regolazione dell`attività cardiaca
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Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria PARAMETRI DELL'ATTIVITÀ CARDIACA ➔ FREQUENZA (FC) ✔ È IL NUMERO DI SISTOLI PER UNITÀ DI TEMPO (MINUTO) ➢ È GENERICAMENTE IN CORRELAZIONE INVERSA CON LA DIMENSIONE DELL'ANIMALE ➢ È PIÙ ELEVATA NEGLI ANIMALI GIOVANI Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria PARAMETRI DELL'ATTIVITÀ CARDIACA GITTATA SISTOLICA (SV STROKE VOLUME) ✔ È IL VOLUME DI SANGUE CHE ESCE DAL VENTRICOLO AD OGNI SISTOLE ➔GITTATA CARDIACA o PORTATA CARDIACA (CO CARDIAC OUTPUT) ✔ È IL VOLUME DI SANGUE CHE ESCE DAL VENTRICOLO NELL'UNITÀ DI TEMPO (MINUTO) ✔ È UGUALE ALLA FREQUENZA PER LA GITTATA SISTOLICA Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria PARAMETRI DELL'ATTIVITÀ CARDIACA ➔PRECARICO ✔ È UNA MISURA DEL SANGUE CHE ARRIVA NEL VENTRICOLO ➢AUMENTA QUANDO AUMENTA IL RITORNO VENOSO ➔POSTCARICO ✔ È IL VOLUME DI SANGUE CHE RIMANE NEL VENTRICOLO DOPO LA SISTOLE ➢NORMALMENTE IL VENTRICOLO SI SVUOTA DI CIRCA IL 50% DEL SANGUE PRESENTE ALL'INIZIO DELLA SISTOLE ➢È DETERMINATO DALLA RESISTENZA ARTERIOSA, CHE A SUA VOLTA RISENTE DELLE RESISTENZE PERIFERICHE Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria PARAMETRI DELL'ATTIVITÀ CARDIACA ➔CRONOTROPIA ✔ È LA FREQUENZA CARDIACA ➔INOTROPIA ✔ È LA FORZA CON CUI SI CONTRAE IL MIOCARDO ➔DROMOTROPIA ✔ È LA VELOCITÀ DI DIFFUSIONE DELL'IMPULSO ELETTRICO ➔BATMOTROPIA ✔ È LA MISURA DELL'ECCITABILITÀ DELLE CELLULE CARDIACHE Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria REGOLAZIONE DELL'ATTIVITÀ CARDIACA: CONTROLLO INTRINSECO ➔CONTROLLO INTRINSECO – DEL CUORE ANCHE ISOLATO ✔ REGOLAZIONE ETEROMETRICA REGOLAZIONE INTRINSECA – LEGGE DI FRANK-STARLING – RAPPORTO LUNGHEZZA-TENSIONE DEL MIOCARDIO ➢L'ENERGIA DI CONTRAZIONE DELLE CELLULE MIOCARDICHE È PROPORZIONALE ALLA LORO LUNGHEZZA INIZIALE ➢ QUALSIASI CONDIZIONE AUMENTI IL RITORNO VENOSO (PRECARICO) O LE RESISTENZE PERIFERICHE (POSTCARICO) DETERMINA AUMENTO DELLA FORZA DI CONTRAZIONE ✗ SI TRATTA FONDAMENTALMENTE DI UN EFFETTO INOTROPO ✗ CORRISPONDE ALLA NECESSITÀ DEL CUORE DI SVUOTARSI DELL'ECCESSO DI SANGUE O DI PROPORZIONARE IL SUO SFORZO AL SANGUE CONTENUTO Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria REGOLAZIONE DELL'ATTIVITÀ CARDIACA: CONTROLLO INTRINSECO ➔POTENZIAMENTO POST-EXTRASISTOLICO ➢DOPO UN'EXTRASISTOLE (E LA RELATIVA PAUSA COMPENSATORIA) LA CONTRAZIONE