ANATOMIA DEL CUORE - LA MUSCOLATURA CARDIACA

L'interno del cuore è rivestito da un endotelio che si chiama ENDOCARDIO, mentre l'intera struttura è sostenuta in una membrana sierosa che si chiama PERICARDIO, formato da due foglietti, il VISCERALE che riveste il cuore e il PARIETALE ESTERNO tra i quali si trova un liquido sieroso. Questa morfologia serve a diminuire l'attrito del cuore durante la sua attività.

Nell'uomo il peso del cuore è di 330 grammi, esso rappresenta lo 0,4% del peso corporeo. In animali che necessitano di una notevole resistenza alla forza e di un notevole sprint, il cuore rappresenta l'1% del peso tot.

Il volume delle cavità cardiache è di 700cc, per cui alla fine della diastole le cavità cardiache possono contenere 400cc di sangue, il cuore però non è mai vuoto. Ad ogni sistole, infatti da ambedue i ventricoli vengono espulsi 140cc di sangue, 70cc per ciascuno, e la quantità di sangue che resta viene chiamata VOLUME MEDIO e varia nei diversi soggetti, aumenta nei soggetti allenati a gare di resistenza.

LA MUSCOLATURA CARDIACA

La muscolatura cardiaca è di tre tipi, con caratteristiche anatomiche e funzionali diverse:

MIOCARDIO COMUNE, che costituisce la massa

MIOCARDIO SPECIFICO o SISTEMA DI CONDUZIONE

FIBRE DI PURKINJE

Il MIOCARDIO COMUNE è costituito da fibre muscolari di tipo particolare, si tratta di fibre striate simili a quelle scheletriche. In esse le striature traverse sono dovute all'alternanza di zone isotrope ed anisotrope. Queste fibre muscolari, a differenza delle fibre muscolari scheletriche che sono allungate a forma di fuso, sono cilindriche e non sono isolate. Esse infatti emettono ramificazioni che mettono in contatto fibre vicine tra loro. Al di là delle somiglianze col muscolo scheletrico, la differenza fondamentale è che le fibre muscolari scheletriche sono volontarie mentre le fibre cardiache e il muscolo cardiaco in tot sono involontari.

SISTEMA DI CONDUZIONE è costituito da tessuto muscolare simile a quello del resto del miocardio, solo che le cellule che lo costituiscono sono più piccole, posseggono poche MIOFIBRITE e sono circondate da tessuto connettivo denso, sono inoltre molto ricche di glicogeno e differiscono funzionalmente dal resto del miocardio in quanto posseggono le stesse proprietà in proporzioni diverse. La contrattilità in esse è minima, mentre eccitabilità e conducibilità sono massime.

Il tessuto di conduzione si trova localizzato nel cuore umano in 3 zone: nel NODO SENOATRIALE o NODO DI KEITH-FLACK che ritrova nel solco terminale fra la vena cava superiore e l'atrio destro; nel NODO ATRIOVENTRICOLARE che si trova nella regione dove atrio e ventricolo si congiungono, descritto nel 1906 da ASCHOFF TAWARA, cmq tra queste due strutture non è presente alcuna comunicazione specifica; e nel FASCIO DI HIS che si diparte dal nodo atrioventricolare, discende nel setto interventricolare e si divide quasi subito in due branche che decorrono sotto l'endocardio fino all'apice del cuore, per poi risalire on le loro ramificazioni verso l'alto cioè verso la base del cuore ramificandosi tra le fibre del miocardio comune dei ventricoli, dove prendono contatto con le fibre del purkinje.

FIBRE FI PURKINJE, rappresentano un tessuto di conduzione altamente specializzato che si trova esclusivamente nei ventricoli di uccelli e mammiferi, mentre nei pesci nei rettili e negli anfibi No. Le fibre di purkinje sono più grandi delle fibre del miocardio comune e posseggono una notevole quantità di glicogeno. Esse si ramificano al di sotto dell'endocardio, penetrano in profondità del miocardio comune,allora perdono la loro struttura specifica e si trasformano nelle fibre muscolari.

PROPRIETA' DEL CUORE

Proprietà comuni a tutti gli organi:

eccitabilità

conducibilità

contrattilità

Proprietà peculiare del cuore:

AUTOMATISMO

eccitabilità o anche PROPRIETA BATMOTROPA. Consiste nel fatto che il cuore è capace di rispondere a stimoli esterni di diversa natura oltre che a stimoli naturali dovuti al suo stesso automatismo, infatti, agenti meccanici quali spizzicatura e massaggi cardiaci, stimoli elettrici, agenti chimici, sostanze che possono esaltare o deprimere l'eccitabilità del cuore. Esiste però un cosiddetto CICLO DI eccitabilità che consiste nel fatto che il cuore non è egualmente eccitabile in ogni momento della sua attività. Ad esempio durante la sistole è totalmente insensibile agli stimoli mentre si osserva un aumento della eccitabilità dal principio cella diastole fino all'inizio della sistole.

