02-Apparato Cardiovascolare

FISIOLOGIA UMANA
Dott. Ernesto Rampin
ANNO ACCADEMICO 2008-2009
APPARATO CARDIOVASCOLARE
DEFINIZIONE
• Il sistema cardiovascolare, ha la funzione di fornire
a tutte le cellule l’ossigeno e i nutrienti per la loro
vita e di asportare l’anidride carbonica e le
sostanze di rifiuto del loro metabolismo attraverso
il SANGUE.
• Il sistema cardiovascolare è costituito da
formazioni tubulari in continuità tra di loro nelle
quali scorre il sangue e dal cuore con funzione di
pompa per consentire il movimento del fluido.
• Le formazioni tubulari vengono chiamate VASI e si
dividono in ARTERIE VENE e CAPILLARI.
SANGUE - GENERALITÀ
Il sangue, scorrendo nel sistema vascolare, ha la funzione di:
a) fornire ai tessuti le sostanze nutritizie e l’ossigeno di cui
abbisognano;
b) asportare le sostanze di rifiuto e l’anidride carbonica che
verranno eliminati dagli organi preposti (reni, fegato, polmoni).
Nel sangue si evidenzia una parte liquida (PLASMA 50-55%) e una
parte cellulata (EMATOCRITO 45-50%).
Il plasma è costituito prevalentemente da acqua (90%), da sali
minerali, da proteine a basso peso molecolare (8%). Inoltre
circolano i prodotti assorbiti dal tubo digerente, gli ormoni
prodotti dalle ghiandole endocrine, gli enzimi necessari al
metabolismo.
Quando dal plasma si asportano le proteine si ottiene il SIERO.
La parte cellulata è costituita da GLOBULI ROSSI, GLOBULI
BIANCHI e PIASTRINE.
SANGUE: COMPOSIZIONE
PLASMA 50-55%
acqua 85-90%
proteine 8%
SIERO
sali minerali
nutrienti
-proteine
ormoni
enzimi
SANGUE
5,5-6.5 litri
Globuli rossi 5.000.000xμl
(emazie eritrociti)
CELLULE 45-50%
Ematocrito
Globuli bianchi 7.000x μl
(leucociti)
Prodotte nel midollo osseo
Piastrine 350.000x μl
EMOPOIESI
GLOBULI ROSSI
Globuli rossi o eritrociti o emazie: vengono prodotti nel midollo
osseo (midollo emopoietico). Hanno la forma di un disco
schiacciato al centro, con un diametro di 7-8 μm. Sono privi di
nucleo e contengono l’emoglobina, sostanza complessa
specializzata nel legare molecole di ossigeno e anidride
carbonica (vedi apparato respiratorio).
Gli eritrociti vivono mediamente 120 gg quindi tendono a deformarsi
assumendo forma sferica, inoltre la membrana cellulare perde
l’elasticità e giunti alla milza, vengono distrutti a causa della
struttura di questo organo.
Sono circa 5-6 milioni per ml. Per definire lo stato di salute oltre al
numero di emazie è importante la quantità di emoglobina (Hb)
contenuta. Normalmente si considera il valore normale di Hb pari
13-15 g/dl di sangue. Al di sotto di questo valore si parla di
ANEMIA, al di sopra di POLIGLOBULIA.
GLOBULI BIANCHI
Sono prodotti nel midollo osseo emopoietico, sono preposti alla
difesa immunitaria dell’organismo. I globuli bianchi sono circa
7000 per ml di sangue e comprendono cellule con morfologia e
funzioni differenti.
Vengono suddivisi in:
 Granulociti (70%): preposti alla immunità aspecifica e generica,
a loro volta vengono divisi in granulociti neutrofili, basofili,
eosinofili e monociti.
 Linfociti (30%): preposti alla immunità specifica e a loro volta
suddivisi in B-linfociti e T-linfociti.
PIASTRINE
Sono frammenti di cellule giganti, i MEGACARIOCITI che sono
prodotti nel midollo osseo. Hanno la funzione di iniziare la
riparazione dell’endotelio vasale nel caso di lesioni,
richiamando nella ferita una proteina plasmatica, il
FIBRINOGENO, che trasformandosi in FIBRINA completa la
riparazione della parete del vaso lesionato.
Sono circa 350.000-400.000 per ml.
