il principio di Via Fick: la gittata cardiaca è proporzionale al quoziente del consumo totale di ossigeno corporeo e alla differenza nel contenuto di ossigeno del sangue arterioso e del sangue venoso misto.
gittata cardiaca (GC) = tasso di consumo di ossigeno/differenza di ossigeno artero-venosa = (consumo di O2) / (contenuto di O2 arterioso – contenuto di O2 venoso). La velocità di consumo di O2 può essere misurata utilizzando uno spirometro o utilizzando un valore presunto [solitamente 250 mL O2/min (o 3,5-4,0 ml/kg/m].
Tramite la pressione arteriosa media:
PAM = gittata cardiaca (GC) × resistenza periferica totale (RPT);
Atrio sinistro (pressione del cuneo capillare polmonare): <12 mmHg;
Ventricolo sinistro: 130/10 mm Hg
Fisiologia cardiaca
Il cuore pompa il sangue attraverso il sistema circolatorio e fornisce sangue al corpo.
L’attività cardiaca può essere valutata con parametri misurabili, tra cui frequenza cardiaca, volume sistolico e gittata cardiaca.
Il ciclo cardiaco si compone di due fasi:
la sistole, in cui il sangue viene pompato dal cuore;
la diastole, in cui il cuore si riempie di sangue.
Il ciclo cardiaco è definito come il susseguirsi di due periodi, sistole e diastole, che a loro volta sono suddivisi in fasi, come rappresentato dal diagramma di Wiggers (Immagine 01).
Il diagramma Wiggers è uno schema standard utilizzato in fisiologia cardiaca che prende il nome dal suo autore Carl J. Wiggers. L’asse delle x viene utilizzato per tracciare il tempo, mentre l’asse delle y contiene tutte le seguenti voci su un’unica griglia:
la pressione aortica;
la pressione ventricolare;
la pressione atriale;
il volume ventricolare;
l’elettrocardiogramma;
il flusso arterioso;
i toni cardiaci.
La sistole e la diastole vengono anche identificate con i termini di contrazione cardiaca e di rilasciamento cardiaco.
In dettaglio, le varie fasi del ciclo cardiaco sono rappresentate da:
la contrazione iso-volumetrica (o isometrica);
la eiezione ventricolare, suddivisa in rapida e lenta;
il rilasciamento iso-volumetrico (o isometrico);
la fase auxotonica:
il riempimento rapido, il riempimento lento o diastasi e la sistole atriale.
Immagine 01
Immagine 01.Ciclo cardiaco.
Il sistema di conduzione è costituito da nodi e cellule di conduzione specializzate, che avviano e coordinano la contrazione del miocardio.
Le cellule pacemaker (per esempio, il nodo del seno) del sistema di conduzione del cuore generano autonomamente e spontaneamente un potenziale d’azione (AP). Il sistema di conduzione trasmette il potenziale d’azione attraverso il miocardio e l’eccitazione elettrica del miocardio provoca la sua contrazione.
Il meccanismo di Frank-Starling mantiene la gittata cardiaca aumentando la contrattilità miocardica e, quindi, la gittata sistolica, in risposta a un aumento del precarico (volume telediastolico).
Il sistema nervoso autonomo è in grado di regolare la frequenza cardiaca così come l’eccitabilità cardiaca, la conduttività, il rilassamento e la contrattilità.
Panoramica
Il ciclo cardiaco può essere suddiviso in due fasi:
sistole, in cui il sangue viene pompato dal cuore;
diastole, in cui il cuore si riempie di sangue.
