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Biologia del cuore

Di

Jessica I. Gupta

, MD, Michigan Medicine at the University of Michigan;


Michael J. Shea

, MD, Michigan Medicine at the University of Michigan

Ultima revisione/verifica completa apr 2019| Ultima modifica dei contenuti apr 2019
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I fatti in Breve
Risorse sull’argomento

Il cuore e i vasi sanguigni costituiscono l’apparato cardiovascolare (circolatorio). Il cuore pompa il sangue ai polmoni dove raccoglie ossigeno, quindi pompa il sangue ricco di ossigeno all’organismo. Il sangue che circola in questo apparato porta ossigeno e sostanze nutrienti ai tessuti dell’organismo e rimuove da essi i prodotti di scarto (come l’anidride carbonica).

Il cuore, organo muscolare cavo, è situato al centro del torace. Il cuore possiede due lati, destro e sinistro. Ciascuno dei due lati possiede:

  • Atrio: la camera superiore che raccoglie il sangue e lo pompa alla camera inferiore

  • Ventricolo: la camera inferiore, che pompa il sangue fuori dal cuore

Per garantire che il sangue scorra in una sola direzione, ciascun ventricolo possiede una valvola di "entrata" (afflusso) e una valvola di "uscita" (efflusso).

Nel ventricolo sinistro, la valvola di afflusso è la valvola mitrale e la valvola di efflusso è la valvola aortica. Nel ventricolo destro, la valvola di afflusso è la valvola tricuspide e quella di efflusso è la valvola polmonare.

Ogni valvola è costituita da lembi (cuspidi o fogli), che si aprono e si chiudono come una porta a senso unico. La valvola mitrale ha due cuspidi. Le altre valvole (tricuspide, aortica e polmonare) ne possiedono tre. Le grandi valvole di afflusso (mitrale e tricuspide) hanno un apparato di supporto, costituito dai muscoli papillari e dalle corde tendinee, che evita che le valvole invadano gli atri. Se un muscolo papillare è danneggiato (per esempio, in seguito a un attacco cardiaco), la valvola rischia di sviluppare ritorno e perdere (il cosiddetto rigurgito). Se l’apertura di una valvola è ristretta (la cosiddetta stenosi) il flusso ematico che attraversa la valvola è ridotto. Perdite e restringimento possono verificarsi entrambi nella stessa valvola.

I battiti cardiaci sono la prova che il cuore sta pompando. I medici spesso descrivono il suono del battito cardiaco come doppio. Auscultando il cuore con uno stetoscopio, il primo suono è il suono delle valvole mitralica e tricuspide che si chiudono. Il secondo suono corrisponde alla chiusura delle valvole aortica e polmonare. Ogni battito cardiaco presenta due parti:

  • Sistole: durante la sistole, i ventricoli si contraggono e pompano sangue fuori dal cuore, gli atri si rilassano e iniziano nuovamente a riempirsi di sangue.

  • Diastole: durante la diastole, i ventricoli si rilassano e si riempiono di sangue. Quindi gli atri si contraggono, forzando l’ingresso di un ulteriore flusso sanguigno nei ventricoli.

Funzione cardiaca

Il cuore ha unicamente la funzione di pompare il sangue.

  • Il lato destro del cuore: pompa il sangue nei polmoni, dove viene aggiunto ossigeno al sangue e rimossa l’anidride carbonica

  • Il lato sinistro del cuore: pompa il sangue nel resto dell’organismo, dove ossigeno e sostanze nutritive vengono portati ai tessuti e i prodotti di scarto (come l’anidride carbonica) vengono trasferiti nel sangue per essere eliminati da altri organi (come polmoni e reni)

A Look Into the Heart

Questa sezione trasversale del cuore mostra la direzione del normale flusso ematico.

A Look Into the Heart

Il sangue scorre nel seguente circuito: il sangue in circolo nell’organismo, che viene privato di ossigeno e caricato di anidride carbonica, scorre nelle due vene maggiori, la vena cava superiore e la vena cava inferiore, note collettivamente come vene cave, e giunge nell’atrio destro. Quando il ventricolo destro si rilassa, il sangue nell’atrio destro si riversa attraverso la valvola tricuspide nel ventricolo destro. Quando il ventricolo destro è quasi pieno, l’atrio corrispondente si contrae, spingendo un’ulteriore quota di sangue nel ventricolo destro che, a sua volta, si contrae. Questa contrazione chiude la valvola tricuspide e pompa il sangue attraverso la valvola polmonare, spingendolo all’interno delle arterie polmonari che irrorano i polmoni. Una volta giunto nei polmoni, il sangue scorre attraverso i piccoli capillari che circondano gli alveoli polmonari. Qui il sangue assorbe ossigeno e rilascia anidride carbonica, che viene in seguito espirata.

