Il Cuore

Vena cava sup. Inf. Atrio destro Ventricolo Arterie polmonari Vene sinistro Aorta

Valvole Valvole semilunari Valvola aortica Valvola polmonare Mitrale Valvole atrioventricolari Tricuspide Mitrale Corde tendinee Muscolo papillare Valvole semilunari Valvola aortica Valvola polmonare

Pacemakers Nodo SA Nodo AV Fascio AV Fibre di Purkinje

Innervazione Parasimpatico Ortosimpatico Nodo SA

Il cuore è importante nel generare energia meccanica Il cuore consiste principalmente di cellule muscolari specializzate Miociti (cellule del miocardio) Dischi intercalari Nucleo

Micrografia elettronica del muscolo cardiaco ventricolare Mitocondri Vaso sanguigno sarcomero linea Z linea M filamento sottile filamento spesso zona H banda A Dischi intercalari Nucleo 5µm

Accoppiamento EC nei miociti ventricolari

Somiglianze tra l’accoppiamento EC nel muscolo scheletrico e nel cuore Entrambi i tipi di muscolo sono striati e contengono tubuli a T e un RS altamente sviluppato I PA forniscono lo stimolo eccitatorio utilizzato per attivare i canali del Ca2+ del sarcolemma (o DHPRs) I canali del Ca2+ attivati innescano l’apertura dei canali di rilascio del Ca2+ del RS L’aumento risultante del Ca2+ intracellulare attiva il meccanismo della contrazione

Differenze tra i muscoli scheletrico e cardiaco Le cellule muscolari cardiache sono più piccole delle scheletriche; hanno un solo nucleo; sono più ricche di mitocondri Il cuore contiene tessuto eccitatorio specializzato (ad es. il nodo SA) e fibre di conduzione (le fibre del Purkinje) Cellule cardiache adiacenti si connettono tra di loro elettricamente mediante gap junctions Il PA ventricolare è 100x più lungo (250 ms circa) di quello del muscolo scheletrico Il meccanismo di accoppiamento EC cardiaco comporta un ingresso di Ca2+ extracellulare (Ca2+-induced Ca2+ release)

Accoppiamento eccitamento-contrazione Tubulo trasverso Miocito Ca2+ Riserva di calcio Reticolo sarcoplasmatico

Accoppiamento EC Cardiaco (Ca2+-induced-Ca2+-release) SR + TT SR TT Vm + + Ca2+ Canale del Ca2+ Canale di rilascio

Relazione lunghezza-tensione nella contrazione di un muscolo scheletrico Viene mostrata la tensione generata da un muscolo in relazione alla sua lunghezza a riposo prima dell’inizio della contrazione. Alla lunghezza ottimale c’è un maggior numero di ponti trasversali tra filamenti spessi e sottili e la fibra può generare il suo massimo di forza (A)

Curva lunghezza-tensione nel muscolo cardiaco Il muscolo cardiaco, come quello scheletrico, ha una ben definita relazione tensione (forza)/lunghezza: esiste una lunghezza ottimale alla quale la forza della contrazione è massima. Ma, mentre il muscolo scheletrico lavora vicino alla sua lunghezza ottimale, le fibre miocardiche del cuore normale hanno una lunghezza inferiore rispetto a quella ottimale per la contrazione. Una fibrocellula muscolare cardiaca è in grado di eseguire una contrazione graduata: la fibra varia la quantità di forza che genera La forza è proporzionale al numero di ponti trasversali attivi Il numero di ponti attivati è in parte direttamente proporzionale alla [Ca2+]intra

Verifiche

Se una cellula miocardica contrattile è immersa in un liquido simile a quello interstiziale e viene depolarizzata, essa si contrae. Se il Ca2+ è rimosso dal liquido che bagna la cellula e successivamente la cellula viene depolarizzata, la contrazione non si verifica. Se lo stesso esperimento è effettuato su una fibrocellula muscolare scheletrica, depolarizzando la cellula, la contrazione si verifica comunque, anche in assenza di Ca2+ extracellulare. Quali conclusioni si possono trarre da questo esperimento? Come si modifica la forza di contrazione in una cellula miocardica se nella soluzione extracellulare è posto un farmaco che blocca tutti i canali del Ca2+ presenti sulla membrana cellulare? E se ne blocca solo alcuni?