Conduzione Atrioventricolare

7/24/2019 Conduzione Atrioventricolare

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Anatomia e fisiopatologia del sistema di eccitoconduzione cardiaco

Anatomia efisiopatologia delsistema di

eccitoconduzionecardiacoII Parte: Il sistema diconduzione atrioventricolare*

Corrado Tomasi, Fabio Quartieri

G Ital Aritmol Cardiostim 2003;3:141-151

RASSEGNA

U.O. di Cardiologia Interventistica, Arcispedale

S. Maria Nuova, Reggio Emilia

I l sistema di conduzione atrioventricolare rappre-sentato dalla giunzione atrioventricolare propria-mente detta, comprendente il nodo AV e gli approccicircostanti, dal fascio di His, dalle branche destra e si-nistra e dalla loro continuazione nella rete del Purkinje.

Ancora non vi accordo sulla definizione dei limitianatomici e di molte prerogative funzionali fra le varieparti del sistema, come si discuter pi oltre.

Al sistema di conduzione atrioventricolare sono at-tribuite le funzioni di:1. Connessione elettrica fra atri e ventricoli, altrimenti se-

parati dal trigono fibroso che li isola elettricamente.2. Rallentamento della conduzionea livello della giunzio-

ne AV, seguita da una conduzione rapida ai ventricoli,alivello di branche e rete, garantendo cos la coordi-

nazione dei tempi delleccitazione e della meccanicacardiaca.3. Protezione elettrica del ventricolo.4. Attivit di pacemaker sussidiarioin caso di malfunzio-

ne del primo fisiologico pacemaker, il nodo seno-atriale.

Anatomia della giunzione AVLa prima descrizione completa del nodo AV risale a

Tawara nel 1906. Il suo valore non puramente storico:

alcune assunzioni mantengono la loro validit ancheoggi, fornendo supporto alle pi recenti scoperte in temafisiopatologico.

Tawara utilizz il termine nodo per identificare unarete di cellule muscolari istologicamente distinte, com-patte e di forma fusata, a sede anteriore ed estesa dallabase del setto atriale al colletto fibroso atrioventricola-re, localizzata sotto un sottile strato di muscolatura atria-le, appena anteriormente allostio del seno coronarico esuperiormente allinserzione della cuspide settale dellavalvola tricuspide. In prossimit del colletto del trigo-no fibroso atrioventricolare, la struttura si fa penetran-te per poi ramificarsi sui versanti del setto interventri-colare per formare il reticolo delle fibre di Purkinje. Ilnodo descritto da Tawara corrisponde al nodo compat-to della attuale terminologia; esso circondato da cel-lule definite transizionali, che sembrano costituirlo rag-gruppandosi, e si continua nel fascio definito penetran-te. Queste strutture rappresentano un asse continuo digiunzione fra atri e ventricoli, e sono situate entro il

GIAC Volume 6 Numero 3 Settembre 2003

*Testo della relazione presentata al Corso AritmologiaClinica di base ed avanzato dellAIAC, Roma, 9-12settembre 2002.


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cosiddetto triangolo di Koch, una regione anatomica digrande rilievo elettrofisiologico. Il triangolo di Koch demarcato per il lato posteriore da una prominenzafibrosa che si continua dalla valvola della vena cavainferiore, denominata tendine di Todaro, per il lato an-

teriore dalla linea di inserzione del lembo settale dellatricuspide, per la base dallostio del seno coronario. Altrielementi anatomici descrittivi del triangolo di Kochsono i due istmi della base: uno settale, tra il margineanteriore dellostio del seno coronarico e linserzionedel lembo settale della valvola tricuspide, e uno infe-riore, delimitato dallostio della vena cava inferiore edal piano dinserzione della valvola tricuspide. Com-pleta la caratterizzazione morfologica del triangolo diKoch il suo apice, costituito dalla componente atrio-

ventricolare del setto membranoso.Gli approcci atriali al nodo entro e attorno al trian-golo di Koch sono ritenuti essenziali nel determinare lemaggiori caratteristiche funzionali della giunzione. So-stanzialmente tali approcci sono raggruppati in due tipi:superiori (o anteriori) e inferiori (o posteriori), a lorovolta descrivibili in destri e sinistri. Le cellule degliapprocci risultano molto variabili sia come forma e di-mensione, sia come orientamento e organizzazione,suggerendo che il loro ruolo non di semplice cavo diconnessione fra latrio e il nodo AV. stato proposto

che il tipo di organizzazione prevalente nelle fibre de-gli approcci caratterizzi determinate zone, e in partico-lare due aree di grande rilievo funzionale: larea poste-riore, fra tricuspide e seno coronarico, che considera-ta primariamente correlata alla cosiddetta via lenta dellagiunzione atrioventricolare; e larea dellapice del trian-golo di Koch, ove vi una sovrapposizione di celluledel miocardio atriale ordinario provenienti dal margi-ne anteriore della fossa ovale ed estese anteriormentefino al vestibolo della tricuspide: si ritiene che questazona corrisponda alla cosiddetta via rapida della giun-zione atrioventricolare.

Istologicamente, la caratteristica strutturale premi-nente del nodo AV delluomo rappresentata dallor-ganizzazione cellulare attorno allarteria del NAV, laquale spesso situata eccentricamente e pu esseredoppia; nelluomo origina nel 90% dei casi dalla coro-naria destra, nel 10% dei casi dalla circonflessa, in casodi dominanza sinistra. Il circolo collaterale ricco, ed alimentato dalla discendente anteriore tramite i rami

perforanti settali. Le fibre del nodo e delle strutturevicine sono organizzate in tralci lassi, pi irregolari nelleporzioni centrali e nelle zone di transizione verso latrioe le strutture venose, pi compatte e regolari verso ilfascio comune di His, con diramazioni in pi direzioni.

