Muscolo cardiacoMuscolo cardiaco

• Le fibrocellule cardiache sono simili alle fibrocellule muscolari di tipo I°(fibre rosse), ma si differenziano, infatti:

• Sono più piccole • Non sono polinucleate• Minor massa fibrillare (50% contro il

90%)• Maggior contenuto di mitocondri

Connessioni

• Il sarcolemma (membrana plasmatica) contiene delle glicoproteine in grado di legare numerosi ioni Ca2+, questo serve ad avere sempre una concentrazione costante di Calcio sulla superficie

• Le cellule cardiache sono unite tra loro da parti più ispessite del sarcolemma dette:

• Gap - junction

Proteine strutturali

•• L’actina è identica a quella vista nel L’actina è identica a quella vista nel muscolo scheletrico.muscolo scheletrico.

•• La miosina presenta le catene leggere, La miosina presenta le catene leggere, locate a livello della testa della miosina, locate a livello della testa della miosina, più piccole e quindi con minor attività più piccole e quindi con minor attività ATPATP--asicaasica

•• La Troponina C (legante il Calcio) ha La Troponina C (legante il Calcio) ha minor affinità per questo ione rispetto a minor affinità per questo ione rispetto a quella muscolarequella muscolare

Funzione

• L’attività contrattile del cuore è continua ed è sostenuta dal metabolismo aerobico.

• I substrati da cui il miocardio ricava energia sono:

• A riposo: • FFA dal sangue• (e in minor percentuale) glucosio

proveniente dal sangue • oppure glucosio dal glicogeno contenuto nel

miocardio

A riposo

• Gli acidi grassi a lunga catena sono i substrati preferiti dal miocardio, di cui coprono il 70% della spesa energetica, provengono da:

• FFA plasmatici• Grassi endogeni• dal tessuto adiposo• dall’acido lattico

AcAc Grasso Grasso -- AlbuminaAlbumina

Ac. Grasso

La La carnitina carnitina èè due due volte volte superiore superiore a quella a quella del del muscolomuscolo

AcilCoAAcilCoA

CarnitinaCarnitina

AcilCoAAcilCoA

KrebsKrebs

BetaBeta--OxOx

TrigliTrigliceridiceridi

Necessità glucosioNecessità glucosio• Anche se la maggior quota energetica

viene dagli acidi grassi, è necessario che il miocardio catabolizzi assieme agli acidi grassi anche del glucosio (che però non supera mai il 30% della quota energetica totale).

• Questo per mantenere elevato il contenuto di acido ossalaceticoindispensabile per il buon funzionamento del Ciclo di Krebs

KrebsKrebs

AcAc. . OssalaceticoOssalacetico + + AcetilCoAAcetilCoA acac. Citrico. Citrico

Acidi GrassiAcidi Grassi

GlucosioGlucosio

AcAc PiruvicoPiruvico AcAc PiruvicoPiruvico

PCarPCar +

Sotto sforzo

• Il muscolo cardiaco sotto sforzo utilizza:

• FFA provenienti dal sangue oppure rilasciati dal tessuto adiposo

• L’acido lattico proveniente dal muscolo scheletrico è preferito al glucosio

• Corpi chetonici prodotti dal fegato

Utilizzazione del lattato• Il miocardio utilizza il lattato proveniente dalla

muscolatura scheletrica, questa è l’espressione di una significativa complementarietà tra muscolo scheletrico e cardiaco.

• Questo è permesso perché la reazione:

• Ac lattico Ac piruvico

• è spostata verso destra perchè l’enzima LDH cardiaco è più affine per l’acido lattico.

LDHLDH

NAD+ NADH.H+

•• L’acido L’acido piruvicopiruvico viene trasferito nel viene trasferito nel mitocondrio e trasformato in mitocondrio e trasformato in AcetilAcetilCoACoA che poi viene trasferito nel Ciclo che poi viene trasferito nel Ciclo di KREBS e demolito.di KREBS e demolito.

