fisiologia cardiaca tessuto muscolare striato di tipo cardiaco tessuto connettivale epicardio, miocardio, endocardio 1
setto interatriale e interventricolare valvole cardiache: atrioventicolari semilunari lo spessore del miocardio è maggiore nel ventricolo sinistro 2
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P P Il sangue scorre seguendo un gradiente pressorio Tale gradiente è generato dal cuore il ventricolo sinistro è il generatore della pressione del sangue nella circolazione sistemica o grande circolazione il ventricolo destro è il generatore della pressione del sangue nella circolazione polmonare o piccola circolazione 4
tessuti funzionali del cuore miocardio composto da fibre muscolari striate dette cardiomiociti: nuclei centrali, piccole (5-15 μm diametro, 20-30 μm lunghezza), non isolate tra loro (anche con diramazioni), connesse da dischi intercalari, presenza di bande Z desmosomi (giunzioni strette, unione meccanica) gap junctions (giunzioni comunicanti, unione elettrica, sincizio funzionale) 5
i miofilamenti (miosina, actina, troponina e tropomiosina) sono geneticamente diversi da quelli del muscolo scheletrico i tubuli T sono situati a livello della banda Z (non A-I come nei muscoli scheletrici), hanno maggior diametro e danno luogo a diadi 6
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Il tessuto nodale genera impulsi Il tessuto di conduzione li trasporta Il tessuto contrattile viene eccitato i cardiomiciti sono cellule eccitabili ma con caratteristiche diverse: tessuto autoritmico (nodale, pacemaker) tessuto di conduzione miocardio di lavoro (contrattile) 8
vie di conduzione del PA conduttività o dromotropismo nodo SA (pacemaker primario)--- tessuto nodale---miocardio atriale destro e poi sinistro---vie internodali anteriore, media, superiore, via interatriale anteriore- --sistema di conduzione AV nodo AV: pacemaker secondario, viene dominato dall alta frequenza dei PA generati dal nodo SA sistema di conduzione AV: nodo AV, tronco comune del fascio AV (fascio di His), branche destra e sinistra del fascio di His, fascicoli dei fasci di His, fibre del Purkinje 9
il ritardo dell eccitazione del nodo AV (bassa velocità di conduzione) permette l attivazione ventricolare dopo l eccitazione degli atrii la velocità di conduzione cresce progressivamente dal fascio di His alle fibre del Purkinje: rapido propagarsi del PA nei ventricoli e conseguente attivazione efficiente del miocardio contrattile ventricolare 10
automatismo o cronotropismo il nodo SA è il pacemaker primario (70-90 PA/min) il nodo AV (pacemaker secondario) genera 40-60 PA/min le fibre del Purkinje (pacemaker terziario) scaricano 15-40 PA/min in condizioni fisiologiche il nodo SA è l unico centro autoritmico del cuore 11
i tessuti autoritmici hanno bassa velocità di conduzione il PA autoritmico ha minore ampiezza (fibre depolarizzate basalmente) dei PA scheletrici la ripolarizzazione (ca. -60 mv) attiva un canale cationico misto Na + e K +, che genera una corrente I f ( funny ): depolarizzazione della cellula si attiva anche una corrente Ca 2+ di tipo T (I Ca,T ) che depolarizza ulteriormente la cellula fino al valore soglia (potenziale pacemaker) 12
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caratteristiche del PA cardiaco ad ogni PA corrisponde una contrazione muscolare che mantiene lo stesso ritmo in generale, nelle fibre cardiache il PA ha durata maggiore rispetto alle altre cellule eccitabili ha ampiezza minore del PA neuronale la latenza dell accoppiamento eccitazione-contrazione è maggiore rispetto al muscolo scheletrico, inferiore rispetto al muscolo liscio la durata della contrazione è maggiore rispetto al muscolo scheletrico, inferiore rispetto al muscolo liscio 14
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poco nei tessuti nodali 16
i PA cardiaci sono complessi e hanno caratteristiche diverse tra loro, ne esistono di due tipologie: PA delle fibre autoritmiche (nodo SA e AV), risposta lenta PA dei tessuti di conduzione e di lavoro, risposta veloce potenziale di membrana nel miocardio nodale = -40/-70 mv potenziale di membrana nel miocardio di lavoro = -70/-80 mv potenziale di membrana nel miocardio di conduzione =-90 mv 17