La rete del tessuto connettivo non molto estesa anchese aumenta con let.

Dal punto di vista ultrastrutturale le cellule nodali sipresentano di dimensioni minori rispetto alle celluleatriali e a quelle del Purkinje, con miofibrille disposteirregolarmente e di aspetto interrotto, mitocondri di-stribuiti irregolarmente, reticolo sarcoplasmatico pocoorganizzato, assenza di tubuli T. Vi sono numerosi si-nusoidi venosi e numerose fibre nervose.

Variamente intercalate si trovano cellule transizio-

nali, con caratteristiche di vario grado intermedie fra lecellule nodali pi tipiche e le cellule atriali, disposte inuna specie di guscio in pi strati che circonda il nodoprofondo o compatto, il cui strato pi sottile rivoltoverso la parte posteroinferiore. Le cellule transizionalicostituiscono anche gli approcci atriali al nodo AV, concaratteri istologici e citologici molto variabili, venendoa distribuirsi in tralci o proiezioni estesi fino al vestibo-lo della tricuspide, allostio del seno coronario e al resi-duo di Eustachio. Pure il nodo compatto presenta al-meno due estensioni verso le inserzioni della valvola

mitrale e tricuspide, sempre avvolte da cellule transi-zionali. Quindi su tutti i lati il nodo compatto circon-dato da cellule transizionali, che si connettono diretta-mente al tessuto atriale, senza altre interposizioni. Inogni parte della giunzione il tessuto collagene ed ela-stico ben rappresentato, con gradi diversi di fibrosi equantit variabile di tessuto adiposo: anche queste com-ponenti connettivali contribuiscono alle propriet del-lorganizzazione funzionale.

Organizzazione morfofunzionaledellasse di conduzione AVIl limite anatomicodel nodo atrioventricolare iden-

tificato ancora oggi come proposto dal Tawara, ciosulla base del criterio anatomico della penetrazioneentro il corpo fibroso centrale. Dalla conferma delle ori-ginali descrizioni, a livello di anatomia generale oggivengono distinte due parti nellasse conduttivo atrio-ventricolare: una parte atriale, la rete cellulare che di-


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viene nodo compatto, e una parte ventricolare, la divi-sione del fascio penetrante nelle branche e la rete diPurkinje.

Esistono peraltro ancora molte divergenze circa altriaspetti dellorganizzazione della giunzione AV, quali

lidentit della connessione penetrante fra nodo e fa-scio di His divisionale e la natura e i confini degli ap-procci atriali al nodo AV. Il problema non solo acca-demico, date le implicazioni funzionali.

Sono stati proposti due modelli di organizzazionedella giunzione AV, che presentano sia discordanze cia-scuno al proprio interno sia vari punti di contatto fraloro: uno morfologico e uno fisiologico.

Il primo, anatomico, si basa sul soddisfacimento deirequisiti istologici per la definizione di tessuto di con-

duzione specializzato, che sono ancora oggi quelli fis-sati da Aschoff, gi menzionati a proposito del nodosenoatriale: istologia discreta e distinguibile delle cel-lule costituenti; identificabilit anatomoistologica deltratto di conduzione in sezioni seriate consecutive deltessuto; isolamento delle cellule del fascio da parte deltessuto fibroso circostante. Dal punto di penetrazionedel nodo nel corpo fibroso centrale, dove diviene fa-scio penetrante e poi predivisionale, fino alle dirama-zioni della rete del Purkinje, la parte ventricolare del-lasse atrioventricolare soddisfa tutti e tre i criteri ana-

tomici, e quindi possiede una precisa identit di tessutospecifico di conduzione. Il nodo atrioventricolare, in-vece, presenterebbe solo due dei tre caratteri: le cellulesono morfologicamente distinte, ed possibile identifi-care la struttura tissutale in consecutive sezioni, maesistono connessioni fra le cellule specifiche e quelledel miocardio atriale, ed esistono forme cellulari inter-medie fra i due tipi, le cellule di transizione. I confinidel nodo compatto non sono precisi, n dal punto divista istologico n da quello anatomico, e sono ancorapi sfumati i confini degli approcci atriali al NAV. Ilfascio penetrante apparterrebbe alla parte ventricolaredellasse, gli approcci avrebbero fisionomia non benprecisata, ma sarebbe in questi riconoscibile una natu-ra multistrato, senza una possibile univoca caratteriz-zazione citologica o morfofunzionale.

Secondo il modello fisiologico, invece, basandosisulla presenza di propriet elettrofisiologiche comuni,la giunzione atrioventricolare propriamente detta sa-rebbe composta di una struttura estesa al nodo com-

patto, alla branca penetrante, alle estensioni perinoda-li, cio agli approcci atriali al NAV verso gli osti venosie le loro valvole, verso il setto interatriale e membrano-so e verso gli anelli valvolari atrioventricolari. Alla basedi questo modello organizzativo stanno diversi rilievi.

