ANATOMIA E FISIOLOGIA DEL CUORE
Il cuore, organo centrale dell apparato circolatorio, è situato nella cavità toracica, fra i due polmoni, in una loggia mediana chiamata mediastino. Ha forma di cono tronco, appiattito in senso antero-posteriore, con la base rivolta in alto, in dietro e a destra e l apice situato in avanti, in basso e a sinistra. L asse maggiore del cuore è obliquo da dietro in avanti, dall alto in basso, da destra a sinistra. Non è centrato sul piano di simmetria ma deborda a sinistra per 2/3 del suo volume e a destra per 1/3. In avanti è racchiuso da sterno e cartilagini costali (dalla 3 alla 6 ) che gli formano un valido scudo protettivo. La faccia postero-inferiore riposa sulla cupola diaframmatica che lo separa dai visceri addominali. Superiormente continua con i grossi vasi che formano il peduncolo del cuore e sono da destra verso sinistra la vena cava superiore, l aorta ascendente e il tronco arterioso polmonare. Il cuore è contenuto in un sacco fibrosieroso, il pericardio, che lo fissa al diaframma, isolandolo dagli organi vicini. Il volume del cuore varia in funzione del sesso, dell età e delle condizioni del soggetto: nell adulto il suo peso è compreso tra 280 e 340 g nel maschio, fra 230 e 280 nella femmina.
CONFIGURAZIONE INTERNA DEL CUORE Il cuore è un organo cavo suddiviso internamente in due metà indipendenti, cuore destro e cuore sinistro. Ogni metà comprende due cavità: una superiore, cubica, detta atrio, l altra inferiore, di forma conica o piramidale, detta ventricolo. Ciascun atrio comunica con il ventricolo sottostante attraverso l orifizio atrioventricolare, mentre i due atri e i due ventricoli sono separati tra di loro per mezzo di due sepimenti, di differente spessore e costituzione, detti rispettivamente setto interatriale e setto interventricolare. I due orifizi atrioventricolari, destro e sinistro, sono provvisti di valvole cuspidali che permettono il passaggio del sangue dalle cavità atriali a quelle ventricolari e si oppongono invece al reflusso dai ventricoli agli atri. L orifizio atrioventricolare destro (o tricuspidale od ostio venoso) ha un contorno ovalare con una circonferenza media di 10-12 cm ed è provvisto di un apparato valvolare, la valvola atrioventricolare destra o tricuspide, costituita da 3 lembi o cuspidi valvolari, di forma triangolare.
L orifizio atrioventricolare sinistro o mitralico ha la forma ovalare e una circonferenza media di circa 10 cm. Anch esso è delimitato da un anello fibroso che dà impianto alla valvola atrioventricolare sinistra o bicuspide o mitrale, costituita da due cuspidi o lembi valvolari che hanno dimensioni diverse. Con la loro base i lembi valvolari si attaccano a un anello fibroso posto in corrispondenza dell orifizio atrioventricolare. Le cuspidi sono costituite da tessuto fibroso rivestito dall endocardio e si proiettano con il loro apice nella cavità ventricolare. I margini liberi delle cuspidi sono irregolari e dentellati e danno inserzione ad esili tendini, chiamati corde tendinee che si distaccano dall apice di rilievi muscolari conici sporgenti in cavità, ossia i muscoli papillari. Al davanti degli osti venosi, la base dei ventricoli presenta l origine delle rispettive arterie, aorta e tronco polmonare, con le quali comunica mediante due orifizi, osti arteriosi, muniti di tre valvole semilunari che permettono il transito di sangue dalle cavità ventricolari verso i due tronchi arteriosi e ne impediscono il reflusso in direzione dei ventricoli.
ISTOLOGIA DEL CUORE Le pareti del cuore sono per la maggior parte formate da un particolare tessuto muscolare striato che è denominato miocardio comune. Nella compagine del miocardio comune si trovano formazioni muscolari specializzate costituite da miocardio specifico, che si organizzano nel sistema di conduzione del cuore. Il miocardio comune si dispone in fasci che si inseriscono su formazioni fibrose che nell insieme costituiscono lo scheletro del cuore. Il tessuto muscolare striato cardiaco è un tessuto involontario con contrazione ritmica e automatica. Questo si differenzia dal tessuto muscolare striato scheletrico che invece è volontario e regolato dagli impulsi nervosi. La più piccola unità strutturale con risposta funzionale è la fibra muscolare striata costituita da miofibrille.
Le miofibrille sono strutture filamentose altamente differenziate per la contrazione, disposte longitudinalmente nella fibra del diametro da 1 a 2 μm. Le miofibrille presentano una successione di bande scure (banda A) e bande chiare (banda I) che si alternano. Le miofibrille risultano a loro volta costituite da unità più piccole, i miofilamenti, disposti longitudinalmente e paralleli gli uni agli altri I miofilamenti si dividono in miofilamenti spessi (miosina) e miofilamenti sottili (actina, troponina e tropomiosina). Il complesso tropomiosina-troponina regola il processo di interazione dei filamenti di actina e miosina. Gli ioni calcio liberati dal reticolo sarcoplasmatico, si legano alla troponina, producendo un cambiamento di conformazione del complesso troponina-tropomiosina, con il conseguente spostamento della tropomiosina dai siti di legame della miosina le teste della miosina sono libere di ingranarsi sulle molecole di actina.
