Anatomia e Funzionamento del Sistema Circolatorio del Cuore: Cavità, Vasi e Valvole, Appunti di Fisiologia Umana

Scarica Anatomia e Funzionamento del Sistema Circolatorio del Cuore: Cavità, Vasi e Valvole e più Appunti in PDF di Fisiologia Umana solo su Docsity! Abbiamo visto che le sinapsi possono essere eccitatorie o inibitorie a seconda del recettore e dell'effetto del legame del neurotrasmettore con il suo recettore sulle conduttanze ioniche attivate,in particolare la sinapsi sarà eccitatoria se promuove una depolarizzazione oppure inibitoria se l'effetto è quello di una iperpolarizzazione su una membrana postsinaptica. Riguardo le sinapsi inibitorie, possiamo distinguere un' inibizione pre-sinaptica da quella post-sinaptica . Nella prima un modulatore fa sinapsi con una collaterale di un neurone pre-sinaptico e inibisce uno dei bersagli, cioè se abbiamo un neurone e supponiamo che abbia il suo assone che emette delle diramazioni al termine e c'è il neurotrasmettore che viene rilasciato e va a collegarsi ai rispettivi recettori presenti sulla cellula bersaglio che può essere cellula muscolare o un altro neurone. Quindi al terminale di ciascuna di queste diramazioni saranno presenti vescicole che contengono il neurotrasmettitore elaborato da questo neurone! Nell'inibizione pre-sinaptica il terminale assonico crea una sinapsi inibitoria con un altro neurone inibitorio: abbiamo questi 3 collaterali che rilasciano un mediatore chimico eccitatorio però nella regione terminale una di queste genera una sinapsi con un neurone inibitorio, parliamo di sinapsi asso-assonica! Effetto di questa sinapsi sulla cellula bersaglio: questo neurone inibisce solo questo terminale in quanto riduce l'ingresso di Ca in questo terminale perchè va a bloccare il neurotrasmettore inibitorio che a sua volta va a bloccare i canali per il Ca voltaggio dipendenti , importanti per l'ingresso di Ca e prerequisito per la fusione delle vescicole. Questo neurone inibitorio rilascia un neurotrasmettitore inibitorio che blocca l'ingresso o riduce il Ca in questo terminale, se ciò accade ,la fusione delle vescicole solo in quel terminale è ridotta o bloccata e la conseguenza è che mentre gli altri 2 terminali funzionano normalmente dove viene rilasciato il neurotrasmettitore eccitatorio e queste cellule risponderanno, li invece non c'è risposta. L'inibizione viene definita presinaptica perchè avviene a monte grazie ad una sinapsi asso-assonica tra un neurone inibitorio e uno dei terminali dei neuroni eccitatori! Questo comporterà che lo stesso neurone da un lato riesce ad evocare una risposta cioè eccitare le due cellule con le quali è in sinapsi,invece a causa di questa inibizione presinaptica si modula la risposta in modo preciso in una sola delle terminazioni. L'inibizione è post-sinaptica quando c'è un rilascio di neurotrasmettitore inibitorio,quindi non c'è risposta perchè il neurotrasmettitore è inibitorio in quanto si lega al recettore che attiva una conduttanza al K o al Cl generando una iperpolarizzazione e non c'è risposta . L' Inibizione si può realizzare perchè il neurotrasmettore si lega a un recettore che apre la conduttanza ad uno ione che iperpolarizza la membrana post-sinaptica e sfavorisce il passaggio del pot d'azione. Inibizione pre-sinaptica si realizza attraverso una sinapsi asso-assonica di un neurone eccitatorio con un neurone inibitorio quindi l'inibizione è a monte ,si riduce o si blocca il rilascio del neurotrasmettitore agendo sull'ingresso di Ca in questo terminale! Questa particolarità delle sinapsi chimiche, cioè quelle che agiscono attraverso un rilascio di neurotrasmettitore è molto importante perchè una sinapsi chimica può essere ecciatatoria o inibitoria consentendo un affine regolazione della risposta! Ecco perchè le sinapsi chimiche sono diffuse negli organismi superiori dal momento che sono finemente regolabili , esiste però anche la sinapsi elettrica dove sono presenti giunzioni caratterizzate dai connessoni