Eventi elettrici e meccanici

Corso Integrato di Fisiologia Umana
Fisiologia
cardiovascolare
La funzione cardiaca:
Eventi elettrici e meccanici
Anno Accademico 2007 - 2008
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Anatomia macroscopica del
cuore
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Anatomia microscopica
funzionale del miocardio
Nel tessuto del miocardio si riconoscono due tipi di
cellule:
• cellule del miocardio comune
• cellule del sistema di conduzione:
conduzione
- cellule nodali (pacemaker)
- cellule di transizione
- cellule di Purkinje
I miociti hanno quattro caratteristiche funzionali:
1. Eccitabilità (batmotropismo)
2. Automatismo (cronotropismo)
3. Conducibilità (dromotropismo)
4. Contrattilità (inotropismo)
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Innervazione del cuore
Nervi cardiaci
superiore,
medio, inferiore
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Componenti del sistema
nervoso autonomo
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Eventi elettrici nelle cellule del
miocardio comune
Ripolarizzazione rapida,
Ma parziale
Stabilizzazione del potenziale.
Accoppiamento eccitazionecontrazione
Rapida depolarizzazione
Ripolarizzazione completa
Potenziale di riposo
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Caratteristiche dei canali ionici
presenti nella membrana dei miociti
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Eventi meccanici nel miocardio
Fibre veloci del muscolo scheletrico:
scossa semplice
Fibre muscolari cardiache
Sommazione delle scosse
(tetano)
Il lungo periodo refrattario del
muscolo cardiaco impedisce che si
abbia contrazione tetanica
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Eventi elettrici nelle cellule
del sistema di conduzione
Il potenziale di riposo delle cellule nodali è instabile: si ha chiusura spontanea dei
canali per il K+ e apertura dei canali per il Ca2+ e dei canali per il Na+ e quindi
depolarizzazione (fase di prepotenziale)
prepotenziale sino al valore di soglia quando si aprono i
2+
canali per il Ca e l’ingresso di questi causa l’insorgenza del potenziale d’azione.
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Le cellule del NSA costituiscono
il pacemaker primario
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La diffusione dell’eccitamento
nel miocardio
La conoscenza della progressione dell’onda di eccitamento nella massa cardiaca è di fondamentale
importanza per comprendere l’azione di pompa del cuore e anche per interpretare il tracciato
elettrocardiografico
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Morfologia del potenziale d’azione
nelle varie regioni del cuore
•
•
•
•
•
•
L’onda di eccitamento procede nel muscolo
cardiaco secondo una sequenza ben precisa che
risponde all’esigenza di pompa del cuore
La ripolarizzazione degli atri avviene in
concomitanza con la depolarizzazione dei
ventricoli
La ripolarizzazione dei ventricoli ha aspetti
peculiari in quanto è condizionata dalla durata
della fase di plateau che hanno i miociti
presenti nelle diverse zone del ventricolo
La ripolarizzazione dei ventricoli avviene
dall’epicardio verso l’endocardio, cioè con verso
opposto rispetto al processo di depolarizzazione
La ripolarizzazione dipende da un sufficiente
apporto di ossigeno ai miociti, poiché questi
devono attivamente pompare dal LIC verso il
LEC Na+ e recuperare K+.
La ripolarizzazione è, quindi, assai sensibile
all’ischemia del miocardio
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Fisiologia
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Eventi elettrici e meccanici:
L’ElettroCardioGramma
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L’ElettroCardioGramma
L’elettrocardiogramma (ECG) è la registrazione alla superficie del corpo degli
eventi elettrici che accompagnano il propagarsi dell’onda di eccitamento nella massa
cardiaca
L’ECG fornisce informazioni sui seguenti aspetti:
1. Eventuali alterazioni nell’insorgenza e propagazione dell’onda di eccitamento
nella massa cardiaca
2. Orientamento anatomico del cuore rispetto ai principali assi del cuore
3. Ampiezza relativa delle camere cardiache e dello spessore delle loro pareti
4. Esistenza di un danno ischemico al miocardio, localizzazione ed estensione dello
stesso
5. Presenza di alterazioni della concentrazione di elettroliti (in particolare K) nel LI
6. Effetti di farmaci che agiscono sul cronotropismo e sull’inotropismo cardiaco
7. Alterazioni nel bilancio tra le due componenti del SNA
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Concetti fondamentali
•
•
•
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Conduttore di II classe
Linea di corrente
Dipolo elettrico equivalente
Vettore elettrico
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Correlazioni tra progressione
dell’eccitamento nel cuore ed ECG
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Interpretazione diagnostica
del tracciato ECG
•
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•
•
•
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Onda P: depolarizzazione degli atri
(0.06 sec)
Intervallo PR: depolarizzazione atri,
ritardo nodo AV, conduzione fascio
di His (0.12-0.20 sec)
Complesso QRS: ventricologramma
costituito da tre onde:
- Q attivazione setto
- R attivazione pareti
- S attivazione basi
Segmento ST: fase di plateau (0.07
sec)
Onda T: ripolarizzazione (0.2 sec)
Intervallo QT: durata
depolarizzazione e ripolarizzazione
(ca. 0.4 sec)
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Le derivazioni ElettroCardioGrafiche
•
•
•
Il segnale che si registra alla
superficie del corpo è pari a circa 1
mV. Il sistema di amplificazione
consente
di
registrare
una
deflessione pari ad 1 cm, mentre la
carta di registrazione scorre alla
velocità di 25 mm/sec, cosicchè la
distanza di 1 mm corrisponde a 40
msec.