Quando raggiungono valori inferiori a 100.000 si parla di
piastrinopenia, se superano i 500.000 siamo in presenza di
piastrinosi.
ARTERIE DELLA GRANDE
CIRCOLAZIONE
• Le arterie DELLA GRANDE CIRCOLAZIONE
costituiscono un sistema a resistenza e sono
caratterizzate da tessuto elastico e da una ricca
muscolatura liscia. Partendo dal cuore con la
aorta, arteria di circa 2,5 cm di diametro con una
area trasversa interna di circa 4,5 cm2, si verifica
una serie di suddivisioni e diramazioni di calibro
sempre più piccolo fino ad arrivare ai CAPILLARI
con diametro interno di circa 6 micron ma con
una superficie totale di circa 4500 cm2.
• Per definizione le arterie contengono sangue con
percorso centrifugo: dal cuore alla periferia.
Le arterie della grande circolazione contengono
sangue arterioso ossigenato.
DISTRETTO
ARTERIOSO-2
VENE DELLA GRANDE
CIRCOLAZIONE
• Le vene della GRANDE CIRCOLAZIONE costituiscono
un sistema a capacitanza con tessuto elastico e
muscolatura liscia ridotta rispetto alle arterie. Iniziano
dai capillari (quindi in continuità con le arterie), che
unendosi progressivamente tra loro formano due
vene: la cava inferiore e la cava superiore di circa 3
cm di diametro e 18 cm2 di superficie totale.
• Per definizione le vene contengono sangue con
percorso centripeto: dalla periferia al cuore.
• Le vene portano il sangue venoso, poco ossigenato e
carico di anidride carbonica, dalla periferia al cuore.
DISTRETTO
VENOSO-2
ISTOLOGIA DI ARTERIE E VENE
ISTOLOGIA DEI VASI
CAPILLARI-1
CAPILLARI-2
CIRCOLAZIONE CAPILLARE
PICCOLA CIRCOLAZIONE-1
• Per PICCOLA CIRCOLAZIONE si intende il
sistema di ossigenazione del sangue che
partendo dal cuore porta sangue ai polmoni e
quindi dai polmoni al cuore.
• Nella piccola circolazione le arterie contengono
sangue venoso (CENTRIPETE) e le vene sangue
arterioso (CENTRIFUGHE).
CIRCOLAZIONE: SCHEMA GLOBALE
La grande e la
piccola
circolazione sono
posizionate in
parallelo
CUORE
anatomia
AIA CARDIACA
CUORE
• Atrio destro, riceve sangue venoso dalle vene cave e
comunica attraverso la valvola tricuspide con il
• Ventricolo destro che, attraverso la valvola polmonare,
invia sangue venoso alla arteria polmonare e quindi ai
polmoni.
• Atrio sinistro, riceve sangue arterioso dalle vene
polmonari e comunica attraverso la valvola mitrale con
il
• Ventricolo sinistro che attraverso la valvola aortica
invia sangue arterioso alla aorta e quindi alla grande
circolazione.
FASI CARDIACHE
• Diastole atriale, il sangue entra negli atri. Le valvole
tricuspide e mitrale sono chiuse (gli atri sono rilassati).
• Sistole atriale, le valvole tricuspide e mitrale si aprono (gli
atri sono contratti), il sangue passa nei ventricoli che si
trovano in
• Diastole ventricolare, le valvole aortiche e polmonari sono
chiuse (i ventricoli sono rilassati), il sangue passa dagli atri
ai ventricoli
• Sistole ventricolare le valvole mitrale e tricuspide si
chiudono (i ventricoli si contraggono), il sangue viene
spinto nelle arterie aorta e polmonare attraverso le
rispettive valvole.
Il ciclo completo si compie in circa un secondo con 60 cicli
per minuto: FREQUENZA CARDIACA.
MECCANICA CARDIACA
TONI CARDIACI
Auscultando la regione cardiaca si odono dei
rumori chiamati “toni cardiaci”.
Primo tono (I° tono): provocato dalla chiusura delle
valvole mitrale e tricuspide, corrisponde all’inizio
della sistole ventricolare. E’ prolungato e cupo.
Secondo tono (II° tono): provocato dalla chiusura
delle valvole aortica e polmonare, corrisponde
alla fine della sistole ventricolare. E’ breve e
chiaro
GETTATA CARDIACA SISTOLICA
• E’ la quantità di sangue che viene pompata da
ciascun ventricolo per battito e corrisponde a
circa 80 ml pari a circa 5000 ml al minuto
• Dipende dalla frequenza cardiaca e dalla forza
sviluppata dal miocardio.
