Meccanica cardiaca

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La contrazione cardiaca
Il cuore consta di due
gruppi di cellule, le cellule
di contrazione e le cellule
deputate alla conduzione
dello stimolo.
z Le
cellule contrattili si
depolarizzano
con
un
mecanismo
sodiodipendente
z Le cellule di conduzione si
depolarizzano
con
un
meccanismo
calcio
dipendente.
z
Meccanica cardiaca
Cellule di conduzione
Cellule di contrazione
1
0 mv
Voltaggio
Voltaggio
0 mv
2
0
3
TP
4
- 90mV
Tempo
TP
- 90mv
Tempo
1
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La contrazione cardiaca
La contrazione cardiaca
Il nodo SA funziona da
PMK endogeno.
z Dal nodo SA partono gli
impulsi che depolarizzeranno prima gli atri e
poi i ventricoli.
z All’ECG
l’inizio della
depolarizzazione atriale
corrisponde
all’inizio
dell’onda P.
z
Atri e ventricoli sono
tra loro elettricamente
isolati, così l’impulso
elettrico è costretto a
passare attraverso la
strettoia del nodo AV e
il fascio di His.
z All’ECG questa fase
corrisponde all’intervallo PQ.
z
Contrazione cardiaca
La contrazione cardiaca
Dal fascio di His
partono le branche
destra e sinistra (anteriore e posteriore) del
fascio di conduzione.
z All’ECG questa fase
corrisponde al complesso QRS, cioè alla
depolarizzazione della
massa ventricolare.
z
Alla contrazione segue
una fase di ripolarizzazione, che inizia dagli
ultimi miocardiociti che
hanno
iniziato
la
contrazione, vale a
dire quelli della zona
latero-basale sinistra.
z All’ECG questa fase
corrisponde all’onda T.
z
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Il ritmo cardiaco
Effetti della scarica vagale sul cuore
Il nodo SA funge da PMK endogeno, ad
una frequenza basale di 80 bpm.
z La frequenza di scarica del nodo SA è
regolata dal sistema simpatico e
parasimpatico.
z In caso di malfunzionamento del nodo SA
i tessuti di conduzione sottostanti (nodo
AV, fascio di His) possono assumere la
funzione di PMK, con un ritmo di
scappamento a frequenza inferiore (50-30
bpm).
z
Effetti dell’ipertono simpatico sul cuore
z Aumento
della frequenza
(effetto cronotropo positivo)
z
Riduzione della frequenza
(effetto cronotropo negativo)
cardiaca
z
Riduzione della contrattilità miocardica
(effetto inotropo negativo)
z
Riduzione della velocità di conduzione
A-V (effetto dromotropo negativo)
SNA e cuore
cardiaca
z Aumento
della contrattilità miocardica
(effetto inotropo positivo)
z Aumento
della velocità di conduzione nel
nodo
A-V
e
nel
ventricolo
(effetto dromotropo positivo)
z Aumento
dell’eccitabilità
(effetto batmotropo positivo)
miocardica
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Emodinamica cardiaca
z
z
z
z
Emodinamica cardiaca
All’apertura delle valvole mitrale e
tricuspide ha inizio la diastole ventricolare.
z Durante la diastole il sangue si riversa
dagli atri nei ventricoli.
z La diastole può essere divisa in 3 tempi,
una fase precoce, una fase intermedia
(diastasi)
e
una
fase
tardiva,
corrispondente alla contrazione atriale.
z
Il ciclo cardiaco comincia con la fine della sistole
ventricolare, quando le cellule muscolari ventricolari,
terminata la contrazione, cominciano a ripolarizzarsi.
Le pressioni nella camera ventricolare scendono fino
a raggiungere le pressioni atriali.
Quando queste due pressioni si equilibrano la
valvola mitrale si apre e comincia la diastole.
La durata di questa fase del ciclo cardiaco corrisponde al tempo di rilasciamento isovolumetrico (IVRT).
Emodinamica cardiaca
z
z
z
z
Durante la fase E (precoce)
l’atrio si svuota passivamente.
Al flusso atrio-ventricolare
contribuisce anche il ritorno
venoso.
Questa fase contribuisce per il
70-75%
al
riempimento
ventricolare.
La percentuale di riempimento
può essere influenzata dalla
frequenza cardiaca.
Emodinamica cardiaca
z
z
z
La fase A della diastole
corrisponde
alla
sistole
atriale.
Durante questa fase il flusso
venoso sarà retrogrado, a
causa del suddetto aumento
di pressione atriale.
Nel soggetto normale questa
fase contribuisce per il 2530%
al
riempimento
ventricolare. Essa è più
rilevante nell’anziano.
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Emodinamica cardiaca
Emodinamica cardiaca
z
Valvola Mitrale
z
Onda E
Onda A
z
z
Emodinamica cardiaca
z
z
z
Il passaggio dell’impulso elettrico
dall’atrio ai ventricoli segna l’inizio
della contrazione ventricolare.
