LA FUNZIONE CARDIO-CIRCOLATORIA

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1 LA FUNZIONE CARDIO-CIRCOLATORIA

2 Arterie Il sangue scorre nelle arterie Galeno ( d.c.) Pneumatologia

3 William Harvey ( ) De motu cordis et sanguinis in animalibus. Il cuore è una pompa. Il sangue passa dal ventricolo destro al sinistro attraverso la circolazione polmonare. L aria rimane nei polmoni. Il sangue si muove in un percorso circolare.

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5 Sistema circolatorio

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7 Sistema cardiovascolare

8 Richiami di anatomia

9 Epicardio Miocardio Endocardio Pericardio Parietale Viscerale

10 Valvole cardiache

11 Il flusso sanguigno attraverso il cuore

12 1. Miocardio di lavoro 2. Tessuto autoritmico 3. Tessuto di conduzione

13 Miocardio di lavoro Cardiomiociti

14 Miocardio di lavoro

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16 Sistema di conduzione Tessuto autoritmico Tessuto di conduzione Generazione del battito cardiaco Conduzione e distribuzione dell attivazione

17 Proprietà generali del miocardio L eccitabilità (batmotropismo) La contrattilità (inotropismo) La conduttività (dromotropismo) L automatismo (cronotropismo)

18 Eccitabilità (Batmotropismo)

19 Basi ioniche del potenziale d azione fase 0 depolarizzazione rapida. Canali ionici voltaggio-dipendenti per il Na+ (I Na ). Canali ionici voltaggio-dipendenti per il Ca 2+ del tipo T (I Ca,T ). fase 1 ripolarizzazione parziale precoce e rapida. Inattivazione dei canali ionici voltaggiodipendenti per il Na +. Attivazione dei canali ionici voltaggio dipendenti per il K + (I to,f ). fase 2 plateau. Canali ionici voltaggio-dipendenti per il Ca 2+ del tipo L (I Ca,L ). Apertura dei canali ionici voltaggiodipendenti per il Na + (I Na,s ). Chiusura dei canali anomali del K + (K 1 inward rectifiers ) (I K,i ). fase 3 ripolarizzazione tardiva. Attivazione lenta canali ionici voltaggio dipendenti del K + (I K,r e I K,s ). Inizio riapertura dei canali anomali del K + (K 1 inward rectifiers ) (I K,i ). fase 4 di riposo. Riapertura dei canali anomali del K + (K 1 inward rectifiers ) (I K,i ).

20 La refrattarietà Nel cuore è impossibile la fusione delle contrazioni. Il cuore non è tetanizzabile. PRA = periodo refrattario assoluto. PRR = periodo refrattario relativo. PS = periodo supernormale.

21 La contrattilità (Ionotropismo) 0,05-0,1 sec 0,15-0,3 sec Minore velocità Rilascio di Ca attivato dal Ca

22 La contrattilità

23 Bloccante dei canali del calcio. Fenilalchilamine (Verapamil) Benzodiazepine (diltiazem) 1,4-diidropiridine (nifedipina) Glicosidi cardiaci Digitossina, digossina e ouabaina aumentano la contrattilità delle fibre del miocardio.

24 Ciclo dei ponti trasversi e scorrimento dei filamenti

25 La conduzione (Dromotropismo) La velocità di coduzione è maggiore quanto maggiore è il diametro delle fibrocellule. (Costante di spazio )

26 Velocità di propagazione dell eccitazione

27 Diffusione dell attivazione ventricolare

28 L automatismo (Cronotropismo) Nodo seno atriale = Pace-maker (segnapasso) Le cellule sono incapaci di mantenere uno stabile potenziale membranale di riposo.

29 Legge della dominanza del ritmo più frequente La regione del miocardio ove l attività autoritmica insorge con la massima frequenza impone il proprio ritmo a tutto il resto del cuore.

30 Correnti ioniche del potenziale pace-maker Fase di depolarizzazione Canali ionici voltaggio-dipendenti per il Ca 2+ del tipo L (I Ca,L ). Fase di ripolarizzazione Inattivazione dei canali ionici voltaggiodipendenti per il Ca 2+ del tipo L (I Ca,L ). Attivazione lenta canali ionici voltaggio dipendenti del K + (I K,r e I K,s ). Tardiva riapertura dei canali anomali del K + (K 1 inward rectifiers ) (I K,i ). Prepotenziale Canali HCN (Hyperpolarization-actived Cyclic Nucleotide-gated channels) (I f ). Canali cationici attivati dalla ripolarizzazione. Canali ionici voltaggio-dipendenti per il Ca 2+ del tipo T (I Ca,T ).

