Fisiologia del cuore

Il ciclo cardiaco – la sequenza Sinistro Destro Sistole atriale Sistole = contrazione Sistole ventricolare Delay diastole Delay diastole Diastole = rilassamento Gli atri sono camere relativamente piccole che danno una piccola spinta di sangue ai ventricoli

Alcune importanti definizioni Volume telediastolico (VTD): volume massimo contenuto nei ventricoli ovvero volume di sangue nei ventricoli alla fine della diastole (riempimento ventricolare) Volume telesistolico (VTS): volume minimo contenuto nei ventricoli ovvero volume di sangue nei ventricoli alla fine della sistole (svuotamento ventricolare) Gittata sistolica (GS) : volume di sangue che il cuore espelle in ciascun battito GS = VTD - VTS (0.07L/battito) Gittata cardiaca (GC): quantità di sangue pompata in un minuto dal ventricolo sinistro nell’aorta GC = f x GS (72 battiti/min x 0.07L/battito = 5L/min)

Fase finale della diastole ventricolare Riempimento ventricolare (500ms) Fase finale della diastole ventricolare Quando PIV<PA → apertura valvole AV Inizio riempimento ventricolare Si distinguono 2 fasi: 1a fase – riempimento rapido Riempimento ventricolare Volume ventricolare sinistro (ml) 100 200 300 400 500 Tempo (ms) 65 135 PIV ≡ pressione intraventricolare PA ≡ pressione atriale

Riempimento ventricolare (500ms) Quando PIV<PA → apertura valvole AV Inizio riempimento ventricolare Si distinguono 2 fasi: 1a fase – riempimento rapido 2a fase – riempimento lento Aumento del 10-20% Riempimento ventricolare Sistole atriale Volume ventricolare sinistro (ml) 100 200 300 400 500 Tempo (ms) 65 135 PIV ≡ pressione intraventricolare PA ≡ pressione atriale

Volume ventricolare sinistro (ml) Contrazione (sistole) ventricolare (50ms) isovolumica Attivazione dei ventricoli: 100 ms dopo gli atri  Contrazione dei ventricoli  Aumento pressione nei ventricoli (PIV) Quando PIV>PA → chiusura valvole AV  Contrazione ventricolare isovolumica  Contrazione isometrica delle fibre 100 200 Tempo (ms) 90 60 30 Pressione (mm Hg) 65 135 Volume ventricolare sinistro (ml)

Svuotamento ventricolare (300ms) Quando Pventr sin>Paorta → apertura valvola aortica  Flusso sanguigno dal VS all’aorta  Fase di eiezione ventricolare 100 200 300 400 Tempo (ms) 500 90 60 30 120 Pressione (mm Hg) 65 135 Volume ventricolare sinistro (ml)

Rilassamento (diastole) isovolumico (80ms) Ripolarizzazione ventricolare  Rilasciamento ventricolare Caduta di pressione nei ventricoli Quando PIV<Paorta → chiusura valvola aortica 90 60 30 120 Pressione (mm Hg) 65 135 Volume ventricolare sinistro (ml) 100 200 300 400 Tempo (ms) 500 Inizio diastole ventricolare 1a fase: Rilasciamento isovolumico (valvole AV e semilunari chiuse)

Rilassamento ventricolare fase finale 2a fase: quando PIV<PA  Apertura valvole AV  Inizio riempimento ventricolare attraverso le valvole AV 90 60 30 120 Pressione (mm Hg) 65 135 Volume ventricolare sinistro (ml) 100 200 300 400 Tempo (ms) 500 600 700 800 900

AB riemp. pass. e contr. atriale BC contrazione isovolumetrica VTD VTS 90 60 30 120 Pressione (mm Hg) 65 135 Volume ventricolare (ml) 100 200 300 400 Tempo (ms) 500 600 700 800 AB riemp. pass. e contr. atriale BC contrazione isovolumetrica CD immissione di sangue in aorta DA rilassamento isovolumetrico diastole ventric. fase iniziale contr. ventr. isovolumica sistole atriale sistole ventric. diastole ventric. fase finale sistole atriale (A) La valvola mitrale (AV sn) si apre (B) La valvola mitrale (AV sn) si chiude (C) La valvola aortica si apre (D) La valvola aortica si chiude CHIAVE DI LETTURA VTD= vol. tele-diastol. VTS= vol. tele-sistol.

Ciclo cardiaco ed elettrocardiogramma Pressione (mm Hg) Onda P: depolarizzazione atriale Segmento P-Q: conduzione attraverso il nodo AV e il fascio AV Onde Q, R e S: depolarizzazione ventricolare Segmento S-T: contrazione ventricolare Onda T: ripolarizzazione ventricolare

Ciclo cardiaco e toni cardiaci (lub-dup) Pressione (mm Hg) 1° tono cardiaco: si ha alla chiusura delle valvole AV  inizio sistole ventricolare Chiusura valvola aortica 2° tono cardiaco: si ha alla chiusura della valvola aortica  inizio diastole ventricolare Chiusura valvole AV

Il ciclo cardiaco Il ciclo cardiaco comprende tutti quegli eventi associati al flusso di sangue attraverso il cuore Sistole – contrazione della muscolatura cardiaca Diastole – rilassamento della muscolatura cardiaca

Fasi del ciclo cardiaco Riempimento ventricolare – mid-to-late diastole La pressione sanguigna nel cuore è bassa quando il sangue entra negli atri e fluisce nei Le valvole AV sono aperte, quindi avviene la sistole atriale

