Anatomia, fisiologia ed elettrofisiologia

I. Strutture

A. Il cuore ha 4 camere – RA, RV, LA, LV

1. RA & LA sono serbatoi per il sangue che viene inviato al RV & LV

2. RV & LV sono le principali camere di pompaggio del cuore

B. Il cuore contiene 4 valvole

1. Valvole AV & 2 valvole semilunari

2. Valvola tricuspide è tra il RA & RV (valvola AV)

3. Bicuspide o valvola mitrale è tra il LA & LV (valvola AV)

4. Valvola polmonare è tra il RV & arteria polmonare (valvola semilunare)

5. La valvola aortica si trova tra il LV & e l’aorta (valvola semilunare)

6. Le valvole si aprono e si chiudono in risposta ai cambiamenti di pressione nel cuore

7. Le valvole agiscono come porte a senso unico per mantenere il sangue in movimento

II. Circolazione – è importante capire il flusso di sangue attraverso il cuore per capire la funzione generale del cuore e come i cambiamenti nell’attività elettrica influenzano il flusso di sangue periferico.

A. Il sangue deossigenato dal corpo ritorna al cuore attraverso la vena cava superiore e inferiore —- si svuota nell’atrio destro —- attraverso la valvola tricuspide —- nel ventricolo destro —- attraverso la valvola polmonare —- nell’arteria polmonare —- polmoni attraverso la circolazione polmonare, contattando gli alveoli e scambiando i gas —- nella vena polmonare —- nell’atrio sinistro —- attraverso la valvola mitrale (valvola bicuspide) —- nel ventricolo sinistro —- attraverso la valvola aortica —- nell’aorta —- poi nei letti capillari in tutto il corpo per lo scambio di gas.

B. L’apporto di sangue al cuore è fornito dalle arterie coronarie destra e sinistra che nascono dall’aorta, appena sopra e dietro la valvola aortica

III. Sistema nervoso – Il cuore è alimentato da 2 rami del sistema nervoso autonomo

A. Sistema nervoso simpatico (o adrenergico)

1. Accelera il cuore

2. Due sostanze chimiche sono influenzate dal sistema simpatico – epinefrina & norepinefrina

3. Queste sostanze chimiche aumentano la frequenza cardiaca, la contractibilità, l’automaticità e la conduzione AV

B. Sistema nervoso parasimpatico (o colinergico)

1. Rallenta il cuore

2. Il nervo vago è uno dei nervi di questo sistema, quando stimolato rallenta la frequenza cardiaca e la conduzione AV.

IV. Elettrofisiologia

A. Cellule cardiache – due tipi, elettriche e miocardiche (“ funzionanti”)

1. Cellule elettriche

a) Costituiscono il sistema di conduzione del cuore

b) Sono distribuite in modo ordinato nel cuore

c) Possiedono proprietà specifiche

(1) automaticità – la capacità di generare spontaneamente generare e scaricare un impulso elettrico

(2) eccitabilità – la capacità della cellula di rispondere ad un impulso elettrico

(3) conduttività – la capacità di trasmettere un impulso elettrico da una cellula alla successiva

2. Cellule miocardiche

a) Costituiscono le pareti muscolari dell’atrio e dei ventricoli del cuore

b) Possiedono proprietà specifiche

(1) contrattilità – la capacità della cellula di accorciare e allungare le sue fibre

(2) estensibilità – la capacità della cellula di allungarsi

B. Depolarizzazione e ripolarizzazione

1. Le cellule cardiache a riposo sono considerate polarizzate, cioè non c’è attività elettrica

2. La membrana cellulare della cellula muscolare cardiaca separa diverse concentrazioni di ioni, come sodio, potassio e calcio. Questo è chiamato il potenziale di riposo

