CICLO CARDIACO: FASI E LORO CARATTERISTICHE - BIOLOGIA - 2025

Il ciclo cardiaco comprende una sequenza ripetitiva di eventi di contrazione, rilassamento e riempimento dei ventricoli che si verificano durante il battito cardiaco. Queste fasi sono generalmente generalizzate nella funzione sistolica e diastolica. Il primo si riferisce alla contrazione del cuore e il secondo al rilassamento dell'organo.

Il ciclo può essere studiato utilizzando diverse metodologie. Se si utilizza un elettrocardiogramma, saremo in grado di differenziare diversi tipi di onde, ovvero: onde P, complesso QRS, onde T ed infine onde U, dove ciascuna corrisponde ad un preciso evento del ciclo elettrico del cuore, associato a fenomeni di depolarizzazione e ripolarizzazione.

Fonte: DanielChangMD ha rivisto il lavoro originale di DestinyQx

Il modo grafico classico di rappresentare il ciclo cardiaco è chiamato diagramma di Wiggers.

La funzione del ciclo cardiaco è ottenere la distribuzione del sangue in tutti i tessuti. Perché questo fluido corporeo raggiunga una circolazione efficace attraverso il sistema dei vasi del corpo, deve esserci una pompa che eserciti una pressione sufficiente per il suo movimento: il cuore.

Da un punto di vista medico, lo studio del ciclo cardiaco è utile per la diagnosi di una serie di patologie cardiache.

Prospettiva storica

Gli studi relativi al ciclo cardiaco e alla funzione del cuore risalgono all'inizio del XVIII secolo, quando il ricercatore Harvey descrisse per primo i movimenti del cuore. Successivamente, nel 20 ° secolo, Wiggers ha rappresentato graficamente questi movimenti (più su questo grafico più avanti).

Grazie al contributo di questi scienziati, il ciclo cardiaco è stato definito come il periodo di tempo in cui si verificano i fenomeni di sistole e diastole. Nel primo si verifica la contrazione e l'espulsione del ventricolo e nel secondo si verifica il rilassamento e il riempimento.

La ricerca successiva che utilizza il muscolo isolato come modello sperimentale ha trasformato il concetto tradizionale di ciclo cardiaco inizialmente proposto da Wiggers.

Il cambiamento non è stato fatto in termini di fasi essenziali del ciclo, ma in termini di due fenomeni citati - sistole e diastole - che si sviluppano continuamente.

Per le ragioni precedentemente esposte, Brutsaert propone una serie di modifiche più in linea con il modello sperimentale, inclusi i fenomeni di rilassamento.

Anatomia del cuore

Per ottenere una migliore comprensione del ciclo cardiaco, è necessario conoscere alcuni aspetti anatomici del cuore. Questo organo pompante è presente nel regno animale, ma differisce notevolmente a seconda del lignaggio. In questo articolo ci concentreremo sulla descrizione del tipico modello di cuore di un mammifero.

Il cuore presente nei mammiferi è caratterizzato principalmente dalla sua efficienza. Nell'uomo si trova nella cavità toracica. Le pareti di questo organo sono chiamate endocardio, miocardio ed epicardio.

Consiste di quattro camere, due delle quali sono atri e le restanti due sono ventricoli. Questa separazione assicura che il sangue ossigenato e deossigenato non si mescolino.

Il sangue è in grado di circolare all'interno del cuore grazie alla presenza di valvole. L'atrio sinistro si apre al ventricolo attraverso la valvola mitrale, che è bicuspide, mentre l'apertura dell'atrio destro al ventricolo avviene attraverso la valvola tricuspide. Infine, tra il ventricolo sinistro e l'aorta abbiamo la valvola aortica.

Proprietà del muscolo cardiaco

La natura del muscolo cardiaco è abbastanza simile al muscolo scheletrico. È eccitabile sotto l'applicazione di un'ampia gamma di stimoli, vale a dire: termico, chimico, meccanico o elettrico. Questi cambiamenti fisici portano a una contrazione e al rilascio di energia.

Uno degli aspetti più notevoli del cuore è la sua capacità di emettere un ritmo automatico, in modo ordinato, ripetitivo, costante e senza l'aiuto di alcuna entità esterna. Infatti se prendiamo il cuore di un anfibio e lo mettiamo in una soluzione fisiologica (la soluzione di Ringer) continuerà a battere per un po '.

Grazie a queste proprietà, il cuore può funzionare in una ripetizione sequenziale di eventi chiamati collettivamente ciclo cardiaco, che descriveremo in profondità di seguito.

Qual è il ciclo cardiaco?

Il cuore funziona seguendo uno schema di base di tre fenomeni: contrazione, rilassamento e riempimento. Questi tre eventi si verificano incessantemente durante la vita degli animali.