Nel coniglio sarebbero state recentemente identifica-te tre popolazioni di cellule transizionali, aventi loca-lizzazioni funzionalmente distinte: media, posteriore eanteriore, ciascuna delle quali fornirebbe una sorgentedi attivazione per il nodo AV compatto. Quella poste-riore produrrebbe la corrente pi importante nel deter-minare la refrattariet del NAV del coniglio, che peral-tro nelluomo potrebbe essere controllata pi dalla po-polazione anteriore sebbene le differenze possanoessere il risultato di artefatti sperimentali. Ne uscireb-

be comunque unarticolazione di ruoli delle diversepopolazioni perinodali nel determinare la refrattarietdel NAV. La popolazione media, che sarebbe quellanodale profonda, rappresenta forse nelluomo la respon-sabile del pi lungo periodo refrattario effettivo, consommazione di effetti rispetto alla popolazione ante-riore, ma di per s sarebbe poco potente, e aiuterebbepoco la conduzione intranodale.

Questi dati supportano un modello organizzativo digiunzione basato sullelettrofisiologia e divisa in trezone: la zona transizionale, degli approcci al NAV; la

zona medionodale, del NAV compatto; e la zona delbasso nodo, verso il fascio penetrante. Fondamentaleper tale modello sarebbe la correlazione fra tre tipi prin-cipali di comportamento elettrofisiologico e di aspettodel potenziale dazione monofasico (PA), identificatimediante limpiego di registrazioni di potenziali trans-membrana con microelettrodi da nodo di coniglio, e tremorfologie cellulari distinte rinvenute nella giunzioneatrioventricolare. Tali tipi sono definiti: AN, che carat-terizzerebbe le cellule atrionodali-transizionali; N, perle cellule nodali; e NH, proprio delle cellule nodo-hisia-ne. Tuttavia, mentre i tipi elettrofisiologici sono statichiaramente identificati, la corrispondenza con cellulee strutture tissutali ancora controversa. Dai cuori iso-lati di coniglio stato osservato che due popolazioni dimiociti isolati dal NAV, di forma allungata o ovoidale,presenterebbero aspetto del PA definibile rispettivamen-te di tipo AH ed N, e che tale caratterizzazione elettrofi-siologica sarebbe associata a una diversa distribuzionedei canali ionici transmembrana, in particolare delle


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correnti Ina, Itoe If, coinvolte nella determinazione del-laspetto veloce o lento del PA. In contrasto, in altri la-vori stato osservato che i PA tipici del nodo AV, icosiddetti N, sono registrabili in unarea molto pi am-pia rispetto al nodo compatto, e che tale area di rileva-

zione sarebbe responsabile di una quota essenziale delritardo atrio-his, corrisponderebbe alle estensioni po-steriori alla via lenta e interverrebbe nella definizionedelle propriet basilari del nodo: refrattariet, recupero,facilitazione e fatica. A questa stessa ampia zona po-trebbe essere ricondotta la genesi della duplicit fun-zionale nodale. Analogamente, il comportamento AN,considerato prevalente nelle cellule transizionali, ri-sultato anche registrabile in ampie zone del nodo com-patto. Viceversa, cellule morfologicamente definibili AN

ed N, se valutate dal punto di vista dellelettrofisiologiadel PA, possono essere identificate in combinazione intutte le zone sia cosiddette transizionali, sia del nodocompatto e delle sue estensioni. Invece, sembra che lapopolazione cellulare mostri caratteri morfofunzionalipi uniformi e unitari nelle parti distali del nodo, enel fascio penetrante: in tali sedi si riscontrerebbe unanetta prevalenza del tipo fisiologico NH.

A parte il confronto fra i modelli anatomico ed elet-trofisiologico, va tenuto presente che la posizione e ledimensioni delle componenti della giunzione atrioven-

tricolare variano considerevolmente tra specie e speciee allinterno della stessa specie fra individui. Infine,qualunque sia la rappresentazione morfofunzionaleproposta per la giunzione, ancora carente la riprodu-zione della complessit tridimensionale delle compo-nenti e subcomponenti in unarea molto ristretta, po-nendo cos ulteriori, notevoli, problemi alla correlazio-ne struttura-funzione.

Elettrofisiologia cellulare della

giunzione AVA prescindere dallipotesi organizzativa della giun-

zione atrioventricolare, la caratterizzazione dei com-portamenti elettrofisiologici di base e dinamici del PAnellambito della giunzione atrioventricolare conserva-no una fondamentale importanza. Ricordiamo che nesono stati definiti tre tipi principali: AN (con ulteriorisuddivisioni in subcategorie ANCO e ANL), N ed NH(Figura 1).

Sebbene le caratteristiche elettrofisiologiche del si-stema siano il risultato complessivo di molti contributi,e che a tuttoggi non sia riconoscibile alcuna associa-zione semplice fra singoli aspetti e propriet globalidel sistema, si ritiene che il pattern N rappresenti la

tipologia di PA pi distinta e particolare dellintera giun-zione. Esso presenta il PA con pi basso potenziale diriposo (80 mV), con overshoot non oltre il valore di +5/+10 mV e con la durata di 150-200 msec complessivi.Caratteristiche peculiari sono la ridotta dV/dt, il mini-mo plateau e basse ampiezze, cio laspetto classicodefinito di potenziale di fibre lente calcio-dipendenti.

Le cellule NH mostrano schematicamente un dV/dtpi rapido delle cellule N e un plateau appena pi ac-centuato. In realt la distinzione fra questi due tipi di

PA, estremamente simili in condizioni di base, emergesolo a una valutazione dinamica: usando stimolazioneprematura, si ottiene che le cellule N mostrano un pro-gressivo rallentamento dellupstroke con riduzionedellovershoot e, per prematurit accentuate, una faseaggiunta dopo overshoot, molto lenta con una curva tri-fasica: caduta-risalita e caduta finale, cosiddetto poten-ziale a due componenti; questo si traduce in un incre-mento della durata del potenziale di azione (Figura 1).Al contrario, nelle cellule NH la maggiore precocitdegli impulsi comporta un decremento della durata dei

potenziali monofasici con una sostanziale invarianzadelle fasi.