la morfologia dell’ECG dipende dal
tipo di elettrodi utilizzati (bipolari
bipolari,
unipolari)
e
dal
loro
unipolari
posizionamento sul corpo
Le 12 derivazioni standard utilizzate
nella pratica clinica corrente (DI,
DII, DIII, aVR, aVL, aVF, V1-V6)
permettono di esplorare il cuore sia
rispetto ad un piano frontale, sia
rispetto a un piano orizzontale.
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Le derivazioni bipolari di Einthoven
• Le tre derivazioni bipolari di
Einthoven delimitano una parte
del volume conduttore che ha
la forma di un triangolo
• Il vettore elettrico istantaneo
(prodotto dall’attività elettrica
del
ventricolo
che
va
eccitandosi) è posto in questo
triangolo
orientato
dall’alto
verso il basso e da destra verso
sinistra
• La
legge
di
Einthoven
stabilisce che ad ogni istante
del ciclo di eccitamento del
cuore la somma algebrica dei
potenziali registrati nelle tre
derivazioni è pari a zero, per
cui conoscendone due si può
calcolare il terzo
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Le derivazioni unipolari di
Goldberger
•
•
•
•
Mediante le derivazioni unipolari si registra
l’attività elettrica di quella parte di cuore
“vista” dall’elettrodo esplorante in quel
particolare momento.
Derivazione aVR:
registra gli eventi
aVR
elettrici degli atri e delle cavità ventricolari
Derivazione aVL:
registra gli eventi
aVL
elettrici del lato superiore sinistro del cuore
Derivazione aVF:
registra gli eventi
aVF
elettrici della superficie inferiore del cuore
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Le derivazioni unipolari di Wilson
•
Le derivazioni unipolari di Wilson sono
soprattutto influenzate dagli eventi elettrici
ventricolari. Permettono in particolare di
valutare:
- l’eventuale rotazione del cuore sul piano
orizzontale (posizione del punto di
transizione) ovvero la rotazione in senso
antiorario (ipertrofia VS) od orario
(ipertrofia VD) del cuore sul piano
orizzontale
- il grado di ipertrofia di uno dei ventricoli
(durata
del
tempo
di attivazione
ventricolare)
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Danno ischemico del miocardio
Indicazioni sulla localizzazione della necrosi si ha per
l’infarto:
• settale, alterazioni più evidenti in V1, V2
• anteriore, alterazioni più evidenti in V3, V4
• laterale, alterazioni più evidenti in V5, V6, DI, aVL
• inferiore, alterazioni più evidenti in DII, DIII, aVF
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Eventi elettrici e meccanici:
Il ciclo cardiaco
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Il ciclo cardiaco
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Le fasi del ciclo cardiaco
Stato di contrazione del ventricolo
Stato di apertura o chiusura delle valvole
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Confronto tra le pressioni
caratteristiche delle due pompe
cardiache
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Parametri circolatori
durante il ciclo
cardiaco
Abbreviazioni:
SA = sistole atriale
DVim = diastole ventricolare isometrica
DVrl = diastole ventricolare riempimento lento
DVrr = diastole ventricolare riempimento rapido
SVel = sistole ventriccolare eiezione lenta
SVer = sistole ventricolare eiezione rapida
SVim = sistole ventricolare isometrica
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Il comportamento elastico
del letto arterioso
Il comportamento elastico del letto arterioso ha importanti
conseguenze sul flusso del sangue: l’azione di pompa a due
tempi del cuore (riempimento/svuotamento) non porta ad un
φ intermittente, ma pulsatorio
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