Il ciclo meccanico del cuore
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Il ciclo meccanico del cuore

Come funziona il cuore? Un esame sul ciclo meccanico del cuore, dai fenomeni elettrici che causano sistole e diastole della muscolatura atriale e ventricolare alla definizione di toni cardiaci

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Il ciclo meccanico del cuore

Il cuore si trova nel mediastino e pesa circa 300 grammi in un individuo adulto.

È diviso da un setto in due metà  una destra e una sinistra, completamente separate. Ciascuna delle due metà è formata da un atrio, dove arrivano le vene, che comunica con un ventricolo, dal quale si dipartono le arterie.

Gli atri hanno pareti piuttosto sottili dove sboccano liberamente le vene a destra e le cave a sinistra. Essi comunicano con il sottostante ventricolo attraverso una valvola atrioventricolare, che a destra prende il nome di tricuspide e a sinistra quello di mitrale.

La valvola atrioventricolare lascia passare il sangue dall'atrio al ventricolo, ma impedisce che possa refluire nell'atrio.

I ventricoli ricevono sangue dagli atri sovrastanti e lo immettono nelle arterie, attraverso un'apertura nella quale si trova una valvola, chiamata a destra semilunare polmonare, mentre a sinistra semilunare aortica. Anche queste valvole lasciano che il sangue passi liberamente dal ventricolo all'arteria, ma impediscono che esso possa tornare indietro.

Il cuore è costituito dal miocardio, un tessuto muscolare assai simile a quello striato, dal quale differisce per il fatto che le cellule sono più piccole, hanno un solo nucleo e alcune di esse sono dotate, di proprietà auto ritmica.

Le cellule miocardiche, pur essendo separate le une dalle altre dal punto di vista anatomico, si comportano come se fossero un sincizio funzionale, cioè si contraggono tutti insieme oppure non se ne contrae nessuna.

Le cellule miocardiche non sono, però, a contatto con il sangue, in quanto le cavità  cardiache, cioè atri e ventricoli, sono rivestite da uno strato di tessuto endoteliale, l'endocardio ed infine il cuore è avvolto da una doppia membrana che prende il nome di pericardio.

L'azione di pompa del cuore deriva dal pericardio contrarsi e rilasciarsi della muscolatura sia atriale che ventricolare, indicato come ciclo meccanico del cuore.

Ciclo Meccanico del cuore

I fenomeni elettrici causano la contrazione (sistole) e il rilascio (diastole) della muscolatura sia atriale che ventricolare. Questi fenomeni in un uomo adulto a riposo si ripetono 70 volte al minuto, per cui la durata di un singolo ciclo cardiaco è approssimativamente di 0,8 secondi.

Un ciclo completo del cuore può essere diviso in tre momenti:

  • Sistole atriale o presistole, che dura poco più di 0,1 secondi
  • Sistole ventricolare, della durata di quasi 0,3 secondi
  • Diastole o riposo del cuore, che a riposo dura circa 0,4 secondi

Quando la frequenza cardiaca aumenta (tachicardia), diminuisce la durata di ogni ciclo cardiaco, a spese quasi esclusivamente della diastole.

Nelle diminuzioni di frequenza (bradicardia), si avrà  ovviamente un aumento della durata della diastole. Durante la diastole, quando tutta la muscolatura del cuore è rilasciata, le valvole atrioventricolari sono aperte, mentre quelle semilunari sono chiuse. In questo modo il sangue, che affluisce agli atri dalle vene, entra direttamente nei ventricoli e comincia a riempirli.

Al termine della diastole, il riempimento ventricolare si è già realizzato all'80 per cento senza spese di energia, in quanto come è stato detto, la muscolatura è rilasciata.

È importante sottolineare che il sangue passa dagli atri ai ventricoli per differenza di pressione e non per gravità.

Al termine della diastole ha inizio la sistole atriale, cioè la contrazione della muscolatura degli atri, che porta a un piccolo aumento della pressione del sangue in essi contenuto; durante questa fase si completa con l'ultimo 20 per cento, il riempimento di sangue dei ventricoli.

Cessata la sistole atriale, inizia la sistole ventricolare, dovuta alla contrazione della muscolatura del ventricolo, che innalza cosi la pressione del sangue in esso contenuto.

Questo aumento di pressione del sangue porta all'immediata chiusura delle valvole atrioventricolari, fenomeno che impedisce al sangue di tornare nell'atrio.

In questo momento, non essendosi ancora aperte le valvole semilunari, il ventricolo è una camera chiusa e la sua contrazione non determina la variazione di volume detta sistole isometrica.

Continuando la contrazione della muscolatura, la pressione del sangue sale fino a quando non raggiunge un valore (8 mmHg a destra e 75 mmHg a sinistra) maggiore di quello delle arterie e tale da portare all'apertura delle valvole semilunari.

L'apertura di queste valvole permette a una parte del sangue, la cui pressione continua a salire per il perdurare della contrazione del ventricolo, di uscire da questo e di entrare nelle arterie.

Questa fase, durante la quale il volume del ventricolo diminuisce in quanto la sua muscolatura può accorciarsi, viene indicata come sistole isotonica.

Al termine della contrazione della muscolatura ventricolare, la pressione del sangue rimasto nel ventricolo crolla e ha inizio una nuova diastole.

La discesa della pressione ventricolare al di sotto di quella arteriosa causa l'immediata chiusura delle valvole semilunari, in modo che il sangue non posso tornare dalle arterie nei ventricoli.

Durante l'attività  del cuore si possono percepire, poggiando l'orecchio sul torace o mediante uno strumento detto stetoscopio due rumori, che prendono il nome di toni cardiaci. In particolare la chiusura delle valvole mitrale e tricuspide coincide con il primo tono che dura circa 150 ms., successivamente segue il secondo tono che coincide con la chiusura delle valvole aortica e polmonare e che ha una durata di 120 ms. In caso di difetti valvolari, dovuti a patologie per lo più di tipo infiammatorio, si possono udire i cosiddetti soffi. In alcuni casi è udibile il terzo tono causato dalla turbolenza che si verifica nella fase di riempimento rapido dei ventricoli mentre il quarto tono corrisponde alla sistole atriale ed è associato, quando ben udibile, a ipertrofia dei ventricoli.