fisiologia cardiaca

setto interatriale einterventricolare

valvolecardiache:

atrioventicolari semilunari

lo spessore del miocardio è maggiore nel ventricolo

sinistro

il ventricolo sinistro è il generatore dellapressione del sangue nella circolazionesistemica o grande circolazione

il ventricolo destro è il generatore della pressionedel sangue nella circolazione polmonare opiccola circolazione

tessuti funzionali del cuore

miocardio composto da fibre muscolari striate dette cardiomiociti:

nuclei centrali, piccole (5-15 μm diametro, 20-30 μm lunghezza), non isolate tra loro

(anche con diramazioni), connesse da dischi intercalari, presenza di bande Z

desmosomi (giunzioni strette, unione meccanica)

gap junctions (giunzioni comunicanti, unione elettrica, sincizio funzionale)

i miofilamenti (miosina, actina, troponina e tropomiosina) sonogeneticamente diversi da quelli del muscolo scheletrico

i tubuli T sono situati a livello della banda Z (non A-I come neimuscoli scheletrici), hanno maggior diametro e danno luogo a diadi

Old model of the cardiac intercalated disc, in which adherens junctions, desmosomes, and gap

junctions are independent structures.

Please note that these structures do not anchor the sarcomeres to the ID, although the steps of the ID

correspond to the length of a sarcomere. At the lateral membrane, costameres ensure the anchoring of

sarcomeric Z-discs to the extracellular matrix. Gap junctions bring the adjacent sarcolemmas close

together, whereas desmosomes are visible at electron micrographs as relatively large electron-dense

structures compared to adherens junctions.

Modello dei canali ionici e delle

proteine annesse/connesse,

presenti a livello degli ID

(dischi intercalari).

Fra essi, Nav1.5 è il più

importante.

New model: spatial distribution

of ID components.

Large GJ (gap junction) plaques

occur at the interplicate region,

whereas smaller GJs are found

in the apex of plicae of the

plicate region. These GJs are

surrounded by the perinexus and

connexome. The connexome

seems to be continuous with the

area composita.

Ion channels reside in the

perinexus and area composita.

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Il concetto di base

conduttività o dromotropismo

nodo SA (pacemaker primario)---tessuto nodale---miocardio atriale

destro e poi sinistro---vie internodali anteriore, media,

superiore, via interatriale anteriore---sistema di conduzione AV

nodo AV: pacemaker secondario, viene dominato dall’alta frequenza

dei PA generati dal nodo SA

sistema di conduzione AV: nodo AV, tronco comune del fascio AV (fascio di His), branche destra e sinistra del

fascio di His, fascicoli dei fasci di His, fibre del Purkinje

vie di conduzione del PA

il ritardo dell’eccitazione del nodo AV (bassa velocità di conduzione)permette l’attivazione ventricolare dopo l’eccitazione degli atrii

la velocità di conduzione cresce progressivamente dal fascio di His allefibre del Purkinje: rapido propagarsi del PA nei ventricoli e conseguenteattivazione efficiente del miocardio contrattile ventricolare

automatismo o cronotropismo

il nodo SA è il pacemaker primario (70-90 PA/min)il nodo AV (pacemaker secondario) genera 40-60 PA/minle fibre del Purkinje (pacemaker terziario) scaricano 15-40 PA/min

in condizioni fisiologiche il nodo SA è l’unico centro autoritmico del cuore

i tessuti autoritmici hannobassa velocità di conduzione

il PA autoritmico ha minore ampiezza (fibredepolarizzate basalmente) dei PA scheletrici

la ripolarizzazione (ca. -60 mV) attiva un canale cationico misto Na+ e K+, che genera una corrente If (“funny”): depolarizzazione

della cellula

si attiva anche una corrente Ca2+ di tipo T (ICa,T) che depolarizza ulteriormente la cellula fino al

valore soglia (potenziale pacemaker)

caratteristiche del PA cardiaco

- ad ogni PA corrisponde una contrazione muscolare che mantiene lo stesso ritmo

- in generale, nelle fibre cardiache il PA ha durata maggiore rispetto allealtre cellule eccitabili