31 Controllo nervoso del cuore

32 Noradrenalina (NA) Canali del K + di tipo GIRK1 o K ACh Acetilcolina (Ach)

33 Controllo ormonale del cuore Catecolamine come ortosimpatico. Ormoni tiroidei effetto inotropo e cronotropo positivo, ipertrofia cardiaca, Insulina effetto inotropo positivo. Glucagone effetto inotropo e cronotropo positivo.

34 La sensibilità meccanica del miocardio Volocettori Vene e atrii. Fibre afferenti ai centri nervosi ipotalamici. Ridurre la produzione dell omone antidiuretico (ADH) (riduzione della volemia). Fibre afferenti ai centri nervosi bulbari (inducono tachicardia) Volocettori venosi di tipo A (scaricano durante la sistole atriale) Volocettori di tipo B (scaricano durante la massima distensione atriale). Fibre dell ortosimpatico che innervano il rene (sistema RAAS). Pressocettori o barocettori cardiaci Ventricoli e arterie (arterie polmonari, zona sottoendocardica del ventricolo e nel pericardio). Diminuzione dell attività cardiaca (riduzione della pressione arteriosa).

35 Cuore come ghiandola endocrina Cellule atriali con granuli del peptide natriuretico atriale (Atrial Natriuretic Peptide, ANP). La secrezione aumenta con l aumento della volemia, con la natriemia e con l immersione in acqua. La secrezione si riduce passando dalla posizione normostatica alla ortostatica. ANP promuove la secrezione di Na + a livello dei tubuli renali e inibisce la produzione di renina. Inibisce l azione di sostanze vasocostrittrici. Tiorfan (antiipertensivo) inibitore della endopeptidasi neutra che metabolizza l ANP.

36 L elettrocardiogramma (ECG) L elettrocardiogramma è la registrazione extracellulare del potenziale d azione che si origina da tutti i cardiomiociti del cuore. (registrazione da volume conduttore)

37 Basi dell elettrocardiogramma Potenziale d azione bifasico

38 Propagazione di un campo elettrico Linee isopotenziali Fattori che influenzano la differenza di potenziale: La tensione del dipolo. La posizione degli elettrodi. La distanza degli elettrodi.

39 L elettrocardiogramma o ECG

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41 Derivazioni elettrocardiografiche

42 Derivazioni elettrocardiografiche Il triangolo dell ECG secondo Einthoven

43 Il ciclo cardiaco Successione di eventi meccanici che caratterizzano l attività ritmica del cuore. Sistole = contrazione del cuore Diastole = rilasciamento del cuore

44 Comportamento valvole cardiache

45 Riempimento diastolico del cuore Pressione negativa intratoracica. Vis a tergo. Meccanismo del piano delle valvole. Spremitura del sangue operata dai muscoli scheletrici.

46 I toni cardiaci Il primo tono è una vibrazione compresa tra i 25 e i 50 Hz, durata 0,10-0,17 s. Il secondo tono è di Hz, durata 0,10 s. I soffi cardiaci: sistolici diastolici Valvole cardiache: "B" (Bicuspide o mitrale), "T" (Tricuspide), "A" (Aortica), e "P" (Polmonare). I tono: causato dalla chiusura delle valvole atrioventricolari Mitrale (B) e Tricuspide (T) - II tono: causato dalla chiusura delle valvole semilunari Aortica (A) e Polmonare (P).

47 Legge di Frank-Starling L energia di contrazione delle fibrocellule cardiache cresce con l aumentare del loro allungamento iniziale.

48 Legge di Frank-Starling

49 Diagramma pressione-volume Diagramma di Straub

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51 Il lavoro del cuore Componente statica + componente dinamica L V 1 P dv V 1 mv 2 dv V 0 V 0 L = lavoro m = densità del sangue V = volume P = pressione v = velocità

52 La gettata cardiaca Quantità di sangue espulsa dal ventricolo sinistro (o destro) nell unità di tempo (l/min). G C G C = gettata cardiaca F = frequenza cardiaca G S F G S = gettata sistolica 4,5 6 l/min (condizioni di riposo) Fino a 35 l/min (sforzo muscolare intenso)

53 Regolazione gettata cardiaca

54 Metabolismo energetico e funzione cardiaca Concentrazione ATP 4-5 mol/g (10 sec) Fosforilazione ossidativa 30 % v/v di mitocondri

55 Consumo ATP

56 Metabolismo energetico 70 % 30 % Cuore organo onnivoro