MMIMMI

AcAc latticolattico

AcAc PiruvicoPiruvico AcAc piruvicopiruvico

AcetilAcetil CoACoAKrebsKrebs

OssalaceticoOssalacetico

P. P. CarbCarb..

AcAc. Grassi. Grassi

Utilizzazione Corpi chetoniciUtilizzazione Corpi chetonici

• Il miocardio possiede l’enzima in grado di attivare l’acido acetacetico, uno dei corpi chetonici:

• Acido Acetoacetico + CoA + ATP

• Acetoacetil CoA+ AMP + 2P

SintetasiSintetasi

LattatoLattato

AcAc. Grassi. Grassi

Amino acidiAmino acidi

• Gli amino acidi vengono utilizzati soltanto per la sintesi proteica, necessaria per compensare la continua degradazione delle proteine.

• La leucina, amino acido a catena ramificata, svolge un ruolo importante come fattore di salvaguardia per la sintesi delle proteine tissutali.

Anossia

• Rappresenta una diminuita pressione parziale di Ossigeno (pO2) a livello cardiaco che induce nel miocardio delle alterazioni metaboliche e strutturali più o meno profonde.

• La inadeguata ossigenazione del miocardio compromette tutti i processi ossidativi, ovviamente mitocondriali, che richiedonto O2.

Blocco della catena respiratoria

•• La deficienza di ossigeno rallenta (o La deficienza di ossigeno rallenta (o blocca) il flusso degli elettroni nella blocca) il flusso degli elettroni nella catena respiratoria, determinando un catena respiratoria, determinando un aumento del NADH.Haumento del NADH.H++

•• Che non potendo più essere ossidato Che non potendo più essere ossidato completamente nella catena completamente nella catena respiratoria viene invece respiratoria viene invece riossidatoriossidato nel nel citoplasma, nella reazione:citoplasma, nella reazione:

•• AcAc piruvicopiruvico Ac.Ac. latticolatticoNADH.HNADH.H++ NADNAD++

Glucosio 6PGlucosio 6P

AcAc PiruvicoPiruvico

NAD+

NADH.H+ NADH.H+

NAD+

AcAc PiruvicoPiruvico

C.RC.R OO22

NAD+

ATPATP

Acetil CoANADH. H+ NAD+

COCO22

AcAc LatticoLattico

SangueSangue

CalaCala

2H2H++

NAD+NAD+

ConseguenzeConseguenze

• Inibizione della Catena respiratoria• La diminuzione ossidazione del piruvato

e l’aumento del lattato fa diminuire il pH• Rallentamento del Ciclo di Krebs per

mancanza di piruvato (non si forma sufficiente ossalacetato)

• Anche la Beta – ossidazione degli acidi grassi è rallentata perché è diminuito il NAD+

ß – Oss.

NAD+

NADH.H+

AcetilAcetil CoACoA

C.RC.R

Manca lManca l’’OO22

Rallenta la Rallenta la ßß--ossidazioneossidazione

Aumenta lAumenta l’’ AcetilAcetilCoACoA e le l’’AcilAcil CoACoA

ATPATP

ADPADP

ATPATP

ADPADP

LL’’ aumento dellaumento dell’’AcetilAcetil CoACoA e degli e degli acilacil CoACoA blocca il blocca il trasportatore trasportatore mitocondrialemitocondriale delldell’’ATPATP

AcilAcil CoACoA

BloccoBlocco

X

Blocco AciditàBlocco Acidità• Il miocardio è in grado di bloccare l’acidità in

quanto, come il muscolo scheletrico, produce ammoniaca dall’AMP:

• AMP IMP + NH3

• AMP si è formato ad opera della miochinasimiocardica, enzima molto attivo a livello cardiaco:

• ADP + ADP ATP + AMP

AMP AMP deaminasideaminasi

MiochinasiMiochinasi

• In tal modo il pH rimane nella normalità (7,1 - 7,25) e per periodi contenuti non si hanno conseguenze a livello miocardico.

• Più grave è quello che succede nell’ischemia, cioè quando si ha un diminuito flusso ematico, in tal caso il pH si può abbassare molto di più (fino a 6,8) con gravissime conseguenze anche deleterie