azione delle cellule pacemaker Il potenziale pacemaker è generato dalle correnti pacemaker (I f, funny). Si tratta di correnti cationiche miste generate da correnti di K + e Na + ; il canale si attiva molto lentamente in risposta all iperpolarizzazione, cosicchè al ritorno al potenziale di riposo dopo il potenziale d azione, la coduttanza cresce gradualmente e la cellula si depolarizza sempre di più, fino a raggiungere la soglia per un nuovo potenziale d azione.

15 Accoppiamento eccitazione-contrazione SERCA, sacoplasmic-endoplasmic reticulum Ca++ ATPase (riaccumula il Ca nel reticolo). Contribuiscono per il 70% NCX, Na/Ca exchanger, espelle il calcio nel mezzo extracellulare. Contribuiscono per il 28% PMCA, plasmamembrane Calcium ATPase, Pompe mitocondriali

Innervazione cardiaca Il cuore è innervato dal sistema nervoso simpatico e parasimpatico Effetti dell innervazione ortosimpatica (noradrenalina, rilasciata dal sistema nervoso simpatico o adrenalina,

16 Innervazione cardiaca Il cuore è innervato dal sistema nervoso simpatico e parasimpatico Effetti dell innervazione ortosimpatica (noradrenalina, rilasciata dal sistema nervoso simpatico o adrenalina, rilasciata dalla midollare del surrene): agiscono sui recettori b1 presenti sulle cellule autoritmiche: aumentano la permeabilità sia dei canali If che dei canali del Ca 2+ voltaggio dipendenti (di tipo T), aumentando la velocità di depolarizzazione delle cellule pacemaker e, quindi, la frequenza cardiaca.

camp Effetti dell innervazione parasimpatica (acetilcolina): rallenta la frequenza cardiaca attraverso l attivazione dei recettori muscarinici per l acetilcolina che riducono i livelli di camp

18 camp Effetti dell innervazione parasimpatica (acetilcolina): rallenta la frequenza cardiaca attraverso l attivazione dei recettori muscarinici per l acetilcolina che riducono i livelli di camp riducendo la permeabilità sia dei canali If che dei canali del Ca 2+ voltaggio dipendenti (di tipo T). Inoltre influenzano i canali del K +. La permeabilità della membrana al K + aumenta iperpolarizzando la cellula in modo che il potenziale pacemaker parta da un valore più negativo ed aumenti il tempo necessario per il raggiungimento del valore soglia.

21 La contrazione del miocardio è graduata Le fibre muscolari cardiache sono in grado di variare la forza con la quale si contraggono in funzione dei livelli di Ca ++ intracellulare che vengono raggiunti. Catecolamine (adrenalina e noradrenalina) : aumentano i livelli di AMPc che fosforila i canali del calcio voltaggio-dipendenti aumentandone la permeabilità in seguito a depolarizzazione. Inoltre la fosforilazione di una proteina regolatrice, il fosfolambano aumenta l attività della SERCA aumentando i livelli di Ca ++ all interno del reticolo sarcoplasmatico, in modo che ne diventi disponibile una maggiore quantità per il rilascio in seguito a depolarizzazione (effetto inotropo positivo). Le catecolamine, oltre ad aumentare la forza di contrazione, riducono la durata della contrazione (effetto lusitropo positivo)

22 Il ciclo cardiaco

Il ciclo cardiaco è l insieme di eventi meccanici cardiaci che si susseguono nel periodo di tempo compreso tra l inizio di un battito e quello successivo Sistole: contrazione Diastole: rilasciamento

23 Il ciclo cardiaco è l insieme di eventi meccanici cardiaci che si susseguono nel periodo di tempo compreso tra l inizio di un battito e quello successivo Sistole: contrazione Diastole: rilasciamento contrazione isometrica o isovolumica Contrazione isotonica Nel corso di un ciclo cardiaco il sangue scorre sempre da un area a maggior pressione verso un area a minor pressione L apertura e la chiusura delle valvole cardiache è regolata dai gradienti pressori nei compartimenti separati dalle valvole stesse. Più alta pressione a monte: valvola aperta Più alta pressione a valle: valvola chiusa

24 Fasi del ciclo cardiaco e loro durata Fasi Tempo (s) Diastole 0,5 Presistole 0,11 Sistole 0,30 Frequenza = 75 battiti/min

25 Eventi meccanici del ciclo cardiaco Responsabile del 20% del riempimento ventricolare

26 Volume telediastolico Volume telesistolico

27 Volume di sangue immesso in circolo dal ventricolo sinistro: 70ml = gittata sistolica Volume di sangue che residua nel ventricolo sinistro alla fine della sistole: 50-60ml= volume telesistolico Volume di sangue contenuto all interno del ventricolo alla fine del riempimento ventricolare durante la diastole ventricolare: ml volume telediastolico Rapporto tra la gittata sistolica e il volume telediastolico è definito frazione di eiezione = 0,55-0,65 ml

28 Fattori che controllano la gittata cardiaca = frequenza cardiaca x gittata sistolica 70x70 = circa4,9 litri

29 Relazione forza-lunghezza nel cuore in toto Legge del cuore di Frank-Starling Quando nel cuore entra una maggior quantità di sangue, esso si contrae con maggior forza

30 1,6 1,8 2,2 2,4 μm

31 Il sistema di conduzione cardiaco

32 Correlazione tra depolarizzazione e ripolarizzazione del cuore e tracciato elettrocardiografico

33 Organizzazione del sistema circolatorio

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