Le cellule AN presentano caratteri pi vicini a quellidelle miofibrille da lavoro atriali: una fase 1 ben defini-ta (piccola discesa veloce dopo overshoot), un plateauriconoscibile, upstrokepi rapido degli altri due tipi cel-lulari dellasse della conduzione atrioventricolare seb-bene inferiore a quello delle cellule H cio hisiane equindi del Purkinje. I due subtipi ANCO e ANL sonodistinti rispettivamente a causa di minore ampiezza edi minore upstrokesenza fase 1; in seguito a una stimo-lazione prematura i potenziali monofasici AN, ANCOe ANL aumentano solo minimamente di durata.

Alla base di queste diversit elettrofisiologiche sem-bra esservi una distribuzione differenziata dei mecca-nismi di tipo ionico nelle cellule. Come pi sopra ac-cennato, la corrente If, di sodio in entrata, prevale net-tamente nelle cellule con comportamento N ed NH: sitratta di una corrente attivata dalliperpolarizzazione,e sarebbe alla base della depolarizzazione spontanea


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esibita da queste cellule. Le correnti INa++ (veloce disodio) e Ito(ripolarizzante di potassio) sono invece pocorappresentate nelle cellule N e NH, e molto nelle cellu-le AN, e sono ritenute coinvolte nella genesi di poten-ziali dazione di tipo veloce. La corrente ICa++L, lenta dicalcio, sarebbe responsabile della lenta fase 0 del PAdel nodo compatto, in prevalenza rintracciabile nellapopolazione N. Infine la corrente potassica IK+, costituitanel NAV dal tipo IK+r, contribuisce alla ripolarizzazio-ne, e la sua disattivazione alla depolarizzazione spon-tanea.

Come gi accennato, il dato pi rimarchevole del-lelettrofisiologia della giunzione la variazione del PAdelle cellule N (Figura 1). La sua dissociazione in duecomponenti considerata il risultato almeno parzialedella diffusione anterograda e retrograda delle correntielettriche generate dalle risposte attive nel nodo pros-

simale e distale. Pare che, da prossimale a distale, lam-piezza della prima componente si riduca e quella dellaseconda componente aumenti. Questo decrementoesprimerebbe una riduzione dellefficacia del PA nellostimolare cellule adiacenti entro la giunzione atrioven-tricolare. Ci tuttavia non sembrerebbe essere la causadella cosiddetta conduzione decrementale, almeno alivello di elettrofisiologia cellulare, ma piuttosto parecostituire la base della capacit della giunzione AV divariare la velocit di propagazione dellimpulso al pro-prio interno. Tale capacit viene poi variamente modu-lata da una vasta serie di fattori: diametro e geometriadelle fibre, correnti ioniche, conduzione disomogeneae sistema autonomico, che in particolare controlla sialattivit di pacemaker del nodo AV sia la velocit elampiezza della fase di ascesa del potenziale monofa-sico.

Variazione progressiva del PA delle cellule N, con evidenza di dissociazione del PA in duecomponenti, in relazione alla prematurit della stimolazione. Viene rappresentato il PAmonofasico delle cellule AN, N e NH della giunzione AV (preparato da cuore di coniglio),numerate progressivamente (1, 2) da prossimale a distale per ogni tipologia cellulare; ilPA di riferimento per tempi e ampiezze quello del setto interatriale (A2, in alto). In altosono indicati con S1S2 gli intervalli di accoppiamento di quattro differenti extrastimoliapplicati al preparato. Con laumento della precocit dellextrastimolo si rilevano undecremento dellampiezza della prima componente dei potenziali N, maggiore daprossimale a distale, e la comparsa e lallargamento progressivo della dissociazione deipotenziali N. (Modificata da Billette J, et al. In: Zipes DP, Jalife J (eds):Cardiac

Electrophysiology. Philadelphia, WB Saunders 1995:222.)FIGURA 1


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Propriet della conduzione nellagiunzione AV

presumibile che le maggiori propriet funzionalidella giunzione atrioventricolare, quali punto Wencke-

bach, duplicit funzionale, curva di recupero, refratta-riet ecc., dipendano in misura consistente dallorga-nizzazione spaziale delle strutture che la compongono,pi che dal tipo o dalle prerogative singole e discretedei costituenti.

Il ritardo di conduzione della giunzione atrioventricolare,essenziale per il sincronismo e la coordinazione dellameccanica cardiaca e per la protezione delle miofibreventricolari da impulsi troppo accelerati o troppo pre-coci che potrebbero disorganizzare la loro attivit, fondato sulla variabilit della risposta conduttiva dellagiunzione. Ci significa che, anche in assenza di qual-siasi influenza autonomica, la giunzione evidenziaunampia variabilit di tempi di conduzione per singo-lo battito. Tale propriet rappresenta la maggiore de-terminante della variabilit dellintervallo PR, e dipen-de sia dalla prematurit dellimpulso atriale, con rap-porto di dipendenza inversa, sia dal ciclo medioprecedente che in sede sperimentale significa ciclodel pacing di base. Il tempo di percorrenza dellimpul-so attraverso la giunzione AV, le branche e la rete di

Purkinje, fino ai ventricoli di 80 msec; tuttavia la ve-locit nel nodo AV di 0,02-0,05 m/sec; nelle strutturepi distali maggiore, fino a raggiungere 2-4 m/secnella rete del Purkinje.