3. Gli impulsi elettrici sono generati dall’automaticità delle cellule cardiache specializzate

4. Una volta che una cellula elettrica genera un impulso elettrico, questo impulso elettrico fa sì che gli ioni attraversino la membrana cellulare e causa il potenziale d’azione, chiamato anche

depolarizzazione5. Il movimento degli ioni attraverso la membrana cellulare attraverso i canali del sodio, del potassio e del calcio, è l’impulso che causa la contrazione delle cellule/muscoli cardiaci

6. La depolarizzazione con la corrispondente contrazione del muscolo miocardico si muove come un’onda attraverso il cuore

7. La ripolarizzazione è il ritorno degli ioni al loro precedente stato di riposo, che corrisponde al rilassamento del muscolo miocardico8. La depolarizzazione e la ripolarizzazione sono attività elettriche che causano l’attività muscolare

9. La curva del potenziale d’azione mostra i cambiamenti elettrici nella cellula miocardica durante il ciclo di depolarizzazione – ripolarizzazione

10. Questa attività elettrica è quella che viene rilevata sull’ECG, non l’attività muscolare

C. Potenziale d’azione

1. La curva del potenziale d’azione consiste in 5 fasi, da 0 a 4

2. Le 5 fasi:

a) Fase 4 – riposo

(1) questa è la fase di riposo delle cellule

(2) la cellula è pronta a ricevere uno stimolo elettrico

b) Fase 0 – salita

(1) è caratterizzata da una netta, alto del potenziale d’azione

(2) la cellula riceve un impulso da una cellula vicina e si depolarizza

(3) durante questa fase la cellula si depolarizza e comincia a contrarsi

c) Fase 1 – spike

(1) la contrazione è in corso

(2) la cellula comincia una rapida, parziale ripolarizzazione

d) Fase 2 – plateau

(1) la contrazione si completa, e la cellula comincia a rilassarsi

(2) questa è una fase prolungata di ripolarizzazione lenta

e) Fase 3 – discesa

(1) questa è la fase finale della ripolarizzazione rapida

(2) la ripolarizzazione è completa alla fine della fase 3

f) Fase 4 – riposo

(1) ritorno al periodo di riposo

(2) il periodo tra potenziali d’azione

3. Periodi refrattari e supernormali

a) Periodo refrattario assoluto

(1) un periodo in cui nessuno stimolo, per quanto forte, può causare un’altra depolarizzazione

(2) l’inizio della fase 0 inizia il periodo refrattario assoluto, e si estende a metà della fase 3

(3) inizia con l’inizio dell’onda Q e finisce circa al picco dell’onda T

b) Periodo refrattario relativo

(1) la cellula ha parzialmente ripolarizzato, quindi uno stimolo molto forte potrebbe causare una depolarizzazione

(2) chiamato anche il periodo vulnerabile della ripolarizzazione (un forte stimolo che si verifica durante il periodo vulnerabile può spingere da parte il pacemaker primario e prendere il controllo del pacemaker)

(3) si verifica nella seconda metà della fase 3

(4) corrisponde alla discesa dell’onda T

c) Periodo supernormale

(1) vicino alla fine dell’onda T, appena prima che la cellula ritorni al suo potenziale di riposo

(2) NON è un periodo normale in un cuore sano

(3) un periodo in cui uno stimolo più debole di quello normalmente richiesto può causare una depolarizzazione

(4) questo è un breve periodo alla fine della fase 3 all’inizio della fase 4

(5) estende il periodo refrattario relativo

V. Sistema di conduzione

A. La frequenza di accensione intrinseca è la frequenza alla quale il nodo SA o un altro sito di pacemaker genera normalmente impulsi elettrici

B. Nodo SA – Nodo Sinoatriale

1. Pacemaker dominante o primario del cuore

2. Frequenza intrinseca 60 – 100 battiti al minuto

3. Situato nella parete dell’atrio destro, vicino all’entrata della vena cava superiore

4. Una volta che un impulso è iniziato, di solito segue un percorso specifico attraverso il cuore, e di solito non scorre indietro