L'eiezione ventricolare è chiamata funzione sistolica e la funzione diastolica si riferisce al riempimento del sangue. L'intero processo è orchestrato dal nodo senoatriale o sinusale.

Il ciclo può essere studiato utilizzando diverse metodologie e può essere compreso da diversi punti di vista: come l'elettrocardiografo, che si riferisce alla sequenza dei segnali elettrici; anatomofunzionale o ecocardiografico; e l'emodinamica studiata dalla pressurometria.

Visione anatomica e funzionale

Cinque eventi possono essere specificati in ogni battito cardiaco: contrazione ventricolare isovolumica ed eiezione corrispondenti a sistole - generalmente note come sistole o contrazione del cuore; seguito da rilassamento ventricolare isovolumico, riempimento atriale passivo e riempimento ventricolare attivo (sistole atriale), che insieme sono noti come diastole o rilassamento muscolare e riempimento del sangue.

Con l'approccio ecografico, viene eseguito utilizzando gli echi, che descrivono il passaggio del sangue attraverso le valvole attraverso le camere del cuore. L'emodinamica, da parte sua, consiste nell'introduzione di un catetere all'interno del cuore e nella misurazione delle pressioni durante ogni fase del ciclo.

Riempimento ventricolare attivo

Il ciclo inizia con la contrazione degli atri a causa di un potenziale d'azione. Immediatamente il sangue viene espulso ai ventricoli grazie all'apertura delle valvole che collegano entrambi gli spazi (vedi anatomia del cuore). Quando il riempimento sarà completo, tutto il sangue sarà contenuto nei ventricoli.

Contrazione ventricolare

Una volta che i ventricoli si sono riempiti, inizia la fase di contrazione. Durante questo processo, le valvole che erano aperte durante il riempimento sono state chiuse, per impedire il ritorno del sangue.

emissione

Con l'aumento della pressione nei ventricoli, le valvole si aprono in modo che il sangue possa accedere ai vasi e continuare il suo cammino. In questa fase, si nota una significativa diminuzione della pressione ventricolare.

Rapporto ventricolare

Nella fase precedente abbiamo concluso il fenomeno della sistole, e con l'inizio del rilassamento ventricolare cediamo il passo alla diastole. Come indica il nome, ciò che accade in questa fase è il rilassamento del ventricolo, riducendo le pressioni nell'area.

Riempimento passivo dell'orecchio

Nelle fasi sopra descritte abbiamo creato un gradiente pressorio che favorirà l'ingresso passivo del sangue. Questo gradiente favorirà il passaggio del sangue dagli atri ai ventricoli, generando pressione nelle valvole corrispondenti.

Quando questo processo di riempimento è completo, può iniziare una nuova sistole, terminando così le cinque fasi che si verificano in un battito cardiaco.

Visione elettrocardiografica

Un elettrocardiogramma è una registrazione delle correnti locali coinvolte nella trasmissione dei potenziali d'azione. Nel tracciato prodotto dall'elettrocardiogramma si distinguono chiaramente le diverse fasi del ciclo cardiaco.

Le onde che vengono rilevate in un elettrocardiogramma sono state designate arbitrariamente, vale a dire: onde P, complesso QRS, onde T e infine onde U. Ognuna corrisponde a un evento elettrico nel ciclo.

L'onda P.

Queste onde rappresentano la depolarizzazione dei muscoli arteriosi, che si diffondono radialmente dal nodo senoatriale al nodo atrioventricolare (AV). La durata media è di circa 0,11 secondi e l'ampiezza è di circa 2,5 mm.

L'intervallo PR

Il ritardo nella trasmissione dell'impulso dal nodo AV viene registrato sull'elettrocardiogramma come un segmento della durata di circa 0,2 secondi. Questo evento si verifica tra l'inizio dell'onda P e l'inizio del complesso QRS.

Il complesso QRS

Questo intervallo viene misurato dall'inizio delle onde Q all'onda S. Lo stadio rappresenta un evento di depolarizzazione che si espande. L'intervallo normale per questa fase è compreso tra 0,06 secondi e 0,1.

Ogni onda nel complesso è caratterizzata dall'avere una lunghezza particolare. L'onda Q si verifica a causa della depolarizzazione del setto e dura circa 0,03 secondi. L'onda R varia da 4 a 22 mm di altezza con una durata di 0,07 secondi. Infine, l'onda S è profonda circa 6 mm.

L'intervallo ST

Questo intervallo corrisponde alla durata di uno stato di depolarizzazione e ripolarizzazione. Tuttavia, la maggior parte degli elettrocardiogrammi non mostra un vero segmento ST.

L'onda T.

Questa fase rappresenta l'onda di ripolarizzazione del ventricolo. Misura circa 0,5 mm.