Il sangue proveniente dai polmoni, ora ricco di ossigeno, scorre nell’atrio sinistro passando per le vene polmonari. Quando il ventricolo sinistro si rilassa, il sangue nell’atrio sinistro si riversa in esso passando per la valvola mitrale nel ventricolo sinistro. Quando il ventricolo sinistro si è quasi riempito, l’atrio corrispondente si contrae, spingendo un’ulteriore quota di sangue nel ventricolo, che a sua volta si contrae. (Nei soggetti anziani, il ventricolo sinistro non si riempie altrettanto bene prima che l’atrio sinistro si contragga, per cui la contrazione dell’atrio sinistro è particolarmente importante). La contrazione del ventricolo sinistro chiude la valvola mitralica e spinge il sangue nell’aorta, la più grande arteria dell’organismo, attraverso la valvola aortica. A questo punto il sangue porta ossigeno a tutto l’organismo, tranne che ai polmoni.

Il circuito composto dal lato destro del cuore, dai polmoni e dall’atrio sinistro è denominato circolazione polmonare.

Il circuito composto dal lato sinistro del cuore, dalla maggior parte dell’organismo e dall’atrio destro è definito circolazione sistemica.

Apporto di sangue al cuore

Come tutti gli organi, il cuore necessita di un costante apporto di sangue ricco di ossigeno.

Un sistema di arterie e vene, definito circolo coronarico, fornisce sangue ricco di ossigeno al muscolo cardiaco (miocardio) e riporta nell’atrio destro il sangue deossigenato.

Le arterie coronarie destra e sinistra si diramano dall’aorta, (subito dopo che questa lascia il cuore), per rifornire il muscolo cardiaco di sangue ossigenato. Queste due arterie si suddividono ulteriormente, dando origine a diversi rami, anch’essi fonte di apporto di sangue al cuore. Le vene cardiache drenano il sangue proveniente dal muscolo cardiaco e lo riversano in una grande vena situata sulla superficie posteriore del cuore, il seno coronarico, che riporta il sangue all’atrio destro. Data l’elevata pressione esercitata nel cuore dalla contrazione, la maggior parte del sangue scorre attraverso il circolo coronarico solo quando i ventricoli si rilassano tra un battito e l’altro (durante la diastole).

Supplying the Heart With Blood

Come qualunque altro tessuto dell’organismo, il muscolo cardiaco deve ricevere sangue ricco di ossigeno ed eliminare i prodotti di scarto nel sangue. L’arteria coronaria destra e l’arteria coronaria sinistra, che originano dall’aorta subito dopo che questa lascia il cuore, forniscono sangue ricco di ossigeno al muscolo cardiaco. L’arteria coronaria destra si divide nell’arteria marginale e nell’arteria interventricolare posteriore, localizzata sulla superficie posteriore del cuore. L’arteria coronaria sinistra (comunemente nota come arteria coronaria principale sinistra) si divide nell’arteria circonflessa e nell’arteria discendente anteriore. Le vene cardiache raccolgono il sangue contenente i prodotti di scarto dal muscolo cardiaco e lo svuotano in una grande vena sulla superficie posteriore del cuore chiamata seno coronarico, che riporta il sangue all’atrio destro.

Supplying the Heart With Blood

Regolazione del cuore

La contrazione delle fibre muscolari del cuore è ben organizzata e altamente controllata. Gli impulsi elettrici (scariche) ritmici viaggiano attraverso il cuore in maniera ben precisa, percorrendo vie distinte a una velocità controllata. Gli impulsi partono dal pacemaker naturale del cuore (il seno o nodo senoatriale, una piccola massa di tessuto nella parete dell’atrio destro), che genera una minuscola corrente elettrica.

Tracing the Heart's Electrical Pathway

Il nodo senoatriale (1) dà origine a un impulso elettrico che corre attraverso gli atri destro e sinistro (2) facendoli contrarre. Raggiunto il nodo atrioventricolare (3), l’impulso subisce un lieve rallentamento e corre quindi lungo il fascio di His (4), che si divide nella branca destra (5) per il ventricolo destro e in quella sinistra (5) per il ventricolo sinistro. L’impulso, poi, si diffonde attraverso i ventricoli facendoli contrarre.

Tracing the Heart's Electrical Pathway

La frequenza cardiaca, o polso, è il numero di battiti al minuto del cuore. La frequenza cardiaca aumenta quando l’organismo necessita di una quantità maggiore di ossigeno (per esempio durante l’attività fisica). La frequenza cardiaca diminuisce quando l’organismo necessita di meno ossigeno (come a riposo).

La frequenza con la quale il nodo sinusale invia all’esterno i suoi impulsi (e gestisce, di conseguenza, la frequenza cardiaca) è determinata da due parti opposte del sistema nervoso autonomo, uno atto ad accelerare la frequenza cardiaca (sistema nervoso simpatico), l’altro a rallentarla (sistema nervoso parasimpatico).

  • Il sistema simpatico funziona attraverso una rete di nervi chiamati plesso simpatico e grazie agli ormoni epinefrina (adrenalina) e norepinefrina (noradrenalina), rilasciati dalle ghiandole surrenali e dalle terminazioni nervose.

  • Il sistema parasimpatico funziona per mezzo di un singolo nervo, il nervo vago, che rilascia il neurotrasmettitore acetilcolina.

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