SEGUENTE HA FORZA MAGGIORE DEL NORMALE ✗ SI TRATTA FONDAMENTALMENTE DI UN EFFETTO INOTROPO ✗ È DOVUTO: ALL'AUMENTO DEL CA++ DISPONIBILE ALLA REGOLAZIONE ETEROMETRICA ➔FENOMENO DELLA SCALA ➢ALL'AUMENTARE DELLA FREQUENZA CORRISPONDE UN GRADUALE AUMENTO DELLA FORZA DI CONTRAZIONE PER L'AUMENTO DEL CA++ DISPONIBILE Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria REGOLAZIONE DELL'ATTIVITÀ CARDIACA: CONTROLLO INTRINSECO ➔TEMPERATURA ➢L'IPERTERMIA DETERMINA TACHICARDIA ➢L'IPOTERMIA DETERMINA BRADICARDIA ➢SIA L'IPOTERMIA COME L'IPERTERMIA DETERMINANO ATTENUAZIONE DELLA FORZA CONTRATTILE (INOTROPIA NEGATIVA) ➢QUANDO LA TEMPERATURA DEL CUORE (CORPOREA) SCENDE SOTTO I 26°C O SALE OLTRE I 44°C SIA LA CONDUZIONE SIA LA FORZA CONTRATTILE SONO FORTEMENTE DEPRESSE Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria REGOLAZIONE DELL'ATTIVITÀ CARDIACA: CONTROLLO ESTRINSECO NERVOSO ➔SIMPATICO ➢ ORIGINE DAI SEGMENTI T1-T5: CENTRO CARDIOACCELERATORE SPINALE, CHE DERIVA DAL CENTRO CARDIOACCELERETORE BULBARE ➢ INNERVA SIA ATRI SIA VENTRICOLI ✔ EFFETTI ➢ CRONOTROPO POSITIVO ➢ INOTROPO POSITIVO ➢ DROMOTROPO POSITIVO ➢ BATMOTROPO POSITIVO NON HA AZIONE TONICA ✔ MECCANISMO D'AZIONE ➢ AUMENTA LA VELOCITÀ DI DEPOLARIZZAZIONE SPONTANEA DEL NODO SENO-ATRIALE (RIDUZIONE DELL'USCITA DI K +) ➢ AUMENTA LA PERMEABILITÀ AL Ca++ Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria REGOLAZIONE DELL'ATTIVITÀ CARDIACA: CONTROLLO ESTRINSECO NERVOSO ➔PARASIMPATICO ➢ ORIGINE A LIVELLO BULBARE: CENTRO CARDIOINIBITORE ➢ X PAIO DINERVI CRANICI (VAGHI) ➢ VAGO DX: NODO SENO-ATRIALE ➢ VAGO SIN: NODO AV, FASCIO DI HIS, MUSCOLO ATRIALE ✔ EFFETTI ➢ CRONOTROPO NEGATIVO (PER AZIONE SUL NODO SA) ✗ SI ALLUNGA LA DIASTOLE SINO AD ARRESTO DEL CUORE (CHE PERò REAGISCE ATTUANDO UN RITMO IDIOVENTRICOLARE: SFUGGITA DEL CUORE DAL VAGO) ➢ INOTROPO NEGATIVO (PER AZIONE SUGLI ATRI) ✗ SCARSA CONTRAZIONE ATRI = SCARSO RIEMPIMENTO VENTRICOLI ➢ DROMOTROPO NEGATIVO (PER AZIONE SU NODO AV E FASCIO DI HIS) ➢ BATMOTROPO NEGATIVO Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria REGOLAZIONE DELL'ATTIVITÀ CARDIACA: CONTROLLO ESTRINSECO NERVOSO ➔PARASIMPATICO HA AZIONE TONICA ( PARTICOLARE IN CAVALLO E LEPRE, DETTI PERCIÒ ANIMALI VAGOTONICI ) ✔ MECCANISMO D'AZIONE ➢ INDUCE IPERPOLARIZZAZIONE (FAVORENDO LA PERMEABILITÀ AL K+) ➢ RIDUCE LA PERMEABILITÀ AL Ca ++ (INOTROPIA NEGATIVA) Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria REGOLAZIONE