• La forza sviluppata dal miocardio è proporzionale
al riempimento ventricolare diastolico che,
distendendo le fibre muscolari, ne aumenta la
forza al momento della sistole.
PRESSIONE DEL SANGUE
• La pressione che il sangue presenta all’interno dei
vasi dipende dalla gettata sistolica e dalle
resistenza offerte dalla arterie (resistenze
periferiche).
• La pressione varia da un valore max di circa 120140 mmHg al momento della sistole ventricolare
(pressione sistolica o massima), ad un valore
minimo di 70-80 mmHg al momento della diastole
ventricolare.
• I valori si riferiscono ad arterie di media grandezza
quale la arteria omerale. Al diminuire del calibro
delle arterie diminuisce la pressione perché è
aumentato il letto vascolare.
RITORNO VENOSO
Il ritorno venoso al cuore è assicurato:
• principalmente dal lavoro muscolare degli arti
inferiori
• dalla pressione negativa esistente nel distretto
toracico (vedi apparato respiratorio)
• in minima parte dal cuore come pompa aspirante
• contribuisce anche il circolo linfatico
Le vene di calibro maggiore degli arti inferiori
presentano nel loro lume alcune valvole a nido
di rondine che riducono il reflusso dovuto alla
gravità (V. slide “Istologia di arterie e vene”)
PRESSIONE VASALE
CIRCOLAZIONE LINFATICA
• La circolazione linfatica è costituita da vasi detti vasi linfatici, con
decorso pressochè parallelo alle vene, dove scorre un liquido
costituito da ultrafiltrato ematico, quindi con composizione simile
al plasma anche se con percentuali più basse di sostanze
proteiche. La linfa è inoltre ricca di linfociti.
• Nel percorso dei vasi linfatici sono inseriti dei piccoli organi
parenchimatosi di consistenza dura elastica, detti LINFONODI.
Nei linfonodi si trovano numerosi linfociti e granulociti con funzione
di difesa immunitaria sia specifica che aspecifica.
Tutti i vasi linfatici afferiscono ad un vaso unico, detto DOTTO
TORACICO, che percorre il torace confluendo nella vena cava
inferiore e quindi la linfa entra nella grande circolazione.
CIRCOLAZIONE
LINFATICA
CIRCOLAZIONE
FETALE
ATTIVITÀ ELETTRICA CARDIACA
• Il cuore presenta un muscolo particolare che si
differenzia sia dallo striato (volontario) che dal liscio
(involontario), è comunque un muscolo involontario
• Le fibre muscolari che lo compongono presentano
lateralmente la “fusione” di parte della membrana
cellulare detta “giunzione” che costituisce un ponte
di bassa resistenza elettrica attraverso il quale si
propaga l’eccitazione da una fibra all’altra
• Il potenziale di riposo della membrana cellulare è di
-80 mV
• La stimolazione di una fibra produce un potenziale
di azione che, propagato alle altre fibre, è
responsabile della contrazione del miocardio.
TESSUTO DI CONDUZIONE
• Nel miocardio sono presenti delle vie preferenziali nelle
quali il potenziale d’azione si propaga con maggior
velocità e regola la contrazione di tutte le rimanenti
cellule del miocardio: TESSUTO DI CONDUZIONE
• Nel tessuto di conduzione si riconoscono due regioni
specializzate per generare e programmare il ciclo
cardiaco, in modo che alla sistole atriale corrisponda la
diastole ventricolare e viceversa
• Le due regioni sono il nodo del seno atriale (SA)
situato sull’atrio destro e il nodo atrio ventricolare (AV)
situato sulla parte atriale del setto atrio ventricolare
destro
TESSU
TO
DI
CONDU
ZIONE
PACE MAKERS ATRIOVENTRICOLARI
• Il nodo seno atriale, stimolato da terminazioni
nervose del sistema autonomo, si depolarizza e
gli impulsi che si generano vengono propagati al
rimanente miocardio prima che le cellule si
depolarizzano autonomamente. Quindi il nodo SA
impone il ritmo di depolarizzazione all’intero
muscolo cardiaco.