La variabilit della risposta di conduzione della giun-zione deriva presumibilmente da vari molteplici fattoridi tipo elettrofisiologico, anatomico e funzionale su cuipoi interviene una modulazione di tipo autonomicodelle propriet di membrana. Oltre alla dissociazionedel PA delle cellule N, discusso pi sopra, fra i pirilevanti fattori ricordiamo: la lenta depolarizzazione

delle cellule N, relata al minore rilievo locale dei canalidel sodio e alla dipendenza del PA dalla corrente inentrata lenta del calcio; la piccola dimensione delle cel-lule del nodo, assieme al numero relativamente piccolodi giunzioni serrate, responsabile di unelevata resisten-za interna del sistema; il cosiddetto dispositivo taratoverso il basso, cio il fatto che le correnti generatedurante la depolarizzazione sono in genere appena suf-ficienti a mantenere un potenziale di azione propagato

entro la giunzione, per cui la conduzione a questo li-vello presenta una intrinseca precariet.

La variabilit della conduzione della giunzione AV stata studiata dal punto di vista funzionale medianteparticolari protocolli di stimolazione prematura, met-

tendo in evidenza tre meccanismi dinamici basilari, lacui combinazione determina la risposta conduttivaistantanea: recupero,facilitazioneefatica.

Il recuperodefinisce la dipendenza della velocit diconduzione nodale dallintervallo di accoppiamento. correlato alla lenta velocit di recupero delleccitabilitdella giunzione, con una riduzione dellampiezza e deldV/dt del PA in seguito a uno stimolo prematuro ap-plicato prima del recupero completo delleccitabilit.In questo modo si spiegherebbe una larga parte delle

variazioni frequenza-dipendenti dei tempi di condu-zione della giunzione AV. Nella pratica si utilizza percostruire la ben nota curva di conduzione nodale, am-piamente utilizzata per lo studio clinico del nodo e perlablazione della via lenta o veloce della tachicardia re-ciprocante giunzionale.

Perfacilitazionesi intende il comportamento per cui,per ogni dato tempo di recupero, il tempo di conduzio-ne della giunzione AV del battito prematuro diminui-sce se si riduce il ciclo del battito precedente (in prati-ca: stimolazione con ciclo 0, poi S1


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grammata, sono in uso anche in elettrofisiologia clini-ca: periodo refrattario assoluto (effettivo PRE), cio ilpi lungo A1A2 che non produce attivazione nodale;periodo refrattario funzionale (PRF), cio il pi cortoH1H2 che pu essere raggiunto; e punto Wenckebach

(PW), cio il ciclo atriale al quale appare il fenomeno diWenckebach. PRE e PRF sono frequenza-dipendenti: ilprimo solitamente si allunga ai cicli pi veloci. Esisto-no tuttavia variazioni di comportamento nei diversiassetti sperimentali e clinici in cui questi parametri sonovalutati, spiegabili con linterazione fra le tre proprietbasilari sopra descritte.

Anche la correlazione fra le caratteristiche elettrofi-siologiche di base della giunzione e particolari tipi cel-lulari o aree anatomiche non affatto chiara. Se il recu-

pero sembra essere correlato al comportamento dellecellule N, facilitazione e fatica non sono associabili perora ad alcuna localizzazione citologica prevalente; larefrattariet funzionale e assoluta non sembra associa-bile alle sole cellule N, contro le ovvie aspettative.

Sistema nervoso autonomoe giunzione atrioventricolare

Il sistema nervoso autonomo non responsabile dellagenesi delle propriet nodali intrinseche, ma queste

possono essere profondamente modificate dagli stimo-li vagali e simpatici. In generale si pu affermare che lastimolazione nervosa autonoma pu produrre molte-plici effetti, in rapporto a sedi anatomiche, fase del ci-clo cellulare, combinazione degli effetti di pi sedi emessaggi infeedback, modulando continuamente le pro-priet nodali.

Gli effetti pi noti e marcati del sistema nervoso auto-nomo possono essere cos schematizzati. La stimolazio-ne colinergica produce iperpolarizzazione delle celluleAN, N e NH, relativamente indipendente dalla fase delciclo su cui si effettua, sebbene il tipo di fase condizionipoi la risposta successiva al termine della stimolazione.Limpulso colinergico riduce velocit di ascesa, ampiez-za e durata del PA, in particolare nelle cellule N, mentrenelle cellule distali del nodo la stimolazione vagale incellule con fase pi veloce di base pu paradossalmenteincrementare la velocit di ascesa e lampiezza del PA.