che mettono in comunicazione due cellule. In molti casi le cellule che sono connesse tra di loro attraverso sinapsi elettriche sono molto efficaci in quanto c'è sempre una possibilità di comunicazione ma è molto più rapida! Quindi il pot d'azione nelle sinapsi elettriche passa da una cellula all'altra molto rapidamente ma hanno lo svantaggio di essere sempre eccitatorie perchè la depolarizzazione passa da una cellula all'altra ed eccita rapidamente anche l'altra cellula ,non sono modulabili come le sinapsi chimiche che possono essere eccitatorie e inibitorie. Le sinapsi elettriche sono presente nel SNC in numero inferiore risperro a quelle chimiche ; nelle sedi in cui è importante una trasmissione rapida del pot d'azione sono presenti sinapsi elettriche .Ad esempio, nel cuore le cellule cardiache del miocardo che sono cellulule muscolari striate mononucleate sono connesse tra di loro mediante sinapsi elettriche. Il cuore ha la funzione di contarsi e pompare il sangue quindi ciò avviene perchè le cellule muscolari cardiache si contraggono quindi per avere un efficace azione di pompa importante è che tutte le fibre muscolari si contraggono quasi simultaneamente. Le cellule muscolari cardiache sono connesse attraverso sinapsi elettriche che hanno come vantaggio la sincronizzazione e sono rappresentate nelle zone in cui è necessario un accoppiamento metabolico come eccitazione-contrazione. Riassumendo: le caratteristiche principali di una sinapsi elettrica è che ha un trascurabile ritardo sinaptico dove per ritardo sinaptico si intende il tempo necessario al passaggio del pot d'azione da una cellula all'altra; se è chimica avremo rilascio del neurotrasmettore, legame al recettore, depolarizzazione e pot d'azione. Tutti questi eventi nel loro insieme è quello che definiamo ritardo sinaptico! Le sinapsi elettriche hanno ritardo inferiore allo 0,1 millisecondi, quindi trascurabile mentre nelle sinapsi chimiche è dalle 5-10 volte superiore , quindi avantaggia le sinapsi elettriche però importante è che la differenza tra le due , nel caso delle sinapsi chimiche possiamo avere anche una possibilità di modulazione, iperpolarizzazione o depolarizzazione mentre le sinapsi elettriche non possono essere modulabili ! Quindi sono molto più rappresentate perchè molto meglio regolabili! Quindi nel caso in cui sono necessari comportamenti modulabili di potenziamento o inibizione sono necessarie sinapsi chimche mentre dove ci vuole un pot sincrono e rapido per produrre una risposta immediata sono rappresentate le sinapsi elettriche! C U O R E ha una capacità di generare movimenti alternati quali sistole e diastole grazie alla contrazione delle fibrocellule cardiache muscolari collegate tra loro mediante giunzioni elettriche. La circolazione è un sistema chiuso a due componenti cioè la componente cuore- tessuti perchè il cuore pompa il sangue in tutti i tessuti e raccoglie il sangue refluo da tutti gli organi e la componente cuore- polmone necessaria per l'ossigenazione del sangue. La gittata sistolica è il volume di sangue che il cuore espelle in ciascun battito ed è intorno ai 0,07 L al battito cioè circa 70 mL , quindi il volume di sangue pompato in una contrazione dal momento che abbiamo circa 72 contrazioni al minuto ,possiamo calcolare la gittata cardiaca che è la quantità di sangue pompata al minuto dal ventricolo sx . In 1 minuto tutto il sangue viene pompato! Significa che tutto il sangue viene pompato e di conseguenza tutti e 5 i litri sono passati da tutti gli organi in 1 minuto e quindi necessita di essere ossigenato! In 1 min , 5 litri di sangue si mettono in contatto con 5 litri di aria perchè considerando quanta aria inspiriamo ed espiriamo in 1 m, noi inseriamo 5 litri di aria quindi nei polmoni questi 5 litri di sangue si mettono in contatto negli alveoli polmonari con questi 5 l di aria , se corriamo passerà più sangue e più aria! A causa dell'ispessimento della barriera di separazione tra il sangue alveolare e aria