Fisiologia del cuore

1. Fisiologia del cuore

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

3. 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)

4. 135 Volume ventricolare sinistro (ml) 65 Riempimento ventricolare 0 100 200 300 400 500 Tempo (ms) Fase finale della diastole ventricolare Riempimento ventricolare (500ms) Quando PIV<PA→ apertura valvole AV Inizio riempimento ventricolare Si distinguono 2 fasi: • 1a fase – riempimento rapido • PIV ≡ pressione intraventricolare • PA ≡ pressione atriale

5. Quando PIV<PA→ apertura valvole AV Inizio riempimento ventricolare Si distinguono 2 fasi: • 1a fase – riempimento rapido 135 Volume ventricolare sinistro (ml) 65 Riempimento ventricolare 0 100 200 300 400 500 Tempo (ms) Riempimento ventricolare (500ms) • 2a fase – riempimento lento • Aumento del 10-20% Sistole atriale • PIV ≡ pressione intraventricolare • PA ≡ pressione atriale

6. 90 60 Pressione (mm Hg) 30 135 Volume ventricolare sinistro (ml) 65 0 100 200 Tempo (ms) 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

7. 120 90 Pressione (mm Hg) 60 30 135 Volume ventricolare sinistro (ml) 65 0 100 200 300 400 500 Tempo (ms) Svuotamento ventricolare (300ms) • Quando Pventr sin>Paorta→ apertura valvola aortica  • Flusso sanguigno dal VS all’aorta •  • Fase di eiezione ventricolare

8. 120 90 Pressione (mm Hg) 60 30 135 Volume ventricolare sinistro (ml) 65 0 100 200 300 400 500 Tempo (ms) Rilassamento (diastole) isovolumico (80ms) • Ripolarizzazione ventricolare  • Rilasciamento ventricolare • Caduta di pressione nei ventricoli • Quando PIV<Paorta→ chiusura valvola aortica Inizio diastole ventricolare 1a fase: Rilasciamento isovolumico (valvole AV e semilunari chiuse)

9. 120 90 Pressione (mm Hg) 60 30 135 Volume ventricolare sinistro (ml) 65 600 700 800 900 0 100 200 300 400 500 Tempo (ms) Rilassamento ventricolare fase finale 2a fase: quando PIV<PA  Apertura valvole AV  Inizio riempimento ventricolareattraverso le valvole AV

10. Tempo (ms) 600 700 800 100 200 300 400 0 500 VTS 120 90 Pressione (mm Hg) 60 30 VTD 135 Volume ventricolare (ml) 65 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 diastole ventric. fase finale sistole ventric. 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.

11. Elettrocardiogramma Pressione (mm Hg) Ciclo cardiaco ed elettrocardiogramma 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

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

13. 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

14. 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

15. 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

16. 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

17. 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

18. Verifiche

19. 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

20. 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

21. VTS VTD 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.

22. 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).

23. 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

24. 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.

25. 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

26. 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