La principale funzione che il cuore assolve è quella di garantire una portata di sangue sufficiente ad irrorare i vari tessuti del corpo umano.

Il processo della circolazione sanguigna, che di seguito sarà descritto con maggiore dettaglio, risulta fondamentale in quanto permette di fornire ossigeno e nutrimento ai tessuti in cambio di anidride carbonica e altre sostanze che verranno successivamente eliminate dai polmoni, dai reni, dall’intestino e dalla pelle. 

Le quattro camere cardiache che caratterizzano il cuore permettono l’adempimento di tale compito. Gli atri ricevono sangue dalle grandi vene e ciascuno di essi lo trasferisce al sottostante ventricolo. I ventricoli a loro volta spingono con forza il sangue nei due circuiti (sistemico e polmonare). Per facilitare il flusso sanguigno e garantirne l’unidirezionalità sono presenti quattro valvole delle quali due sono dette valvole atrioventricolari e due sono definite valvole semilunari. 

Il cuore destro ed il cuore sinistro lavorano in sincronia, dunque ogni contrazione del cuore spinge simultaneamente il sangue sia nella circolazione polmonare sia nella circolazione sistemica. Nel dettaglio, l’atrio destro riceve il sangue povero di ossigeno dalla vena cava superiore e dalla vena cava inferiore, dall’atrio destro il sangue passa attraverso la valvola tricuspide posta nel ventricolo destro. 

La maggior parte del sangue entra nel ventricolo mentre il cuore è in fase di rilassamento, subito dopo la fine del periodo di riempimento passivo del ventricolo, l’atrio si contrae aggiungendo un piccolo volume di sangue a quello già presente nel ventricolo. 

A questo punto il ventricolo destro si contrae causando la chiusura della valvola atrio-ventricolare e pompando il sangue in una grande arteria che immediatamente si suddivide in due arterie polmonari dirette ai polmoni, dove le arterie si ramificano in una serie di capillari i quali caricano il sangue di ossigeno liberandolo dal diossido di carbonio. 

Il sangue ossigenato passa dai capillari alle vene polmonari, le quali si dirigono dai polmoni all’atrio sinistro. In quest’ultima camera il sangue viene spinto nel ventricolo sinistro attraverso la valvola mitrale. Quando il ventricolo sinistro risulta riempito adeguatamente, attraverso un innalzamento della pressione si chiude la valvola mitrale e viene aperta la valvola aortica permettendo infine il passaggio del sangue ossigenato nell’aorta per ricominciare ciclicamente il percorso appena descritto.

Il miocardio si presenta come un ibrido dei due tessuti muscolari presenti nel corpo umano (tessuto muscolare scheletrico o striato e tessuto muscolare liscio). Come il tessuto striato assicura un'azione potente e rapida, in grado di assicurare a   tutti gli organi e tessuti l'apporto di sangue ed inoltre presenta le caratteristiche striature del tessuto scheletrico e le cellule ben distinte tra loro, quindi non si può considerare un sincizio anatomico. 

Al pari di un tessuto liscio invece è un muscolo che non dipende dalla nostra volontà; allo stimolo elettrico si comporta contraendosi come un'unica fibra, per questo è da considerarsi come un sincizio funzionale. 

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Ciclo Cardiaco

Si definisce ciclo cardiaco il periodo che intercorre tra l’inizio di una contrazione cardiaca completa e l’inizio di quella successiva.

Esso si distingue in un periodo di rilasciamento detto diastole ed un periodo di contrazione detto sistole. Durante la sistole il muscolo cardiaco si contrae e pompa sangue verso i polmoni e il resto dell’organismo. La sistole comincia con una contrazione degli atri della durata di circa 100 millisecondi, che determina il riempimento completo dei ventricoli. 