L'eccitabilità è strettamente correlata alla CONTRATTILITà o PROPRIETà INOTROPA, nel senso che per ogni eccitazione si ha in risposta una contrazione, e ciò vale sia per gli stimoli intrinseci dovuti all'automatismo cardiaco sia a stimoli estranei. In quest'ultimo caso se lo stimolo cade durante il periodo di eccitabilità, si avrà in risposta una contrazione anomala che si interpone tra due sistoli normali. Questa contrazione anomala si chiama EXTRASISTOLE. Quando ciò succede all'extrasistole segue un periodo di rilasciamento del cuore di durata doppia rispetto ad una diastole normale, che prende il nome di PAUSA COMPENSATORIA.

PROPRIETà DEL CUORE II

Dal punto di vista funzionale il miocardio si comporta come un SINCIZIO, in quanto l'eccitamento insorge in un punto e si estende a tutto il tessuto miocardio che si comporta come una unica unità. Per questo motivo il cuore risponde alla legge del tutto o nulla, una legge che è valida per la fibra nervosa e per la fibra muscolare isolata, ma non per un muscolo in toto.

Se stimoliamo un muscolo scheletrico con stimoli elettrici di intensità crescente si osserveranno diversi fenomeni:1 quando l'intensità dello stimolo è molto debole non si osserverà nessuna risposta; 2 aumentando progressivamente l'intensità della stimolazione a un certo punto si avrà una risposta da parte del muscolo, il valore di stimolo più basso per il quale si ha in risposta la contrazione muscolare si chiama SOGLIA; 3 aumentando progressivamente ancora l'intensità della stimolazione si avrà una risposta sempre più intensa fino ad un massimo che si osserverà quando il muscolo risponderà alla stimolazione con la contrazione di tutte le sue fibrocellule.

Per la fibra muscolare isolata anche in questo caso lo stimolo deve raggiungere una intensità minima o liminare o soglia, perché si abbia una risposta, aumentando l'intensità dello stimolo, la risposta muscolare non varierà e sarà sempre uguale a quella ottenuta con lo stimolo soglia. In conclusione risponde alla legge del tutto o nulla, nel senso che se lo stimolo è inefficace perché basso non risponde, ma una volta raggiunta la soglia, la fibra risponde con la sua massima forza.

Il muscolo cardiaco si comporta come una fibra muscolare isolata per cui uno stimolo o sarà inefficace o, una volta raggiunta la soglia, qualunque sia la sua intensità, determinerà sempre la stessa risposta.

COME SI DIFFONDE L'IMPULSO

L'impulso che determina la contrazione cardiaca parte dal nodo del seno che si chiama AVVIATORE PRIMARIO o PACEMAKER, in ogni momento chiamiamo pacemaker la porzione del cuore che produce impulsi a frequenza più elevata.

Nei mammiferi il pacemaker è rappresentato dal nodo di KATE-FLACK che possiede la massima potenza di scarico. Il nodo del seno non è collegato da strutture del sistema specifico di conduzione al nodo atrioventricolare.

Una volta che l'attività elettrica inizia a partire dall'avviatore striale, essa si propaga lunga le pareti striali ad una velocità di circa 1minuto al secondo. Questa onda di eccitazione è simile alle onde concentriche che si originano sulla superficie di uno stagno quando ci si butta una pietra.

A questo punto l'impulso ha raggiunto le fibre muscolari che uniscono gli atri ai ventricoli. La onda imbocca e si propaga al nodo atrioventricolare nel quale la velocità di conduzione è molto bassa 0,1 min/sec. Ciò deriva dal fatto che nel nodo la conduzione è notevolmente difficile e lenta a causa dell'alto grado di ramificazione delle fibre che lo costituiscono, inoltre la conduzione lungo questo nodo è normalmente unidirezionale(da atrio a ventricolo) ed ancora questo nodo è capace di trasmettere e fare passare impulsi fino ad una certa frequenza massima oltre la quale si può avere blocco cardiaco.

