Ciclo cardiaco riassunto, completo e schematizzato con grafici

Dario Tobruk 08/04/19
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Il ciclo cardiaco riassunto in essenziale potrebbe essere descritto da una semplice successione di sistole e diastole: il cuore batte nel cuore e grazie a questo, il sangue circola. Il ventricolo si contrae e spinge il sangue nel corpo, poi si rilassa per accoglierlo nuovamente e il tutto si ripete vita natural durante. Tuttavia, la questione non è così semplice. Il ciclo cardiaco non si svolge solo in due fasi, sistole e diastole, ma deve essere suddiviso in sette fasi.

Nonostante tutto, cercheremo di rendere le cose semplici, e nel riassumere il ciclo cardiaco completo, vogliamo schematizzare per bene e far comprendere al meglio questo meraviglioso argomento. Il cuore così non avrà più nessun segreto per noi!
Indice
Il ciclo cardiaco, in quanto tale, è un susseguirsi e ripetersi di eventi. Qualunque sia il punto da cui partiamo per descrivere il funzionamento del cuore, lo ritroveremo. Dobbiamo solo decidere da dove partire e come si dice in questi casi: “chiudere il cerchio”. Nel nostro caso abbiamo scelto di iniziare dalla sistole atriale con un breve accenno agli eventi che precedono.

Prima di continuare e per comprendere appieno il funzionamento delle fasi del ciclo cardiaco, è importante avere una buona conoscenza dell’anatomia del cuore e dei suoi componenti. Ti consigliamo di leggere altri articoli sull’argomento (qui nella box) per avere una comprensione completa del cuore e del suo funzionamento.
Per ulteriori informazioni sull’argomento, ti consigliamo inoltre un manuale che ti insegni a interpretare l’elettrocardiogramma in modo semplice ed essenziale. Questo ti aiuterà a comprendere meglio i meccanismi del cuore e le sue funzioni. In generale, se sei interessato alla medicina e alla cardiologia, questo manuale sarà un’ottima fonte di conoscenza per te.
ECG facile: dalle basi all’essenziale
FORMATO CARTACEO
ECG facile Quando un infermiere entra in un nuovo contesto lavorativo, viene investito da un’onda di gigantesche proporzioni di protocolli, nozioni, dinamiche, relazioni e migliaia di cose da sapere. Fortunatamente, però, la saggezza professionale insegna che le cose hanno, alla fine, sempre la stessa dinamica: prima è tutto difficile, poi diventa normale, e prima o poi le cose si faranno semplici. È un ciclo che si ripete. Quale che sia il reparto o il servizio, prima si affronterà la montagna e prima si potrà godere della vista incantevole dei picchi a fianco delle nuvole, e scendere a valle soddisfatti del cammino, pronti per la prossima sfida. L’interpretazione dell’elettrocardiogramma è una di queste sfide. Lo scopo di questo breve manuale è guidare il sanitario, per quanto sia possibile, verso il pendio più semplice da scalare, aiutandolo passo dopo passo ad acquisire gli strumenti per non cedere mai di fronte alle avversità. A differenza dei numerosi manuali di autoapprendimento all’interpretazione dell’ECG disponibili nelle librerie e sul mercato, questo testo non è stato pensato per medici, ma è scritto e pensato per il personale sanitario come l’infermiere o, se volete, il tecnico sanitario perfusionista o di radiologia, che ogni giorno si confrontano con questo meraviglioso strumento di indagine. Il manuale tra le vostre mani ha il solo scopo di farvi sviluppare un unico superpotere: saper discriminare un tracciato normale da uno patologico, sapere quando dovrete segnalarlo al medico, e possibilmente salvare la vita del paziente. Scusate se è poco! Dario Tobruk Infermiere di area critica, ha lavorato in Cardiologia e UTIC e si è specializzato in ambito cardiologico. Da sempre persegue l’obiettivo di occuparsi di informazione, divulgazione e comunicazione medico-scientifica. In collaborazione con la casa editrice Maggioli, ha fondato dimensioneinfermiere. it, che tuttora dirige. Dario Tobruk | Maggioli Editore 2021
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Pre-sistole atriale Facciamo un breve cenno a cosa succede prima della sistole atriale, ovvero durante la pre-sistole atriale:
  • L’atrio è in fase di riempimento attraverso i grandi vasi, le vene cave a destra e le vene polmonari a sinistra, ed è pronto per riversarlo nel ventricolo.
  • La valvola atrioventricolare è aperta, il sangue defluisce lentamente dall’atrio al ventricolo.
  • Il ventricolo è rilassato, non contratto, ed è parzialmente riempito di sangue.
  • La valvola semilunare (aortica a sx, polmonare a dx) è chiusa.
  • Questa fase è chiamata pre-sistole atriale perché riguarda l’atrio, ma dal punto di vista del ventricolo parliamo di diastasi (descritto più avanti).
    Figura 18 Presistole atriale e sistole atriale. Dario Tobruk ©

    Dalla pre-sistole alla sistole atriale. Dario Tobruk ©

    Sistole atriale Questa è la fase in cui l’atrio contraendosi (kick atriale), spinge il sangue attivamente nel ventricolo, completando il riempimento ventricolare. Il volume di sangue presente nel ventricolo alla fine della diastole è chiamato volume telediastolico (lontano dalla diastole). In questa fase le pressioni atriali e ventricolari non sono particolarmente alte.