• Il nodo atrio ventricolare viene eccitato
successivamente al nodo SA
ECCITAZIONE FIBRE MIOCARDICHE
Le cellule muscolari sono eccitate da terminazioni
nervose appartenenti al sistema autonomo:
• Fibre del SISTEMA SIMPATICO che innervano gli atri
e in parte i ventricoli. Il mediatore biochimico è la
noradrenalina. Aumenta la frequenza del nodo SA, la
velocità di conduzione atrioventricolare, la eccitabilità
della fibra muscolare, la forza di contrazione del
miocardio.
• Fibre del SISTEMA PARASIMPATICO (nervo vago) che
innervano gli atri. Il mediatore biochimico è la
acetilcolina. Riduce la frequenza del nodo SA, la
velocità di conduzione atrioventricolare, la eccitabilità
della fibra muscolare.
FREQUENZA DEI PACE MAKERS
• Il nodo del SA (seno atriale) può emettere
impulsi ogni 60-100 secondi
• Il nodo AV (atrio ventricolare) può emettere
impulsi ogni 40-60 secondi
• I ventricoli autonomamente possono emettere
impulsi ogni 20-40 secondi
Dopo emesso l’impulso e aver iniziato la
depolarizzazione, succede un periodo refrattario
per cui i nodi sono insensibili a qualsiasi
sollecitazione
ATTIVITA’ ELETTRICA ATRIALE
Quando il nodo del SA viene eccitato e quindi
depolarizzato, propaga la depolarizzazione alle
fibre degli atri e, attraverso una via preferenziale,
al nodo AV, dove lo stimolo viene bloccato a causa
della minore velocità di reazione.
Le fibre muscolari depolarizzate si contraggono
provocando la sistole atriale.
A questa fase segue la ripolarizzazione delle fibre
muscolari atriali con conseguente rilassamento e
quindi diastole atriale.
ATTIVITA’ ELETTRICA VENTRICOLARE
Quando gli atri sono ripolarizzati (rilassati-diastole), il
nodo AV inizia la depolarizzazione che, attraverso la
via preferenziale a bassa resistenza del fascio di
His, propaga la depolarizzazione lungo i fasci di
branca destra e sinistra e quindi alle fibre del
Purkinje che raggiungono e depolarizzano le
miofibrille ventricolari provocando la contrazione:
sistole ventricolare.
Quando le cellule muscolari iniziano a ripolarizzarsi, le
cellule si rilassano e inizia la diastole ventricolare.
TRIANGOLO DI EINTHOVEN
Sfruttando il principio elettrico che in conduttore a
volume avente la forma di un triangolo equilatero
con al centro una fonte di corrente elettrica, la
somma dei potenziali esistente ai vertici è sempre
uguale a zero, abbiamo la possibilità di misurare,
con strumenti sensibili la corrente elettrica che
percorre il miocardio.
Infatti si può misurare un potenziale elettrico
rapportandolo ad un potenziale uguale a zero e,
secondo Einthoven, il cuore è al centro di un
triangolo equilatero avente i vertici sui polsi e sulla
caviglia sinistra (derivazioni unipolari).
Possiamo anche effettuare una misurazione dove un
polo è negativo e uno positivo e calcolare la
differenza algebrica.
ELETTROCARDIOGRAMMA ECG
Sfruttando questi principi e posizionando sul corpo
umano degli elettrodi collegati ad un potenziometro
sensibile, possiamo misurare le variazioni di
potenziale della massa miocardica ottenendo un
tracciato particolare:
l’ELETTROCARDIOGRAMMA ECG
Il tracciato elettrocardiografico è rappresentato da
una serie di picchi derivati dal potenziale elettrico
misurato.
UTILITA’ DELL’ECG
Attraverso la lettura del tracciato possiamo
ricavare:
 Frequenza cardiaca ed eventuali aritmie,
 Posizione dell’asse cardiaco
 Ischemia miocardica
 Infarto miocardico
 Anomalie della composizione elettrolitica del
sangue (ioni sodio potassio calcio)
ELETTROCARDIOGRAMMA
ECG
DERIVATE
FASI
ECG
CONDUZIONE VENTRICOLARE
PROIEZIONI
ELETTRICHE
INNERVAZIONE
DEL CUORE
REGOLAZIONE
FREQUENZA
CARDIACA
CONTROLLO
DELLA
PRESSIONE
ARTERIOSA