La contrazione dei ventricoli dura circa 300 millisecondi e determina la chiusura della valvole atrioventricolari e la successiva apertura di quelle semilunari. Il sangue povero di ossigeno viene spinto verso i polmoni e quello ricco di ossigeno si dirige verso tutto il corpo attraverso l’aorta. Durante la successiva fase di diastole, invece, il muscolo cardiaco si distende e i ventricoli si riempiono nuovamente di sangue. Il rilassamento del cuore permette al sangue di fluire dentro le quattro cavità cardiache. Attraverso le vene cave il sangue entra nell’atrio destro mentre attraverso le vene polmonari entra nell’atrio sinistro. La fase di diastole dura circa 400 millisecondi, tempo necessario per permettere ai ventricoli di riempirsi. L’intero ciclo dura circa 800 millisecondi e permette al cuore di ricevere il sangue e farlo circolare nelle sue cavità e spingerlo nei vasi. 

In ogni ciclo cardiaco, il cuore produce due suoni, chiamati toni cardiaci. 

Il primo, più forte, più lungo, meno netto, corrispondente alla sistole, segue la chiusura delle valvole atrioventricolari; il secondo più breve e più netto, che si riferisce alla diastole, segue la chiusura delle valvole semilunari (aortica e polmonare).  Nelle malattie cardiache questi suoni regolari possono essere sostituiti o accompagnati da soffi, cioè da suoni provocati dal flusso turbolento del sangue attraverso valvole malfunzionanti o aperture anomale.

Il rilevamento di questi soffi è molto importante a fini diagnostici. Durante un ciclo cardiaco completo è possibile individuare movimenti rotazionali dell’apice e della base del cuore. 

Attività Elettrica Del Cuore

Ogni ciclo ha inizio con la generazione spontanea di un potenziale d’azione nel nodo seno atriale il quale è situato nella parete dell’atrio destro, nella porzione superiore del solco terminale. 

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Il nodo senoatriale è considerato il “pacemaker” naturale in quanto è in grado di regolare la frequenza cardiaca in base alle esigenze fisiche di ogni soggetto, grazie, soprattutto, alla capacità delle proprie cellule di auto eccitarsi e dunque auto depolarizzarsi. Il potenziale d’azione dunque nasce nel nodo seno atriale e da qui si propaga rapidamente attraverso entrambi gli atri e poi attraverso il cosiddetto nodo atrioventricolare il quale è una struttura ovoidale posta a destra del setto interatriale, costituito da una fitta rete di fibre. 

Successivamente il potenziale d’azione si propaga attraverso il cosiddetto fascio di His per giungere infine ai ventricoli. Esiste un ritardo di oltre 0,1 secondi nella propagazione dell’impulso dagli atri ai ventricoli, comportando una contrazione anticipata degli atri rispetto ai ventricoli. Pertanto gli atri funzionano come pompe di innesco per i ventricoli e sono infine questi ultimi che forniscono la principale spinta del sangue attraverso il sistema vascolare. 

La gittata cardiaca è data dal prodotto tra la frequenza cardiaca e la gittata sistolica, ovvero la quantità di sangue irrorata ad ogni sistole. 

Il cuore adempie , dunque alla fondamentale funzione di regolatore della propria gittata in base ai bisogni metabolici di ogni soggetto, modificando la frequenza cardiaca e i parametri che regolano la gittata sistolica e garantendo dunque il corretto funzionamento dell'apparato cardiocircolatorio.

Nei giorni scorsi vi avevo illustrato brevemente dei cenni sul cuore e sulla cinematica cardiaca, introducendovi il concetto di movimento torsionale del muscolo cardiaco. Nei prossimi giorni dedicherò un articolo ad hoc su questo aspetto per poi eventualmente approfondire altri aspetti legati ai temi trattati sinora.

Di seguito alcune fonti:

 McDonald I.G., “ The shape and movements of the human left ventricle during systole. A study by cineangiography and by cineradiography of epicardial markers”, 1970

Bloechlinger S., Grander W., Bryner J.,Martin W. Dunser, “Left ventricular rotation: a neglected aspect of the cardiac cycle”, 2010.  

 Jae-Kwan Song,  “How Does the Left Ventricle Work? Ventricular Rotation as a New Index of Cardiac Performance”, 2009 

 Torrent-Guasp F., Ballester M., Buckberg G.D., et al. “Spatial orientation of the ventricular muscle band: physiologic contributionand surgical implications”, 2001. 

 Sengupta P.P., Tajik A.J., Chandrasekaran K., Khandheria B.K. “Twist mechanics of the left ventricle principles and application”, 2008.