La stimolazione adrenergica migliora la conduzionenodale e riduce la refrattariet nodale, aumentando la

velocit di ascesa e lampiezza del PA, soprattutto nellecellule AN ed N, mentre il potenziale diastolico massi-mo non influenzato dalla stimolazione simpatica inqueste stesse cellule

Duplicit funzionale nodaleIl meccanismo della duplicit funzionale nodale

(DFN), messo in evidenza primariamente tramite sti-molazione atriale programmata, postulato sui rilieviECG e su studi sui potenziali transmembrana, assur-to a grande fama sia come modello per le aritmie darientro, sia per le molte osservazioni elettrofisiologicherese possibili dallutilizzo dellablazione con radiofre-quenza della tachiaritmia reciprocante giunzionale. La

sua natura elettrofisiologica tuttavia rimasta a lungooscura. Recentemente stata osservata, nella giunzio-ne AV di coniglio, la presenza di due distinti fronti don-da, anterosuperiore e posteroinferiore, supposti di ugua-le velocit a livello cellulare (non essendo ancora possi-bile una misurazione diretta), che procederebbero entrola giunzione con un tempo di percorrenza globale di-verso a causa di caratteristiche del percorso: quello se-guito dal fronte donda posteroinferiore risulterebbe piaccidentato, lungo e contorto, e quindi richiederebbemaggior tempo, rispetto al percorso del fronte donda

anterosuperiore, pi diretto (Figura 2).Entrambi i percorsi, bench diversi e temporalmente

sfasati, condurrebbero al nodo distale-fascio di His: ilprimo fronte non sarebbe in grado da solo di ottenereunattivazione sufficiente, per cui diverrebbe necessa-rio il secondo, che giunge tardivo a sostenere londadiretta al fascio penetrante. Restano ancora inspiegatele ragioni finalistiche della duplicit del fronte di atti-vazione: si supposto che il primo blocchi il NAV e lorenda impermeabile ad eccitazioni caotiche prove-nienti dallatrio, mentre il secondo sarebbe quello ingrado di forzarne la parte distale.

Tale DFN sarebbe presente con qualunque tipo dicurva clinica di risposta nodale, cio anche in assen-za di un salto nodale evidenziabile alla stimolazioneprogrammata, e con qualunque direzione limpulsoatriale arrivi alla giunzione medesima, cio indipenden-temente dalla sede di stimolazione. stato cos suppo-sto che la DFN possa rappresentare il modo ordinariodi funzionamento della giunzione AV e di attivazione


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del NAV. Infatti, considerando gli aspetti anatomici,poich non sono state identificate vie elettricamente iso-late che traccino la duplicit/dissociazione funzionale,si ipotizzato che il substrato morfologico di tale mo-dello elettrofisiologico possa essere dato da un concor-so di meccanismi legati alla struttura tissutale, fra cuipreminente sarebbe quello degli strati di cellule transi-zionali che circondano il NAV compatto. A queste com-peterebbe la funzione di essere attivate in qualunquepunto e in qualunque modo dallimpulso provenientedallatrio, e di attivare comunque i due percorsi di tra-smissione dellimpulso alla parte distale del NAV-fa-scio penetrante. Altri aspetti morfologici che possonocontribuire alla duplicit funzionale potrebbero essere:lanisotropia delle fibre atriali circostanti i percorsi prin-

cipali, la povert delle estensioni posteriori del NAV,con un gap fra seno coronarico e anello tricuspidali-co, e il prolungamento del corpo fibroso centrale in unsottile velo a livello di questa regione posteriore.

Questo modello di fisiologia della giunzione com-porta una ridefinizione completa dei concetti morfo-funzionali di via rapida e via lenta. Lavia di conduzionelentasarebbe costituita da un dominio della via len-ta, cio da un fronte di attivazione/conduzione che pro-cede dalle estensioni nodali inferiori lungo le cellulenodali pi basse entro il nodo compatto e il fascio pe-netrante; il percorso comprende tutta la giunzione; lecellule di queste zone sono per lo pi nodali e transi-zionali con caratteri di conduzione lenta; le celluletransizionali circostanti possono convogliare e inviare

Schema illustrativo dellelettrofisiologia della duplicit funzionale della giunzione AVdelluomo. La regione del triangolo di Koch mostrata con orientamento longitudinale, leparti anteriori sono sulla destra, le posteriori sulla sinistra dellimmagine. Le frecce pigrandi mostrano gli approcci atriali alla giunzione, le frecce pi sottili mostrano la vialenta (tratto continuo) e quella rapida (tratteggiata), le frecce pi piccole mostrano

direzione del rientro (dx-sx) o altri impulsi provenienti dallatrio (sx-dx). I due frontidonda, posteroinferiore e anterosuperiore, procederebbero entro la giunzione con tempidiversi, raggiungendo il nodo compatto e distale in momenti successivi ma funzionalmenteintegrati ai fini di una efficace trasmissione dellimpulso. (Modificata da Mazgalev TN.3)FIGURA 2

SIA

NAV

FPvia

veloce

CCF

VT

Regione

compatta

Estensioni

nodali

inferiori

Zona

transizionale

via

lenta

CS

TT

VCI

CrT

His

FO

FP: fascio penetranteCS: seno coronaricoFO: forame ovaleSIA: setto interatrialeVCI: vena cava inferioreTT: tendine di Todaro

CrT: crista terminalisCCF: corpo centrale fibrosoVT: valvola tricuspide-lembo settale


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altri input da e in altre direzioni, con effetti di disomo-geneit interna, forse allorigine del comportamentoclinico definito dei salti nodali plurimi.