DELL'ATTIVITÀ CARDIACA: CONTROLLO ESTRINSECO ORMONALE ➔CATECOLAMINE ✔ EFFETTI ➢ SOVRAPPONIBILI A QUELLI DEL SIMPATICO, MA MOLTO INTENSI E DI MAGGIOR DURATA ➢ IMPORTANTISSIMI NELLA REAZIONE DI EMERGENZA E NELLO STRESS ACUTO ➔ORMONI TIROIDEI ✔ EFFETTI ➢ AUMENTANO SIA LA FREQUENZA SIA LA FORZA DI CONTRAZIONE ➢ AGISCONO SOLO NEL LUNGO PERIODO (STATI DI IPO- E IPER-TIROIDISMO) ✗ AUMENTANO LA SINTESI DI β-RECETTORI CATECOLAMINERGICI E LA CAPTAZIONE CARDIACA DI Ca ++ Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria CARATTERISTICHE GENERALI CHE INFLUENZANO L'ATTIVITÀ CARDIACA ➔ETÀ ✔ L'ANIMALE PIÙ GIOVANE HA FREQUENZA MAGGIORE ➢ Ha metabolismo più elevato ➢ Ha un cuore più piccolo ➔DIMENSIONE (MASSA) ✔ L'ANIMALE PIÙ PICCOLO HA FREQUENZA MAGGIORE ➢ Ha metabolismo più elevato ➢ Ha un cuore più piccolo Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria MECCANISMI REGOLATORI CARDIOVASCOLARI ➔ SODDISFANO LA NECESSITÀ DI ➢ FORNIRE PIÙ SANGUE A ORGANI E TESSUTI METABOLICAMENTE ATTIVI (AUMENTO DELLA PERFUSIONE) ➢ AUMENTARE O RIDURRE LA PERDITA DI CALORE CORPOREO ➢ MANTENERE UN ADEGUATO FLUSSO EMATICO A CUORE E CERVELLO NELLE SITUAZIONI DI EMERGENZA ➔ SI EFFETTUANO TRAMITE VARIAZIONI DI ➢ GITTATA CARDIACA ➢ DIAMETRO DEI VASI DI RESISTENZA (ARTERIOLE) ➢ RECLUTAMENTO DI CAPILLARI ➢ QUANTITÀ DI SANGUE RACCOLTO NEI VASI DI CAPACITÀ (VENE) ➔ VENGONO DISTINTI IN ➢ LOCALI ➢ SISTEMICI Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria MECCANISMI REGOLATORI CARDIOVASCOLARI LOCALI ➔ AUTOREGOLAZIONE ✔ MIOGENA ➢ CONTRAZIONE DELLE FIBROCELLULE MUSCOLARI IN RISPOSTA ALLA DISTENSIONE ✗ AUMENTO DELLA PRESSIONE (CAMBIAMENTI DI POSIZIONE) ✔ METABOLICA ➢ METABOLITI CON AZIONE VASODILATATORIA ✗ CO2 – AC. LATTICO – H+ - K+ - ISTAMINA ✔ TEMPERATURA ➢ FREDDO LOCALE = VASOCOSTRIZIONE ➢ CALORE LOCALE = VASODILATAZIONE ✗ RICORDARE CHE LA PRODUZIONE DI ATP A LIVELLO MITOCONDRIALE è UN PROCESSO CON UNA EFFICIENZA DI CIRCA IL 30%, QUINDI MOLTA DELL'ENERGIA METABOLICA DIVIENE CALORE Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria RILEVAZIONE DELLA PRESSIONE EMATICA Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria MECCANISMI REGOLATORI CARDIOVASCOLARI SISTEMICI – A BREVE TERMINE ➔ TONO SIMPATICO VASOCOSTRITTORE ➢ NORADRENERGICO (SIMPATECTOMIA= VASODILATAZIONE) ➔ SIMPATICO COLINERGICO VASODILATATORE ➢ NON È TONICO ✔ IL PARASIMPATICO NON HA TERMINAZIONI VASALI ➔ CHININE ➢ PEPTIDI VASODILATATORI CON AZIONE SIMILE ALL'ISTAMINA ➔ NAF (FATTORE NATRIURETICO ATRIALE) ➢ VASODILATATORE PERCHÉ ANTAGONIZZA LE ANGIOTENSINE ➔ ANGIOTENSINA ➢ IL PIÙ POTENTE VASOCOSTRITTORE (è circolante come angiotensinogeno) Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria MECCANISMI REGOLATORI CARDIOVASCOLARI SISTEMICI ➔ BAROCETTORI AORTICI E CAROTIDEI ✔ SONO RECETTORI POSTI IN ZONE AD ALTA PRESSIONE ✔ SONO SENSIBILI A VARIAZIONI DI PRESSIONE ANCHE MINIME ✔ NELLA STESSA STRUTTURA SI TROVANO RECETTORI A DIVERSA SOGLIA DI ATTIVAZIONE ✔ I RECETTORI AORTICI SONO A SOGLIA PIÙ ELEVATA: ANTI-IPERTENSIVI ✔ I RECETTORI CAROTIDEI SONO A SOGLIA PIÙ BASSA: ANTI-IPOTENSIVI ✔ DETERMINANO ➢ BRADICARDIA ( aumentano il tono vagale cardiaco) ➢ VASODILATAZIONE (diminuiscono il tono simpatico vasale) Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria MECCANISMI REGOLATORI CARDIOVASCOLARI SISTEMICI ➔ BAROCETTORI AORTICI E CAROTIDEI ✔ SONO RECETTORI POSTI IN ZONE AD ALTA PRESSIONE ✔ SONO SENSIBILI A VARIAZIONI DI PRESSIONE ANCHE MINIME ✔ NELLA STESSA STRUTTURA SI TROVANO RECETTORI A DIVERSA SOGLIA DI ATTIVAZIONE ✔ I RECETTORI AORTICI SONO A SOGLIA PIÙ ELEVATA: ANTI-IPERTENSIVI ✔ I RECETTORI CAROTIDEI SONO A SOGLIA PIÙ BASSA: ANTI-IPOTENSIVI ✔ DETERMINANO ➢ BRADICARDIA ( aumentano il tono vagale cardiaco) ➢ VASODILATAZIONE (diminuiscono il tono simpatico vasale) Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria MECCANISMI REGOLATORI CARDIOVASCOLARI SISTEMICI – A BREVE TERMINE ➔ SISTEMA DEI BAROCETTORI FEEDBACK RAPIDO (5 – 30 SECONDI) ✔ ALL'AUMENTO DELLA P.A. ➢ IL TONO PARASIMPATICO ➢ IL TONO SIMPATICO ✗ VASODILATAZIONE ✗ BRADICARDIA ➢ LA P.A. DIMINUISCE ✔ ALLA DIMINUZIONE DELLA P.A. ➢ IL TONO PARASIMPATICO ➢ IL TONO SIMPATICO ✗ VASOCOSTRIZIONE ✗ TACHICARDIA ➢ LA P.A. AUMENTA È UN SISTEMA CONTINUAMENTE ATTIVO Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria MECCANISMI REGOLATORI CARDIOVASCOLARI SISTEMICI ➔ RECETTORI CARDIACI (ATRIALI ) ➢ [A] STIMOLATI DALLA CONTRAZIONE ATRIALE ➢ [B] STIMOLATI DAL RIEMPIMENTO ATRIALE (VOLOCETTORI) ✔ SONO RECETTORI POSTI IN ZONE A BASSA PRESSIONE ✔ SCARICANO AD OGNI CICLO CARDIACO SEGNALANDO AL S.N.C. ➢ FREQUENZA CARDIACA ➢ FORZA DELLA SISTOLE ATRIALE ➢ GRADO DI RIEMPIMENTO ATRIALE ✔ DETERMINANO ➢ TACHICARDIA ( aumento del tono simpatico) ✗ CHE AIUTA A MANTENERE COSTANTE IL VOLUME CARDIACO ➢ AUMENTO DELLA DIURESI ✗ PER VASODILATAZIONE A LIVELLO DEL CAPILLARE GLOMERULARE CON AUMENTO DELLA FILTRAZIONE ✗ PER