- ha ampiezza minore del PA neuronale

- la latenza dell’accoppiamento eccitazione-contrazione è maggiore rispetto almuscolo scheletrico, inferiore rispetto al muscolo liscio

- la durata della contrazione è maggiore rispetto al muscolo scheletrico, inferiorerispetto al muscolo liscio

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poco nei tessuti nodali

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i PA cardiaci sono complessi e hanno caratteristiche diverse tra loro, ne esistono di due tipologie:

PA delle fibre autoritmiche (nodo SA e AV), risposta lentaPA dei tessuti di conduzione e di lavoro, risposta veloce

potenziale di membrana nel miocardio nodale = -40/-70 mV potenziale di membrana nel miocardio di lavoro = -70/-80 mV

potenziale di membrana nel miocardio di conduzione =-90 mV

PA autoritmico

PA di conduzione e di lavoro

lo stimolo insorge quando arriva un segnale che depolarizza la cellula a ca. -65 mV

Molto lungo

eccitabilità cardiaca

batmotropismo: proprietà dirispondere a stimoli applicatidall’esterno

soglia, stimolo subliminare esopraliminare

periodo refrattario assoluto(200-250 ms nel miocardio di lavoro)

periodo refrattario relativo(25-30 ms nel miocardio di lavoro)possibile insorgere di un’extrasistole(forza minore)

il periodo refrattario relativo delle fibre a risposta lenta si protrae oltre la fase 3

la fibra riacquista la piena eccitabilità nel periodo tardivo della fase 4

la forza di contrazione della post-extrasistole è maggiore perché durante ilperiodo refrattario allungato il ventricolo si riempie maggiormente e anche icanali Ca2+ sono più disponibili

accoppiamento eccitazione-contrazione

interessa il miocardio di lavoro

reticolo sarcoplasmatico

longitudinale

diadi (scarso ruolo dell’apertura

meccanica dei RyR)

tubuli T a livello delle linee Z

RyR2 e CICR

il ciclo dei ponti trasversali e lo scorrimento dei miofilamenti avviene inmaniera simile al muscolo scheletrico ma con delle differenze

ad es. la sensibilità al Ca2+:

l’elettrocardiogramma

triangolo di Einthoven

il ciclo cardiaco

controllo nervoso del cuore

ortosimpaticomaggior entrata di Ca2+: potenziamento della depolarizzazione (cellule nodali) ed aumento della fase di plateau (cellule contrattili)

aumento della sistole (ionotropo); maggior ampiezza del PA induce conduzione più veloce (dromotropo); maggior depolarizzazione induce più eccitabilità (batmotropo) e pacemaker più veloce (cronotropo)

parasimpaticoapertura di un canale KAch dovuta a recettori muscarici M2

maggior uscita di K+: iperpolarizzazione

diminuzione della sistole (ionotropo); minor conduzione (dromotropo); minor eccitabilità (batmotropo); pacemaker più lenti (cronotropo)

minor entrata di Ca2+

effetto cronotropo negativo e ionotropo negativo (a carico soprattutto degli atrii)

controllo ormonale del cuore

catecolamine dalla surrenale: effetti simili alla stimolazione ortosimpatica ormoni tiroidei: aumentano la frequenza cardiaca e la sintesi proteica (ipertrofia)insulina: effetto Ca2+ ionotropo positivo (inibizione dei meccanismi di riassorbimento di Ca2+

nel reticolo)glucagone: effetto cronotropo e ionotropo positivo (simili alla stimolazione ortosimpaticaβ1-adrenergica)

controllo chimico del cuore

chemocettori centrali e periferici che controllano la respirazioneipossia moderata (o aumento della PCO2)= aumento della frequenza di scarica dei PA deichemocettori periferici = aumento riflesso della frequenza cardiaca e della sistole

l’azione diretta della CO2 sul cuore evoca risposte opposte a quelle riflesse l’ischemia

riduce l’ATP, il pH e la quantità di Ca2+ liberata dal reticolo sarcoplasmatico

sensibilità meccanica

esistono dei recettori sensibili alla distensione (meccanocettori):volocettori (vene e atrii)barocettori cardiopolmonari o pressocettori (arteria polmonare, ventricoli, pericardio); altri pressocettori sono i barocettori arteriosi (arco dell’aorta e seni carotidei)