Lavia di conduzione rapidasarebbe costituita in realtda un dominio della via rapida: un fronte di attiva-

zione/conduzione proveniente dal guscio di celluletransizionali superiori rivolte verso il setto, diretto ver-so lestensione superiore della giunzione AV; una viatrasversa e breve fra atrio-nodo compatto-His; londaquindi non deve attraversare tutta la regione compattacon un minore percorso nella zona dove maggiore ilcomportamento elettrofisiologico di tipo N, cui corri-sponde un minore ritardo di conduzione atrio-His allebasse frequenze, perso alle frequenze maggiori.

stato recentemente elaborato un ulteriore modello

per organizzare i diversi risultati sperimentali inerentiluna o laltra propriet riferita alla conduzione rapida,fra cui i dati relativi alle tre popolazioni di cellule transi-zionali e ai relativi input di conduzione, citati pi sopra.Secondo tale modello, sempre elaborato nel coniglio,linput di via rapida, o il dominio della medesima,secondo altra accezione, avrebbe due localizzazioni: unalungo il bordo anteriore della fossa ovale, (rappresenta-ta da cellule transizionali con caratteri elettrofisiologicidi membrana indicativi di conduzione rapida), che rap-presenterebbe il normale input anterogrado di tipo ve-

loce del nodo; laltra, costituita dalle cellule transiziona-li situate superiormente al NAV compatto, che sarebbeprimariamente responsabile del fenomeno Wenckeba-ch. Il percorso anatomico della conduzione AV di viarapida potrebbe essere inoltre differente fra conduzioneanterograda e conduzione retrograda, normale o duran-te tachicardia reciprocante giunzionale, in rapporto allapossibilit di una diversione del percorso dellimpulsonel dominio della via rapida, che eviti la regione dellecellule N, creando delle asimmetrie di percorso fra lesequenze di attivazione retrograda e anterograda.

Al momento il dualismo costitutivo della giunzioneatrioventricolare resta caratterizzato in senso prevalen-temente funzionale, sebbene vi siano dati che suggeri-scono una strutturazione morfologica propria delle dif-ferenziazioni di funzione. anche possibile che i com-portamenti di via lenta e di via rapida siano condizionatiin maniera per ora imprevedibile da altri fattori, quali: la complessit di organizzazione spaziale, in una

struttura tridimensionale;

le variazioni quantitative dei componenti elettrofi-siologici delle aree;

le interazioni fra le parti superiore e inferiore delNAV. stato osservato che la via rapida potrebbeinibire quella lenta e che leliminazione della via len-

ta mediante RF pu modificare la refrattariet dellavia rapida.

Parte ventricolare dellasse della conduzione AV: fa-

scio di His, branche divisionali e rete di Purkinje

Come gi illustrato, il fascio di His descritto origina-riamente inizia al punto in cui il nodo restringendosi ecompattandosi attraversa il colletto fibroso atrioventri-colare destro a livello del setto interventricolare mem-branoso posteriore, per dividersi nelle branche destra e

sinistra che decorrono sotto lendocardio lungo le duesuperfici del setto interventricolare. Le due branchemostrano un andamento diverso: la branca sinistra sidivide rapidamente, formando una larga stria di fasci-coli che si dispongono sul setto sinistro, mentre la brancadestra mantiene una sua netta maggiore unit, non di-videndosi per un tratto, quindi inviando un fascicoloattraverso il fascio moderatore, e tardivamente sfran-giandosi in alcuni fascicoli le cui suddivisioni dannoorigine alla rete del Purkinje, analogamente a quantoavviene a sinistra. La rete si connette direttamente con

le miofibrille contrattili di lavoro dei ventricoli. Su baseanatomica, quindi, non vi corrispondenza con i co-siddetti fascicoli sinistri definiti in elettrocardiografia.Il fascio di His irrorato dai rami perforanti settali pro-venienti dalla discendente anteriore e dalla discenden-te posteriore. In questo modo il circolo viene mantenu-to da due coronarie nella maggior parte dei casi; lin-sorgenza di un BAV nellinfarto acuto del miocardio,con caratteri infra-sottohisiani depone di solito per unamalattia di due vasi coronarici ed non a caso un se-gno prognostico sfavorevole.

Le branche destra e sinistra del fascio di His sonoprincipalmente irrorate da rami provenienti dalla di-scendente anteriore. Per la branca destra vi sono colla-terali forniti anche dalla discendente posteriore, nel pri-mo tratto incostanti, mentre nella parte distale della

branca questi possono divenire preminenti. Il troncocomune e il fascicolo anteriore della branca sx, oltre chedai rami perforanti provenienti dalla DA, sono vascola-rizzati anche da rami perforanti provenienti dalla di-


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scendente posteriore. Il fascicolo posteriore irrorato inprevalenza da rami della discendente posteriore, da solao in associazione a rami provenienti dalla discendenteanteriore. Queste caratteristiche anatomiche rendonoragione della diversa evolutivit in blocco AV completo

dei blocchi di branca insorti durante ischemia acuta.Le cellule del fascio atrioventricolare comune mo-

strano, andando dal prossimale al distale, una gradua-le riduzione dapprima delle cellule N a vantaggio delleNH, e quindi passaggio da queste alle cellule tipichedel Purkinje. Le cellule His-Purkinje si organizzano inmodo pi regolare gi nel fascio penetrante, raccolte infascicoli pi grossi. Le cellule NH, di cui si gi accen-nato, non hanno ancora una precisa caratterizzazione:si pu parlare di cellule nodali, piccole, disposte irre-

golarmente in gruppi o tralci, che si riducono numeri-camente per lasciare spazio alle cellule H e quelle delPurkinje che sono cellule grosse, regolari, con miofi-brille sparse e periferiche poco rappresentate, con mol-ti mitocondri e reticolo sarcoplasmatico ben rappresen-tato, nucleo centrale circondato da una zona chiara ric-ca in glicogeno, presenza di una certa quota di tubuli T(coinvolti nel processo di eccitazione-contrazione). Essesono in contatto solo longitudinalmente mediante di-schi intercalari. Non vi sarebbero connessioni laterali,n terminazioni nervose specifiche.