Sistole
La sistole si compone di due fasi:
1) La contrazione iso-volumetrica:
segue il riempimento ventricolare, si verifica all’inizio della sistole, dopo la chiusura delle valvole atrioventricolari (valvole AV) e prima dell’apertura delle valvole semilunari (tutte le valvole sono chiuse);
il ventricolo si contrae (cioè la pressione aumenta) senza una corrispondente variazione del volume ventricolare, in tale fase:
la pressione del ventricolo sinistro (VS): sale da 8 mm Hg → ∼ 80 mm Hg (quando le valvole aortica e polmonare si aprono passivamente);
il volume del ventricolo sinistro (LV) rimane ∼ 150 mL;
la pressione del ventricolo destro (RV): sale da 5 mm Hg → a 25 mm Hg;
il volume del ventricolo destro (RV) rimane ∼ 150 mL;
2) La fase di espulsione sistolica:
durante questa fase: il sangue viene pompato dai ventricoli nella circolazione e nei polmoni;
Si verifica tra l’apertura e la chiusura della valvola aortica e della valvola polmonare;
I ventricoli si contraggono (cioè, la pressione aumenta) per espellere il sangue, il che riduce il volume ventricolare:
la pressione: aumenta prima da ∼ 80 mm Hg a 120 mm Hg e poi diminuisce fino alla chiusura delle valvole aortica e polmonare;
il volume espulso dal ventricolo sinistro è di ∼ 90 mL (150 mL → 60 mL);
Diastole
La sistole si compone di due fasi:
1) La fase di rilassamento iso-volumetrico:
si verifica tra la chiusura della valvola aortica e l’ apertura della valvola mitrale, segue l’ espulsione sistolica;
in questa fase tutte le valvole sono chiuse (il volume rimane costante);
è presente la “Tacca dicrotica”: un leggero aumento della pressione aortica nella prima diastole che corrisponde alla chiusura della valvola aortica;
i ventricoli si rilassano (cioè la pressione diminuisce) senza una corrispondente variazione del volume ventricolare fino a quando la pressione ventricolare è inferiore alla pressione atriale e le valvole atrioventricolari si aprono:
la pressione si riduce a ~ 10 mm Hg in atrio sinistro e a ~ 5 mm Hg in atrio destro;
il volume rimane ∼ di 60 mL;
il flusso sanguigno coronarico raggiunge il picco durante la diastole precoce nel punto in cui la differenza di pressione tra l’aorta e il ventricolo è massima. Le arterie coronarie si riempiono di sangue durante la diastole perché vengono compresse durante la sistole ventricolare .
2) La fase di riempimento ventricolare:
durante questa fase i ventricoli si riempiono di sangue;
Possiamo distinguere:
una fase di riempimento rapido, che segue il rilassamento iso-volumetrico e si verifica all’inizio della diastole, immediatamente dopo l’apertura della valvola mitrale. Il sangue scorre passivamente dagli atri ai ventricoli. La maggior parte del riempimento ventricolare si verifica durante questa fase;
una fase di riempimento lento, che segue la fase di riempimento rapido, si verifica in tarda diastole, immediatamente prima della chiusura delle valvole atrioventricolari.
Diagramma pressione-volume ventricolare sinistro
Il diagramma P-V ventricolare sinistro è usato per misurare le prestazioni cardiache.
Ha una forma approssimativamente rettangolare; ogni anello è formato in senso antiorario;
Si compone di varie fasi:
(1) Stato telediastolico: chiusura della valvola atrioventricolare e inizio della sistole (il VS è pieno di sangue);
(1 → 2) Contrazione iso-volumetrica: le valvole atrioventricolare e semilunari sono chiuse, la contrazione aumenta la pressione interna del ventricolo sinistro; il volume ventricolare rimane invariato.
(2) Apertura della valvola semilunare quando la pressione ventricolare supera la pressione arteriosa aortica e polmonare;
(2 → 3) Fase di espulsione: il ventricolo pompa il volume.
(3) Chiusura della valvola semilunare quando la pressione ventricolare scende al di sotto della pressione arteriosa aortica e polmonare.
(3 → 4) Rilassamento iso-volumetrico: l’inizio della diastole, il ventricolo si rilassa e tutte le valvole sono chiuse;
(4) Apertura della valvola atrioventricolare quando la pressione ventricolare scende al di sotto della pressione atriale.
(4 → 1) Fase di riempimento: i ventricoli ricevono sangue dagli atri e inizia un nuovo ciclo cardiaco.
Immagine 02
Immagine 02. A: rappresentazione del ciclo cardiaco del ventricolo sinistro secondo il diagramma pressione-volume. B: lavoro esterno e lavoro interno del ventricolo sinistro. C: effetti dell’aumento della contrattilità sulla relazione telesistolica pressione-volume (ESPVR). EDPVR = relazione telediastolica pressione-volume.