Fasi del ciclo cardiaco Sistole ventricolare Gli atri si rilassano L’aumento di pressione nei ventricoli comporta la chiusura delle valvole AV Fase di contrazione isovolumetrica La fase di eiezione ventricolare apre le valvole semilunari

Fasi del ciclo cardiaco Rilassamento isovolumetrico – all’inizio della diastole Rilassamento ventricolare Il riflusso di sangue nell’aorta e il trunk polmonare chiude le valvole semilunari Dentellatura dicrotica – breve aumento della pressione aortica causata dal riflusso di sangue che rimbalza sulle valvole semilunari

I suoni del cuore I suoni del cuore (lub-dup) sono associati alla chiusura delle valvole cardiache Il primo suono si ha quando la valvola AV si chiude e corrisponde all’inizio della sistole Il secondo suono si ha quando la valvola SL si chiude e corrisponde all’inizio della diastole ventricolare

Verifiche

L’atrio presenta una pressione minore rispetto alle vene cave Durante il riempimento atriale, la pressione nell’atrio è > o < rispetto a quella che si ha nelle vene cave? L’atrio presenta una pressione minore rispetto alle vene cave

(a) ventricoli; (b) ventricoli; (c) atri; (d) ventricoli Quale camera cardiaca presenta la pressione maggiore durante le seguenti fasi del ciclo cardiaco? (a) Eiezione ventricolare; (b) rilasciamento ventricolare isovolumetrico; (c) diastole atriale e ventricolare; (d) contrazione ventricolare isovolumetrica (a) ventricoli; (b) ventricoli; (c) atri; (d) ventricoli

Abbinare i segmenti seguenti ai corrispondenti eventi ventricolari: VTD VTS Abbinare i segmenti seguenti ai corrispondenti eventi ventricolari: AB (a) immissione di sangue in aorta BC (b) contrazione isovolumetrica CD (c) rilassamento isovolumetrico DA (d) riemp. pass. e contr. atriale Abbinare i seguenti eventi ai punti A-D: (a) La valvola aortica si apre (b) La valvola mitrale si apre (c) La valvola aortica si chiude (d) La valvola mitrale si chiude CHIAVE DI LETTURA VTD= vol. tele-diastol. VTS= vol. tele-sistol.

Abbinare alle lettere nei riquadri i seguenti processi/definizioni: (a) volume tele-diastolico; (b) la valvola aortica si apre; (c) la valvola mitrale si apre; (d) la valvola aortica si chiude; (e) la valvola mitrale si chiude; (f) volume telesistolico. (a) E; (b) A; (c ) D; (d) B; (e) C; (f) F Perché dopo il punto C la pressione atriale aumenta? Perché essa diminuisce durante la fase iniziale della sistole ventricolare per poi aumentare di nuovo? Perché essa diminuisce improvvisamente al punto D? perché la pressione ventricolare aumenta improvvisamente al punto C? La pressione atriale aumenta perché la pressione sulla valvola mitrale fa protrudere i lembi verso l’atrio. La pressione atriale diminuisce durante la fase iniziale della sistole ventricolare perché gli atri si rilasciano. Aumenta poi di nuovo perché gli atri si riempiono di sangue. Al punto D la pressione atriale diminuisce improvvisamente perché la valvola mitrale si apre e il sangue fluisce rapidamente nei ventricoli. La pressione ventricolare aumenta di colpo quando i ventricoli si contraggono qagendo su un volume di sangue costante (contrazione isovolumetrica).

Domande Qual è la gittata sistolica massima? Qual è il volume telediastolico che permette di ottenere la gittata sistolica massima? La massima gittata sistolica è pari a 160 ml, ottenuta quando il volume telediastolico è di circa 330 ml

Domanda In corrispondenza del volume telediastolico indicato dal punto A, produrrà maggiore forza il cuore in condizioni di controllo o sotto l’effetto della noradrenalina? Nel punto A il cuore in presenza di noradrenalina presenta una gittata sistolica maggiore e di conseguenza produce una forza maggiore.

Problema 1. Un paziente ha una frazione di eiezione (gittata sistolica diviso volume telediastolico) di solo 25%. La sua gittata sistolica è di 40 ml e la sua frequenza cardiaca è di 100 battiti al minuto. Qual è il valore del volume telediastrolico, del volume telesistolico e della gittata cardiaca di quel paziente? Spiegare i calcoli. GS/EDV=0.25. Se GS=40 ml, EDV=160 ml, GS=EDV-ESV, perciò ESV=120 ml. GC=FCxGS=100 bpm x 40 ml/battito = 4000 ml/min Problema 2. Calcolare la gittata cardiaca nel caso in cui la gittata sistolica sia 65 ml e la frequenza cardiaca si 80 bmp. GC=FCxGS=80 bpm x 65 ml/battito = 5200 ml/min

Problema 3. Calcolare il volume telesistolico nel caso in cui il volume tele diastolico sia 150 ml e la gittata sistolica sia 65 ml. VTD=85 ml Problema 4. Il volume totale di sangue di una persona è di 5 L. Assumiamo che 4 L siano contenuti nella circolazione sistemica e 1 L in quella polmonare. Se la persona presenta una gittata cardiaca di 5 L/min, Quanto tempo impiegherà una goccia di sangue che lascia il ventricolo sinistro a farvi ritorno? Quanto tempo impiegherà una goccia di sangue ad andare dal ventricolo destro a quello sinistro? 1 minuto 12 secondi