PA autoritmico -40mv -60 mv 18
PA di conduzione e di lavoro lo stimolo insorge quando arriva un segnale che depolarizza la cellula a ca. -65 mv inattivo Massima attivazione e veloce inattivazione 19
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Molto lungo 21
eccitabilità cardiaca batmotropismo: proprietà di rispondere a stimoli applicati dall esterno soglia, stimolo subliminare e sopraliminare periodo refrattario assoluto (200-250 ms nel miocardio di lavoro) periodo refrattario relativo (25-30 ms nel miocardio di lavoro) possibile insorgere di un extrasistole (forza minore) 22
il periodo refrattario relativo delle fibre a risposta lenta si protrae oltre la fase 3 la fibra riacquista la piena eccitabilità nel periodo tardivo della fase 4 23
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la forza di contrazione della post-extrasistole è maggiore perché durante il periodo refrattario allungato il ventricolo si riempie maggiormente e anche i canali Ca 2+ sono più disponibili 25
accoppiamento eccitazione-contrazione interessa il miocardio di lavoro reticolo sarcoplasmatico longitudinale diadi (scarso ruolo dell apertura meccanica dei RyR) tubuli T a livello delle linee Z RyR 2 e CICR 26
lento veloce 27
il ciclo dei ponti trasversali e lo scorrimento dei miofilamenti avviene in maniera simile a quello del muscolo scheletrico ma con delle differenze ad es. la sensibilità al Ca 2+ : 28
l elettrocardiogramma 29
triangolo di Einthoven 30
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il ciclo cardiaco 33
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controllo nervoso del cuore 36
Battito ortosimpatico: effetto cronotropo (frequenza), dromotropo (velocità di conduzione), batmotropo (eccitabilità), ionotropo (gettata sistolica) positivo; dissimetria parasimpatico: innervazione di nodi e atrii; effetti negativi, soprattutto sulla frequenza cardiaca; dissimetria parasimpatico simpatico Stimolazione parasimpatica Stimolazione simpatica Tempo (s) Tempo (s) 37
ortosimpatico maggior entrata di Ca 2+ : potenziamento della depolarizzazione (cellule nodali) ed aumento della fase di plateau (cellule contrattili) aumento della sistole (ionotropo); maggior ampiezza del PA induce conduzione più veloce (dromotropo); maggior depolarizzazione induce più eccitabilità (batmotropo) e pacemaker più veloce (cronotropo) 38
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parasimpatico apertura di un canale K Ach dovuta a recettori muscarici M2 maggior uscita di K + : iperpolarizzazione diminuzione della sistole (ionotropo); minor conduzione (dromotropo); minor eccitabilità (batmotropo); pacemaker più lenti (cronotropo) 40
minor entrata di Ca 2+ effetto cronotropo negativo e ionotropo negativo (a carico soprattutto degli atrii) 41
controllo ormonale del cuore catecolamine dalla surrenale: effetti simili alla stimolazione ortosimpatica ormoni tiroidei: aumentano la frequenza cardiaca e la sintesi proteica (ipertrofia) insulina: effetto Ca 2+ ionotropo positivo (inibizione dei meccanismi di riassorbimento di Ca 2+ nel reticolo) glucagone: effetto cronotropo e ionotropo positivo (simili alla stimolazione ortosimpatica β 1 -adrenergica) controllo chimico del cuore chemocettori centrali e periferici che controllano la respirazione ipossia moderata (o aumento della P CO2 )= aumento della frequenza di scarica dei PA dei chemocettori periferici = aumento riflesso della frequenza cardiaca e della sistole l azione diretta della CO 2 sul cuore evoca risposte opposte a quelle riflesse l ischemia riduce l ATP, il ph e la quantità di Ca 2+ liberata dal reticolo sarcoplasmatico sensibilità meccanica esistono dei recettori sensibili alla distensione (meccanocettori): volocettori (vene e atrii) barocettori cardiopolmonari o pressocettori (arteria polmonare, ventricoli, pericardio); altri pressocettori sono i barocettori arteriosi (arco dell aorta e seni carotidei) 42
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