alveolare che si ispessisce ,questo equilibrio è alterato dove 5 litri di sangue si mettono in contatto con meno aria perchè non si da il tempo di scambiare gas in quanto la barriera di filtrazione si è alterata! Il riempimento ventricolare: i ventricoli si riempiono in un tempo di circa 500 millisecondi e si riempiono con il sangue che proviene dagli atri quindi per potersi riempire, poichè tra atri e ventricoli ci sono delle valvole, queste si aprono se la pressione del ventricolo è inferiore a quella dell'atrio. Per capire ciò seguiamo questo grafico in cui abbiamo il tempo ,500 millisecondi, impiegato dai ventricoli per riempirsi e quando accade ciò ,il ventricolo non è vuoto perchè abbiamo detto che nella sistole una quota di sangue resta dentro ed è di circa 65 mL, quindi si parte da 65 mL. Abbiamo due fasi: - nella prima abbiamo atrio dx e sx,il sangue inizia a scorrere dagli atri ai ventricoli, le valvole sono aperte e il sangue entra; questa è la prima fase di riempimento abbastanza rapida, andiamo a circa 100 mL! Quindi i due ventricoli si sono riempiti ma le valvole sono ancora aperte. - La seconda fase di riempimento avviene quando inizia la sistole atriale, gli atri si contraggono , pompano un altro po di sangue intorno al 10-20 % rispetto al contenuto finale, quindi dopo la sistole atriale stiamo intorno a 135 mL che corrisponde al volume max che i ventricoli possono contenere! Dopo che si è raggiunto il volume max avviene la contrazione ventricolare, sistole ventricole che determina la contrazione dei ventricoli che deve avvenire in modo simultaneo ma successivo alla sistole atriale. La contrazione dei ventricoli determina un aumento della pressione, lo possiamo osservare da questo grafico dove in basso viene riportato il volume del ventricolo sx in mL( stiamo a 135 ) e poi abbiamo la pressione che possiamo misurare in mm di mercurio quindi seguiamo contemporaneamente l'andamento del volume e quello della pressione. Il volume non può aumentare perchè stiamo alla max capacità del ventricolo di contenere sangue, i ventricoli si contraggono e questa contrazione comporterà un aumento di pressione nei ventricoli. Quindi si contraggono i ventricoli, non ci sarà variazione di volume per cui aumenta la pressione e questo aumento di pressione fa chiudere le valvole, ecco perchè il volume non cambia ma se ci fosse un reflusso cambierebbe il volume e la pressione non aumenterebbe in modo efficace. Cosa succederebbe se non si chiudessero le valvole? Il volume si ridurrebbe perchè ci sarebbe un reflusso e non si raggiungerebbe la sufficiente pressione per aprire la valvola che dal ventricolo fa passare il sangue nell'aorta . Se non si raggiunge la pressione superiore sulla valvola a quella atriale, la valvola non si aprirebbe o si aprirebbe poco e quindi verrebbe pompato meno sangue nell'aorta. Queste valvole devono ermeticamente separare i due atri e i due ventricoli in modo tale che non ci sia variazione di volume ma aumento di pressione perchè il sangue ,che non è comprimile ,si trova in una camera che si riduce di volume e quindi la pressione schizza ,fondamentale per far aprire la valvole che fa defluire il sangue nell'aorta! Nelle patologie in cui c'è un difetto della valvola mitrale, ad esempio nel caso in cui non si chiude ermeticamente, gli effetti sono devastanti perchè c'è un riflusso indietro e il cuore non sarebbe efficace nel pompare il sangue però ci sono tecnologie che consentono la sostituzione della valvola. I ventricoli sono contratti e il sangue è andato nell'aorta e successivamente nei polmoni, segue poi lo svuotamento dei ventricoli che si realizza solo se la pressione del ventricolo supera quella dell'aorta, la valvola aortica si apre , c'è un flusso sanguigno dal ventricolo sx all'aorta e c'è la fase di eiezione ventricolare. Seguiamo con il grafico precedente il ventricolo sx: eravamo giunti al picco max di pressione che si è realizzato all'interno della cavità , la pressione è aumentata, si