Oltrepassato il nodo atrioventricolare si osserva un nuovo aumento della velocità in quanto l'impulso percorre il fascio di his dove raggiunge una velocità di 2/4 m al secondo. Questa velocità si mantiene per tutto il sistema di conduzione fino all'endocardio dove viaggio alla velocità di 1m/sec, in pratica si depolarizza per prima il setto interventricolare, seguito dalle superfici endocardiche dell'apice quindi dalle pareti laterali dei ventricoli, ed infine dalla base del cuore, si osserva ancora che l'attivazione del ventricolo destro inizia con un piccolo ritardo rispetto al sinistro.

INNERVAZIONE DEL CUORE (da soli)

AUTOMATISMO DEL CUORE. Definito anche PROPRIETA' CRONOTROPA e consiste nel fatto che le fibre miocardiche posseggono la capacità di originare entro se stesse gli impulsi che determinano la loro contrazione. Questa proprietà si manifesta nell'embrione prima ancora che le fibre miocardiche acquistano la loro organizzazione funzionale. L'automatismo si può dimostrare ascoltando un cuore di rana e ponendolo in una soluzione nutritizia. Si osserverò che il cuore continuerà a pulsare, ma dopo un po' si fermerà il ventricolo, quindi l'atrio sx, e in ultimo l'atrio destro che per questo motivo anche nei mammiferi viene chiamato ULTIMUM MURIENs rispetto a tutto il corpo.

Infatti il pacemaker che impone il proprio ritmo a tutto il cuore.

Nel cuore tutta la struttura del sistema di conduzione sono automatiche, sono capaci di autoeccitarsi, ma ciò non è evidente nel cuore integro. Per esso infatti vale  la legge della dominazione del ritmo più frequente, che consiste nel fatto che il punto del miocardio possiede la maggiore frequenza di autoeccitamento imporrà il proprio ritmo a tutto il cuore.

William HARDEy separando gli atri dai ventricoli in un cuore isolato di rana osservò che la frequenza di pulsazione degli atri era maggiore di quella del ventricolo isolato. Altri autori osservarono che il raffreddamento o riscaldamento del seno venoso del cuore di rana provocavano alterazione del ritmo che non si osservavano raffreddando i ventricoli.

Nel 1910 esperimenti effettuati con sistemi di registrazione elettrica facevano collocare il pacemaker a livello del nodo del seno per cui la frequenza di esso viene chiamato ritmo sinusale che è di circa 70 al minuto ed è il ritmo di contrazione di un cuore normale.

Si osservò ancora che il nodo atrioventricolare scarica impulsi a frequenza di circa 50battiti al minuto e questo ritmo si chiama ritmo nodale. Infine anche la punta del ventricolo (fascio di his) scaricano a frequenza ancora più ridotta di circa 30battiti al  minuto. Questo ultimo si chiama ritmo idioventricolare e non è compatibile con la vita

LEGATURE DI STANNIUS

Prese un cuore isolato di rana e praticò una legatura che separava il seno venoso dal resto del cuore. Osservò che la parte al di sopra della legatura continuava a pulsare con la stessa frequenza che aveva prima della legatura, mentre ventricolo e atri cessavano immediatamente di battere. In questo modo egli dimostrava la presenza di un avviatore a livello del seno venoso che era rimasto al di sopra della legatura. Osservò ancora che allentando la legatura  si ha ripresa delle attività contrattile di tutto il cuore

Osservò ancora che, mantenendo il blocco della conduzione mediante questa prima legatura, dopo un certo periodo di tempo, il ventricolo riprendeva a pulsare con frequenza minore dimostrando così che al di sotto del seno venoso esistevano centri a cronotropismo inferiore a quello del nodo del seno.

A questo puntò egli praticò la II legatura a livello del solco atrioventricolare e osservò l'insorgenza di un secondo pacemaker con la presenza contemporanea di due stazioni diverse di cui la seconda a cronotropismo più basso. Questa si evidenziava perché il secondo centro non era più sotto la dominanza o controllo da parte dell'avviatore primario.

SISTEMI AUTOMATICI DEL CUORE

Sappiamo che tutte le membrane cellulari del nostro organismo posseggono un potenziale elettrico o di riposo che è generato da una differenza ionica tra l0interno e l'esterno di -70/-90 mmV, non altera spontaneamente ma solo in seguito ad eccitamento esterno.

Per quanto riguarda le cellule del miocardio, esse posseggono un potenziale di riposo dell'ordine di -80/-85mmV. Tale potenziale però ha una caratteristica peculiare. Esso tende a ridursi spontaneamente con una pendenza costante fino a raggiungere un valore soglia in corrispondenza del quale la permeabilità della membrana a ioni sodio aumenterà in maniera esplosiva con l'insorgenza del potenziale di azione. Tale potenziale di membrana è instabile o fluttuante e si chiama Potenziale PACEMAKER.