Le cellule His e Purkinje presentano sostanziali si-militudini anche per quello che riguarda il PA e le pro-priet conduttive, il che conferma la congruit delliden-tificazione della parte ventricolare dellasse conduttivoatrioventricolare. Il potenziale dazione caratterizza-to dalla velocit elevata dellupstroke, da una distintafase 1 e da un ampio plateau di durata massima a livel-lo delle branche dellHis. Questultimo aspetto conferi-sce una prolungata refrattariet. Il potenziale dazionedura circa 300 ms nelle branche-Purkinje, 200 ms nel-lHis (comparativamente nel ventricolo di lavoro: du-rata 200-240 ms). Il potenziale di riposo sui livelli dimassima negativit 90, 100 mV (comparativamentenel ventricolo di lavoro: pot. riposo 80, 90 mV), puressendo conservata la capacit di depolarizzazionespontanea tipica del sistema, con una frequenza intrin-seca pari a 40-50 nellHis e 30-40 bpm nelle branche erete. Lovershootraggiunge + 30/+40 mV nel Purkinje.

Queste caratteristiche, unite a basse resistenze inter-ne dellorganizzazione cellulare e intercellulare (dimen-

sioni cellulari, giunzioni cellulari), determinano la ca-pacit di conduzione rapida (fattore di sicurezza tara-to verso lalto). Va rimarcato che le fibre del Purkinjemostrano la conduzione pi veloce fra i tessuti cardia-ci, e che i loro potenziali di azione, soprattutto a livello

distale e nelle loro diramazioni nellendocardio, sono ipi lunghi rinvenuti nei cuori dei mammiferi. possi-bile che linsieme di questi aspetti funzionali, analoga-mente a quanto descritto per il NSA, determini unasorta di gradiente della conduzione, il cosiddetto ga-ting, che nella fattispecie consiste nellimpraticabilitdel ritorno dellimpulso allinterno del sistema His-Pu-rkinje dopo attivazione dei ventricoli. Ci, unitamenteallisolamento tissutale delle fibre nel loro decorso, ealla distribuzione delle giunzioni, pu rappresentare

un sistema di sicurezza contro il rientro dellimpulso equindi contro possibili inneschi di aritmie disorganiz-zate ventricolari.

La capacit pacemaker del Purkinje ha attratto note-vole attenzione sperimentale. Le caratteristiche del PA,come osservato, sono profondamente diverse fra giun-zione AV p.d. e fibre del Purkinje, comportando so-stanziali differenze anche nelle correnti che le determi-nano. In sintesi, la base della capacit di depolarizza-zione spontanea sembra qui legata a una corrente di K(iK+2, poi definita iK+dd), parzialmente attiva durante

riposo di membrana, rapidamente attivata durante ilPA e la depolarizzazione, quindi ridotta al plateau. Tut-tavia, oltre ad essa altre correnti sono state coinvolte: if,di Na++ in ingresso, e altre correnti potassiche (iK+1,ito). Non chiaro se queste possano esibire un ruolo ditipo pacemaker solo in condizioni sperimentali o an-che in determinate situazioni fisiologiche.

Bibliografia

1. Anderson RH, Ho SY. The architecture of the sinus node, theatrioventricular conduction axis, and the internodal atrial myo-

cardium. J Cardiovasc Electrophysiol1998;9:1223-1248.

2. Anderson RH, Ho SY. The morphology of the specialized atrio-

ventricular junctional area: the evolution of understanding.Pace

2002;25:957-966.

3. Mazgalev TN, Ho SY, Anderson RH. Anatomic-electrophysio-

logical correlations concerning the pathways for atrioventricu-

lar conduction. Circulation2001;103:2660-2667.

4. Efimov IR, Mazgalev TN. High-resolution, three-dimensional

fluorescent imaging reveals multilayer conduction pattern in

the atrioventricular node. Circulation1998;98:54-57.


11/11

151


5. Rudy Y: Ionic mechanisms of cardiac electrical activity. In:

Cardiac Electrophysiology. Zipes DP and Jalife J Ed., WB Saun-

ders Publ., 3rdedition, 2000; pp 257-264.

6. Munk AA, Adjemian RA, Zhao J, et al. Electrophysiological

properties of morphologically distinct cells isolated from the

rabbit atrioventricular node. J Physiol1996;493:801-818.

7. Mazgalev TN. Van Wagoner DR, Efimov IR. Mechanisms of AVnodal excitability and propagation. In: Zipes DP, Jalife J (eds):

Cardiac Electrophysiology, 3rd edition. Philadelphia, WB Saun-

ders 2000:196-205.

8. Billette J, Shrier A. Atrioventricular nodal activation and func-

tional properties. In: Zipes DP, Jalife J (eds):Cardiac Electrophy-

siology, 2nd edition. Philadelphia, WB Saunders 1996:216-226.

9. Patterson E, Scherlag BJ. Functional anatomy of AV conduc-

tion: changing concepts in the ablation era. J Electrocardiology

2001;34 suppl:135-141.

10. Patterson E, Scherlag BJ. Anatomic and functional fast atrio-

ventricular conduction pathway. J Cardiovasc Electrophysiol

2002;13:945-949.

Indirizzo per la corrispondenza

Corrado TomasiU.O. Cardiologia InterventisticaOspedale Santa Maria NuovaViale Risorgimento, 8042100 Reggio EmiliaTel.: 0522/296574Fax: 0522/296288E-mail: [email protected]

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