Una delle caratteristiche delle onde T è che possono essere influenzate da una serie di fattori fisiologici, come bere acqua fredda prima dell'esame, fumare, farmaci, tra gli altri. Anche i fattori emotivi possono alterare l'onda T.

Onda U

Rappresenta il periodo di massima eccitabilità dei ventricoli. Tuttavia, l'interpretazione diventa complicata, poiché nella maggior parte degli elettrocardiogrammi l'onda è difficile da visualizzare e analizzare.

Rappresentazioni grafiche del ciclo

Esistono diversi modi grafici per rappresentare le diverse fasi del ciclo cardiaco. Questi grafici vengono utilizzati per descrivere i cambiamenti che si verificano durante il ciclo in termini di diverse variabili durante un battito.

Il diagramma classico è chiamato diagramma di Wiggers. Queste cifre rappresentano i cambiamenti di pressione nelle camere dei colori e nell'aorta e le variazioni di volume nel ventricolo sinistro durante il ciclo, i rumori e la registrazione di ciascuna delle onde dell'elettrocardiogramma.

Alle fasi vengono assegnati i loro nomi a seconda degli eventi di contrazione e rilassamento del ventricolo sinistro. Per ragioni di simmetria, ciò che è vero per la parte sinistra vale anche per la destra.

Durata delle fasi del ciclo

Due settimane dopo il concepimento, il cuore appena formato inizierà a battere in modo ritmico e controllato. Questo movimento del cuore accompagnerà l'individuo fino al momento della morte.

Se assumiamo che una frequenza cardiaca media sia dell'ordine di 70 battiti ogni minuto, avremo che la diastole mostra una durata di 0,5 secondi e la sistole di 0,3 secondi.

Funzione del ciclo cardiaco

Il sangue è considerato il fluido corporeo responsabile del trasporto di varie sostanze nei vertebrati. In questo sistema di trasporto chiuso vengono mobilitati i nutrienti, i gas, gli ormoni e gli anticorpi, grazie al pompaggio organizzato del sangue a tutte le strutture del corpo.

L'efficienza di questo sistema di trasporto è responsabile del mantenimento di un meccanismo omeostatico nel corpo.

Studio clinico della funzione cardiaca

L'approccio più semplice che un professionista sanitario può utilizzare per valutare la funzione cardiaca è ascoltare il suono del cuore attraverso la parete toracica.Questo test è chiamato auscultazione. Questa valutazione cardiaca è stata utilizzata da tempo immemorabile.

Lo strumento per questo test è uno stetoscopio che viene posizionato sul petto o sulla schiena. Mediante questo strumento si possono distinguere due suoni: uno corrisponde alla chiusura delle valvole AV e l'altro alla chiusura delle valvole semilunari.

I suoni anomali possono essere identificati e associati a patologie, come mormorii o movimento valvolare anormale. Ciò si verifica a causa del flusso di pressione del sangue che cerca di entrare attraverso una valvola chiusa o molto stretta.

Applicabilità medica dell'elettrocardiogramma

In caso di qualsiasi condizione medica (come aritmie) può essere rilevata in questo test. Ad esempio, quando il complesso QRS ha una durata anormale (inferiore a 0,06 secondi o superiore a 0,1) può essere indicativo di un problema cardiaco.

Analizzando l'elettrocardiogramma, un blocco atrioventricolare, tachicardia (quando la frequenza cardiaca è compresa tra 150 e 200 battiti al minuto), bradicardia (quando i battiti al minuto sono inferiori al previsto), fibrillazione ventricolare (un disturbo che colpisce il le contrazioni del cuore e le normali onde P sono sostituite da piccole onde), tra gli altri.

Riferimenti

1. Audesirk, T., Audesirk, G. e Byers, BE (2003). Biologia: vita sulla Terra. Educazione Pearson.
2. Dvorkin, MA e Cardinali, DP (2011). Migliore e Taylor. Basi fisiologiche della pratica medica. Ed. Medica panamericana
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC e Garrison, C. (2007). Principi integrati di zoologia. McGraw-Hill.
4. Hill, RW (1979). Fisiologia animale comparata: un approccio ambientale. Ho invertito.
5. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M. e Anderson, M. (2004). Fisiologia animale. Sinauer Associates.
6. Kardong, KV (2006). Vertebrati: anatomia comparata, funzione, evoluzione. McGraw-Hill.
7. Larradagoitia, LV (2012). Anatomia e patologia di base. Editoriale Paraninfo.
8. Parker, TJ e Haswell, WA (1987). Zoologia. Accordi (Vol. 2). Ho invertito.
9. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., French, K., & Eckert, R. (2002). Eckert fisiologia animale. Macmillan.
10. Rastogi SC (2007). Elementi essenziali di fisiologia animale. Editori internazionali del New Age.
11. Vived, À. M. (2005). Fondamenti di fisiologia dell'attività fisica e dello sport. Ed. Medica panamericana