SISTEMA DI CONDUZIONE DEL CUORE Il sistema di conduzione del cuore èla sede dove insorgono gli stimoli che determinano la contrazione del cuore ed è inoltre una via preferenziale di conduzione degli stimoli stessi. Il SCC è costituito dal sistema senoatriale e dal sistema atrioventricolare; esso è costituito da una particolare varietà di tessuto muscolare denominato miocardio specifico. Il sistema senoatriale è costituito dal nodo del seno (di Keith-Flack) che è una piccola formazione di fibre miocardiche specifiche intrecciate del diametro di circa 10 mm, situata al limite tra lo sbocco della vena cava superiore e lo sbocco e l inizio della cresta terminale.
Le fibre che costituiscono il nodo del seno hanno la capacità di contrarsi automaticamente in modo ritmico con una frequenza più elevata di ogni altra fibra muscolare del cuore. Il nodo, indicato come pacemaker del cuore, all inizio di ogni ciclo cardiaco dà origine all impulso che determina la contrazione degli atri e dei ventricoli alla frequenza che esso impone. Dal nodo del seno si distaccano alcuni fasci di fibre (fasci internodali) che lo collegano con l atrio e con il nodo atrio-ventricolare (sistema atroventricolare). Il sistema atrioventricolare comprende alcune parti fra loro in comunicazione e cioè il nodo atrioventricolare, il tronco comune del fascio fascio atrioventricolare (fascio di His) e le sue branche, destra e sinistra che continuano in un sistema terminale a rete che diffonde l impulso a tutte le cellule ventricolari.
MECCANICA DELLA CIRCOLAZIONE La funzione del cuore è quella di ricevere il sangue che riceve dalle vene (a bassa pressione) e pomparlo nelle arterie (ad alta pressione). In questo modo il sangue potrà arrivare ai tessuti dove, attraverso l endotelio dei capillari, possono avvenire gli scambi necessari al mantenimento delle attività metaboliche cellulari (ossigeno). Schematicamente le due pompe cardiache (cuore destro e sinistro), fornite ciascuna di un atrio e di un ventricolo, spingono il sangue in due sistemi di vasi disposti in serie tra loro: il circolo polmonare (piccolo circolo) e il circolo sistemico (grande circolo). Atrio destro Ventricolo destro Arteria Polmonare Vena cava inf. Aorta Vene polmonari Atrio sinistro Ventricolo sinistro
Il piccolo circolo è alimentato dal ventricolo destro ed ha la funzione di mettere a contatto il sangue venoso con l aria alveolare, in modo tale da permettere gli scambi tra O2 e CO2: tutto il sangue passa nel circolo polmonare prima di passare nel sistemico. Il grande circolo è alimentato dal ventricolo sinistro ed ha la funzione di portare sangue, ossigenato nel circolo polmonare (arterioso), a tutti i tessuti. Il circolo polmonare è un circolo semplificato dovendo esplicare una solo funzione ed irrorando un solo tipo di tessuto, mentre il circolo sistemico è assai più complesso, essendo formato da tanti distretti circolatori, ognuno deputato all irrorazione di un singolo organo o tessuto. Tuttavia ciascuno dei due circoli (polmonare e sistemico) è fondamentalmente organizzato in maniera analoga: è formato cioè da una pompa (cuore), da un insieme di vasi di distribuzione (arterie), da un letto di fini vasi di scambio (capillari) e da un insieme di vasi di raccolta (vene).
CICLO CARDIACO Il cuore, nell uomo a riposo, si contrae circa 70 volte al minuto; alla contrazione simultanea degli atri (sistole atriale), che causa il passaggio di sangue nei ventricoli, segue quella dei due ventricoli (sistole ventricolare) che causa passaggio di sangue nelle arterie. Spesso, però, col semplice termine di sistole, s intende la sistole ventricolare. Alla sistole segue, sia negli atri che nei ventricoli, il rilasciamento, cioè la diastole. L insieme della sistole e della diastole costituisce il ciclo cardiaco, la cui durata, nell uomo a riposo è circa 0.8-0.9 sec.
EFFETTI DEL CICLO CARDIACO SUI VASI L alternarsi, nel ciclo cardiaco, della sistole e della diastole con la conseguente immissione di sangue in circolo, determina variazioni cliniche della pressione sia nei vasi arteriosi (all uscita dei ventricoli) che venosi (all entrata degli atri). Si definisce come polso l espansione ritmica dei vasi sanguiferi (arterie e vene) conseguente a variazioni di pressione nel loro interno, durante il ciclo cardiaco. Il polso arterioso è quello che si percepisce palpando le arterie, più o meno vicino al cuore; è determinato dalla sistole ventricolare, che immette sangue nelle arterie stesse e si trasmette lungo le pareti in forma di onda (onda sfigmica). Polso venoso, invece, è quello che si registra sulle vene (particolarmente nella parte bassa del collo) e deriva dalla trasmissione retrograda delle variazioni pressorie insorte nell atrio destro.
GITTATA CARDIACA Si definisce gittata o portata cardiaca, il volume di sangue che viene espulso da un ventricolo in un minuto: è perciò un flusso (volume/minuto). Il volume di sangue espulso ad ogni battito cardiaco da un ventricolo è detto gittata pulsatoria o sistolica. Pertanto se la frequenza cardiaca è f battiti al minuto e la gittata pulsatoria G p, la gittata cardiaca G c è: G c (ml/min)= G p x f