DIMINUZIONE DELLA VASOPRESSINA Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria MECCANISMI REGOLATORI CARDIOVASCOLARI SISTEMICI – A BREVE TERMINE ➔ RIFLESSO ISCHEMICO DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE FEEDBACK RAPIDO (5 – 30 SECONDI) ✔ SUBENTRA QUANDO LA P.A. SCENDE A LIVELLI PERICOLOSI (SOTTO CIRCA 45 mm/Hg) E QUINDI IL FLUSSO CEREBRALE È INADEGUATO ✔ È UN MECCANISMO MOLTO PIÙ POTENTE DI QUELLO DEL SISTEMA DEI BAROCETTORI (DA EMERGENZA!) ✔ IMPORTANTE NELLA DIFESA DALLO SHOCK GRAVE ➔ ADATTAMENTO CAPILLARE FEEDBACK LENTO (30 – 60 MINUTI) ✔ PERDITA DI ACQUA E PROTEINE ATTRAVERSO LA PARETE CAPILLARE IN CONSEGUENZA DELLA ELEVATA PRESSIONE EMATICA Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria MECCANISMI REGOLATORI CARDIOVASCOLARI SISTEMICI – A LUNGO TERMINE ➔ LA REGOLAZIONE A LUNGO TERMINE DELLA PRESSIONE EMATICA AVVIENE TRAMITE LA REGOLAZIONE DELLA VOLEMIA E PERCIÒ DELL'EQUILIBRIO IDRICO-SALINO DELL'ORGANIMO ➔ QUINDI I PRINCIPALI PROTAGONISTI SONO ✔ IL RENE ➢ SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONE ➢ REGOLAZIONE DELLA DIURESI ✔ IL CERVELLO ➢ VASOPRESSINA (SETE) Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria CIRCOLAZIONE FETALE ➔I polmoni sono afunzionali (quasi) e costituiscono un distretto di elevata resistenza ➔Il fegato non raccoglie il sangue portale ➔La placenta condensa le funzioni respiratoria e digerente (e in parte renale) ✔ Quindi polmoni e fegato vengono tendenzialmente evitati dal flusso principale del sangue ✔ Un'altra particolarità importante è la presenza del forame ovale, che permette al sangue ossigenato proveniente dalla placenta di fluire dall'ostio venoso atriale destro entro l'atrio sinistro e quindi nella circolazione generale ✔ Il dotto arterioso permette il 'rientro' nel circolo sistemico della gran parte del sangue eiettato dal ventricolo destro Regolazione cardio-circolatoria CIRCOLAZIONE FETALE PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria Regolazione cardio-circolatoria PROF. ALESSANDRO MALFATTI Corso di Fisiologia Speciale Veterinaria CIRCOLAZIONE CORONARICA ➔Le coronarie emergono appena oltre la valvola aortica ✔ Quindi in una zona in cui la pressione è costantemente elevata ➔La diastole cardiaca dura molto più della sistole ✔ Permettendo un flusso ematico elevato nelle coronarie ➔Il cuore è vorace di sangue ✔ Costituisce circa il 0,5% della massa corporea ✔ Riceve circa il 4% del sangue sistolico
