Fisiologia del cuoreFisiologia del cuore

Delaydiastole

Sistoleatriale

Sistoleatriale

Delaydiastole

Sistoleventricolare

Sistole ventricolare

SinistroDestro

Sistole = contrazione

Gli atri sono camere relativamente piccole che danno una piccola spinta di sangue ai ventricoli

Diastole = rilassamento

Il ciclo cardiaco – la sequenza

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)

Alcune importanti definizioni

Riempimento ventricolare (500ms)

Quando PIV<PA → apertura valvole AV

Inizio riempimento ventricolare

Si distinguono 2 fasi:

PIV ≡ pressione intraventricolare

PA ≡ pressione atriale

Vol

ume

vent

ricol

are

sini

stro

(m

l)

1000 200 300 400 500

Tempo (ms)

65

135

•1a fase – riempimento rapido

Riempimento ventricolare

Fase finale della diastole ventricolare

Riempimento ventricolare (500ms)

PIV ≡ pressione intraventricolare

PA ≡ pressione atriale

Vol

ume

vent

ricol

are

sini

stro

(m

l)

1000 200 300 400 500

Tempo (ms)

65

135

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

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

1000 200Tempo (ms)

90

60

30Pre

ssio

ne (

mm

Hg)

65

135

Vol

ume

vent

ricol

are

sini

stro

(m

l)

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)

5000

90

60

30

120

Pre

ssio

ne (

mm

Hg)

65

135

Vol

ume

vent

ricol

are

sini

stro

(m

l)

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)

90

60

30

120

Pre

ssio

ne (

mm

Hg)

65

135

Vol

ume

vent

ricol

are

sini

stro

(m

l)

100 200 300 400

Tempo (ms)

5000

Rilassamento ventricolarefase finale

2a fase: quando PIV<PA

Apertura valvole AV

Inizio riempimento ventricolare attraverso le valvole AV

90

60

30

120

Pre

ssio

ne (

mm

Hg)

65

135

Vol

ume

vent

ricol

are

sini

stro

(m

l)

100 200 300 400

Tempo (ms)

5000 600 700 800 900

AB riemp. pass. e contr. atriale

BC contrazione isovolumetrica

CD immissione di sangue in aorta

DA rilassamento isovolumetrico

(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.

90

60

30

120

Pre

ssio

ne

(mm

Hg)

65

135

Vol

um

e v

en

tric

ola

re (

ml)

100 200 300 400Tempo (ms)

5000 600 700 800

sistole atriale

sistole atriale

contr. ventr. isovolumica

sistole ventric.

diastole ventric. fase iniziale

diastole ventric. fase finale

VTD

VTS

Ele

ttroc

ardi

ogra

mm

a

Pre

ssio

ne (

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

Pre

ssio

ne (

mm

Hg)

Ciclo cardiaco e toni cardiaci (lub-dup)

Chiusura valvola aortica

Chiusura valvole AV

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

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

Il 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

Fasi del ciclo cardiacoRilassamento 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 cuoreI 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

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

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:

AB (a) immissione di sangue in aorta

BC (b) contrazione isovolumetrica

CD (c) rilassamento isovolumetrico

DA (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.

VTD

VTS

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).

Domande1. Qual è la gittata sistolica massima?

2. 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

DomandaIn 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 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,

a) Quanto tempo impiegherà una goccia di sangue che lascia il ventricolo sinistro a farvi ritorno?

b) Quanto tempo impiegherà una goccia di sangue ad andare dal ventricolo destro a quello sinistro?

a) 1 minuto

b) 12 secondi

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