è aperta la valvola,il volume di sangue che contiene il ventricolo deve diminuire e la pressione dovrebbe calare. Quindi il ventricolo si svuota e la pressione inizia a decrescere a livello del ventricolo ,lo svuotamento ventricolare impiega 300 millisecondi! A questo punto dopp che si è contratto il ventricolo, c'è il suo rilassamento, la diastole ventricolare che dura 80 millisecondi circa; in termini elettrici quello che sta accadendo nel cuore che si è contratto è sempre conseguenza del pot d'azione che si trasmette attraverso la membrana quindi quello che accade a livello bioelettrico delle cellule cardiache è una serie di pot d'azione. I fenomeni meccanici sono conseguenze dei fenomeni bioelettrici! Il ventricolo si rilascia, cade la pressione nei ventricoli e a questo punto il sangue è stato pompato, i ventricoli devono ritornare cavità separate rispetto ai loro vasi altrimenti non ci sarebbe riempimento quindi quelle valvole si devono richiudere in modo che i ventricoli ritornino nella condizioni di cavità chiusa. Quindi c'è la chiusura della valvola aortica , stiamo nella diastole ventricolare dove il rilasciamento ventricolare dura 80 millisec e riconosciamo una prima fase in cui le valvole semilunari sono chiuse e poi una fase finale di rilasciamento che è la seconda fase che comporta la chiusura delle valvole che portano il sangue ai vasi e l'apertura delle valvole tra atrio e ventricolo perchè i ventricoli si devono aprire di nuovo. C'è l'inizio del riempimento ventricolare attraverso le valvole atrioventricolari! Si tratta di eventi che necessitano il realizzarsi in sequenza con tutte queste alterazioni! Se vogliamo riassumere gli eventi del ciclo cardiaco avremo prima il riempimento passivo e la contrazione degli atri, la contrazione degli atri avviene quando sono cavità chiuse e non c'è cambiamento di volume. Abbiamo poi il riempimento dei ventricoli, contrazione ventricolare,immissione del sangue nell'aorta e poi rilassamento! Fasi elettrofisiologiche , come è possibile che gli atri e i ventricoli si contraggono in maniera autonoma senza compromissione del sist nervoso ? Quando facciamo l'elettrocardiogramma è possibile valutare l'attività del cuore. La persona viene distesa, si mettono degli elettrodi alle mani e al piede, si crea una specie di triangolo quasi equilatero dove il cuore è al centro. Con l'elettrocardiogramma seguiamo nel tempo (sulle ordinate) i mV quindi la macchina registra variazione di pot ; questa differenz di pot che è possibile rilevare è di 1-2 mV, corrente bassissima quindi questi picchi osservati corrispono a 1-2 mV che è possibile registrare in superficie. Quello che noi registriamo in superficie sono differenze di pot macroscopiche, in una singola cellula misuriamo 100 mV mentre in superficie sul cuore registriamo 1-2 mV quindi non ha la stessa valenza del microelettrodo sulla cellula. Ciò che registriamo viene registrato perchè siamo fatti di acqua, cioè soluzioni elettrolitiche che consentono di trasmettere elettricità e quando il cuore si contrae ( prima gli atri e poi i ventricoli) tutte le cellule collegate da sinapsi elettriche si depolarizzano, quindi se stavamo a -70 poi arriviamo a 0 , poi tutte a + 30 quindi c'è una massa di cuore con una differenza di pot che va a 0 perciò in superficie registro un eco di una massa muscolare che si depolarizza e in superficie riesco a vedere delle onde, dei cambiamenti. Poi i due atri tornano a -70 e i due ventricoli vanno a 0 e vediamo questi picchi perchè nel cuore si creano delle differenze di pot macroscopiche di cui rilevo gli effetti nelle vicinanze. L'elettrocardiogramma non deve essere confuso con il pot d'azione ma è un fenomeno più grossolano che rileviamo in superficie perchè il cuore ha una sua massa, cambiano i pot nella massa cardiaca e con un lontano eco riesco a rilevare con l'elettrocardiogramma e riesco a distinguere tutte le fase che sono in sequenza, contrazione degli atri e contrazione dei ventricoli.