C. Tratti intra-atriali – Fasci di Bachmann

Quando l’impulso elettrico lascia il nodo SA, viene condotto attraverso gli atri di sinistra attraverso i fasci di Bachmann, attraverso gli atri di destra, attraverso i tratti atriali

D. Giunzione AV – Composta dal nodo AV e dal fascio di His

1. Nodo AV

a) È responsabile del ritardo degli impulsi che lo raggiungono

b) Situato nell’atrio inferiore destro vicino al setto interatriale

c) Attende il completamento dello svuotamento atriale e del riempimento ventricolare, per permettere al muscolo cardiaco di allungarsi al massimo per ottenere il picco della gittata cardiaca

d) Il tessuto nodale in sé non ha cellule pacemaker, il tessuto che lo circonda (chiamato tessuto giunzionale) contiene cellule pacemaker che possono sparare ad una velocità intrinseca di 40 – 60 battiti al minuto

2. Fascio di His

a) Riprende la conduzione rapida degli impulsi attraverso i ventricoli

b) Costituisce la parte distale della giunzione AV poi si estende nei ventricoli vicino al setto interventricolare

c) Si divide nei rami del fascio destro e sinistro

3. Fibre di Purkinje

a) Conduce rapidamente gli impulsi attraverso il muscolo per aiutare la depolarizzazione e la contrazione

b) Può anche servire come pacemaker, scarica ad una velocità intrinseca di 20 – 40 battiti al minuto o anche più lentamente

a) Di solito non vengono attivati come pacemaker a meno che la conduzione attraverso il fascio di His si blocchi o un superiore pacemaker come il nodo SA o la giunzione AV non generano un impulso

b) Si estende dal fascio di rami nell’endocardio e in profondità nel tessuto miocardico

VI. Battiti ectopici & aritmie

A. Qualsiasi impulso cardiaco che ha origine al di fuori del nodo SA è considerato anormale e viene definito un battito ectopico

B. I battiti ectopici possono avere origine negli atri, nella giunzione AV o nei ventricoli, e sono denominati secondo il loro punto di origine

C. La soppressione della frequenza può verificarsi in seguito a un battito ectopico, ma dopo diversi cicli ritorna alla frequenza di base

D. Una serie di 3 o più battiti ectopici consecutivi è considerata un ritmo

E. Le due cause dei battiti ectopici includono:

1. 1. Insufficienza o eccessivo rallentamento del nodo SA

a) i battiti ectopici risultanti dall’insufficienza del nodo del seno servono come funzione protettiva iniziando un impulso cardiaco prima che possa verificarsi un arresto cardiaco prolungato; questi battiti sono chiamati battiti di fuga

b) se il nodo del seno non riesce a riprendere la funzione normale, il sito ectopico assumerà il ruolo di pacemaker e sosterrà un ritmo cardiaco; questo viene definito ritmo di fuga

c) dopo che il nodo del seno riprende la funzione normale, il focus di fuga viene soppresso

2. Attivazione prematura di un altro sito cardiaco

a) gli impulsi si verificano prematuramente prima che il nodo del seno si riprenda abbastanza per iniziare un altro battito; questi battiti sono chiamati battiti prematuri

b) i battiti prematuri sono prodotti o da una maggiore automaticità, o dal rientro

3. Sistema di conduzione anomalo

VII. Automaticità

A. Caratteristica speciale delle cellule cardiache di generare impulsi automaticamente

B. Se l’automaticità della cellula è aumentata o diminuita può verificarsi un’aritmia

1. Eventi di rientro – rieccitazione di una regione del tessuto cardiaco da un singolo impulso, che continua per uno o più cicli e che a volte risulta in battiti ectopici o tachiaritmie

2. Conduzione retrograda

a) Quando un impulso inizia al di sotto del nodo AV

b) Può essere trasmesso all’indietro verso il nodo AV

c) La conduzione di solito richiede più tempo del normale e può causare che gli atri e i ventricoli siano “fuori sincrono”