Il primo effetto è l’aumento delle
pressioni intracavitarie, che causano la chiusura delle valvole mitrale
e tricuspide
L’inizio della sistole si ha quando la
pressione intracavitaria raggiungerà le pressioni arteriose diastoliche corrispondenti, causando la
apertura delle valvole semilunari.
La fase intercorrente tra i due
eventi è detto tempo di contrazione
isovolumetrico.
Emodinamica cardiaca
La sistole ventricolare consente l’eiezione del sangue dalle
camere ventricolari nelle arterie Aorta e Polmonare.
La quantità di sangue ospitata
nel venticolo al termine della
diastole è definito precarico.
Le resistenze che il ventricolo
deve vincere per eiettare il
sangue ad una determinata
pressione è detto postcarico.
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Fisiologia della
contrazione
Emodinamica cardiaca
La contrazione miocardica
avviene grazie al legame tra
actina
e
miosina,
che
consente lo scivolamento
della prima sulla seconda.
z Il
meccanismo è ATPdipendente.
z La sovrapposizione tra le due
fibre produce l’accorciamento
del miocardiocita.
z
La legge di Frank-Starling
Fisiologia della contrazione
z
2 µm
z
z
1,7 µm
La sovrapposizione dei fasci di
actina e miosina consente la contrazione miocardica.
Il numero di legami tra actina e
miosina è proporzionale alla forza di
contrazione.
Nel normale il miocardiocita non
utilizza la forza massima di contrazione, in quanto un maggiore allungamento della cellula miocardica
permetterebbe una migliore sovrapposizione tra actina e miosina.
Questa proprietà è
fondamentale per la
meccanica cardiaca,
in quanto un aumento
del precarico richiede
una maggiore potenza
di contrazione.
z Il cuore per ovviare a
questa
aumentata
richiesta di energia
sfrutta la legge di
Frank-Starling.
z
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Un aumento del precarico causa una
maggiore distensione
dei miocardiociti, con
aumento di tensione
delle fibre miocardiche, che si traduce
in un incremento del
lavoro delle fibre
interessate.
Starling e precarico: la legge di Laplace
Lo sfruttamento della legge di Starling è
strettamente correlato all’aumento del
precarico.
z Un aumentato volume ematico causa un
aumento di tensione sulle pareti del
ventricolo, che quindi tendono a stretcharsi.
z Legge di Laplace: la tensione applicata su
una parete è proporzionale alla pressione
nella cavità e al raggio della cavità mentre è
inversamente proporzionale allo spessore
della parete stessa T=PxR/2H.
z
La legge di Frank-Starling
La legge di Frank-Starling
è valida entro determinati
limiti volumetrici, oltre i
quali ulteriori dilatazioni
causano solo un aumento
di tensione, peggiorando
ulteriormente la capacità
eiettiva del ventricolo
Laplace e postcarico
Se da un lato l’aumento di
tensione
spinge
i
miocardiociti
a
una
ulteriore distensione per
sfruttare al meglio la legge
di Starling, dall’altro questa
rappresenta un ostacolo
aggiuntivo alla eiezione,
che causa un aumento del
lavoro del miocardio.
z L’aumento
di tensione
causa un aumento del
postcarico.
z
P (mmHg)
Volume eiettato
P telediastolica
La legge di Frank-Starling
Lavoro
P telediastolica
Precarico
V (ml)
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Meccanica cardiaca e semeiotica
z
II Tono
z
z
z
Sistole
z
Il termine della sistole è segnato
dalla chiusura delle valvole
semilunari.
Il II tono è composto da una
componente aortica (precoce) e
una polmonare (tardiva)
Queste due componenti talvolta
possono
distinguersi
all’ascoltazione (sdoppiamento),
il fenomeno è fisiologico durante
l’inspirazione.
In alcune patologie (BBS, PDA,
IPA, StAO) lo sdoppiamento può
essere paradosso.
Nelle patologie ad iperafflusso
polmonare (DIA, Ipertensione
polmonare) o in presenza di BBD
o StPol questo può essere fisso.
Meccanica cardiaca e semeiotica
Il III tono è un tono
generato dalla parete
miocardica all’arrivo del
flusso protodiastolico.
z La
sua ascoltazione
può essere fisiologica
nel bambino.
z Nell’adulto di solito è
segno
di
ridotta
compliance ventricolare
(aumentata rigidità della
parete).
Meccanica cardiaca e semeiotica
Diastole
Meccanica cardiaca e semeiotica
z
z
III Tono
Diastole
La fine della diastole è
segnato
dalla
chiusura delle valvole
mitrale e tricuspide.
z Il I tono è composto
anche
da
una
componente aortica
(vibrazione
delle
pareti da flusso) e
dalla
contrazione
muscolare.
z
I Tono
IV Tono
z
Diastole
Il IV tono deriva dalla
brusca
distensione
ventricolare,
generata
dall’onda di contrazione
atriale.
Il suo riscontro è di
significato
patologico,
indicando una ridotta
rilassanza ventricolare e
un
aumento
delle
pressioni telediastoliche
ventricolari, che rendono
più cospicuo il contributo
del flusso telediastolico.
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