    L’atrio si contrae e spinge tutto il sangue nel ventricolo. Durante la contrazione atriale il reflusso di sangue dai grandi vasi è parzialmente ostacolato dalla muscolatura della parete atriale. La pressione atriale supera quella ventricolare:
  • La valvola atrioventricolare si apre completamente al flusso di sangue.
  • Il ventricolo è rilassato, si riempie completamente e il volume telediastolico, gravando sulla parete ventricolare provoca delle forze tensive passive che in sistole venticolare, grazie alla Legge di Frank-Starling, verranno ampiamente sfruttate per aiutare l’eiezione di sangue.
  • La valvola semilunare è chiusa.
  • La fase della sistole atriale. Dario Tobruk ©
    La fase della sistole atriale. Dario Tobruk ©
    Sistole ventricolare e concetti preliminari di isometria e isotonia Prima di parlare della sistole e diastole ventricolare dobbiamo chiarire alcuni concetti fondamentali, approfondendo la differenza tra isovolumetria e isotonia.

    Sistole isovolumetrica: V= P≠ / uguale volume, diversa pressione.

    La contrazione isovolumetrica è la fase sistolica in cui i ventricoli si contraggono, causando un aumento della pressione, ma non c’è abbastanza pressione per spingere il sangue fuori dal ventricolo, quindi il volume rimane invariato. Di conseguenza, la valvola non si apre finché la pressione ventricolare non supera quella presente al di là della valvola, ovvero il post-carico. Pertanto, “isovolumetrica” ( iso “uguale” – volumetria “misura di volume”) significa che non c’è variazione del volume durante la contrazione ventricolare (Volume uguale ma pressione diversa V= P≠).

    Sistole isotonica: V≠ P= / diverso volume, uguale pressione.

    La contrazione isotonica, al contrario, è la fase sistolica in cui la pressione è sufficientemente alta per spingere il sangue fuori dal ventricolo, causando una variazione del volume (in sistole in perdita, in diastole in guadagno), ma senza variazione di pressione (non è possibile o previsto un aumento della tensione muscolare dopo aver già spinto il sangue fuori dal ventricolo).
    Sistole ventricolare isovolumetrica Sistole senza variazione di volume e differenza di pressione.

    Durante la contrazione ventricolare, il ventricolo si contrae e la pressione esercitata sul sangue lo comprime, formando una sfera compatta. La pressione del sangue sulle valvole all’interno del ventricolo e la contrazione stessa del ventricolo fanno chiudere la valvola atrioventricolare.

    Tuttavia, la pressione ventricolare è ancora inferiore rispetto a quella presente nell’aorta o nell’arteria polmonare, circoscrive il sangue nella camera del ventricolo. Quando la pressione ventricolare aumenta e supera quella presente nell’aorta o nell’arteria polmonare, la valvola semilunare si apre, iniziando la sistole isotonica. Intanto nell’atrio inizia la diastole (e il suo riempimento).
    Sistole isovolumetrica. Dario Tobruk ©
    Sistole isovolumetrica. Dario Tobruk ©
    Sistole ventricolare isotonica o fase di eiezione La sistole ventricolare isotonica inizia quando la pressione ventricolare sinistra supera la pressione in aorta, generalmente 80 mmHg, o nell’arteria polmonare a destra (vedi il diagramma di Wiggers in fondo all’articolo):
  • L’atrio è in diastole e intanto si riempie.
  • La valvola atrioventricolare rimane chiusa dalle pressioni esercitate su di essa dal sangue.
  • Il ventricolo è in contrazione e sta spingendo il sangue fuori dall’arteria per un totale di circa il 60% del volume telediastolico. Al termine di tutta la sistole il volume residuo e sopravvissuto all’eiezione verrà chiamato volume telesistolico ed è importante per calcolare la frazione di eiezione e capire quanto sangue viene espulso ad ogni sistole.
  • La valvola semilunare è aperta e il sangue è libero di uscire.
  • Sistole isotonica rapida o fase di eiezione rapida

    Il sangue fuoriesce rapidamente a causa delle forze propulsive generate durante la sistole isovolumetrica; questo crea pressioni elevate fino a 120 mmHg a sinistra e 25 mmHg circa a destra. Questa fase è responsabile del 30% circa dell’emissione rapida di sangue durante la sistole. Una volta terminata questa fase, inizia una fase di eiezione più lenta.

    Sistole isotonica lenta

    Questa è la fase che precede la diastole. La forza di spinta del sangue decresce, proiettando tutto il sangue che deve essere spinto in arteria. In seguito, la pressione si riduce fino a che il flusso di sangue non si inverte per effetto della gravità. Quindi, come già detto, quando le pressioni raggiungono i 100 mmHg, ecco che il sangue tenta di ritornare indietro. Le valvole semilunari, accogliendo con le loro cuspidi a forma di nido di rondine il sangue che ritorna, si chiudono e questo fa terminare la fase di eiezione.
    Sistole isotonica rapida Dario Tobruk ©
    Sistole isotonica rapida Dario Tobruk ©
    I concetti di isometria e isotonia si applicano anche per la diastole. Al termine della sistole isotonica lenta, il flusso di sangue si inverte insieme alle pressioni nelle camere. Il gravare del sangue in aorta fa chiudere le cuspidi delle valvole semilunari aortiche e polmonari.
    Inizio diastole. Dario Tobruk ©
    Inizio diastole. Dario Tobruk ©
    Diastole ventricolare isovolumetrica In questo momento tutte le valvole sono chiuse e quindi non c’è variazione di volume nei ventricoli. Tuttavia, mentre i volumi rimangono costanti grazie alla chiusura delle valvole, il ventricolo inizia a rilassarsi dopo la contrazione sistolica. Il rilassamento della parete ventricolare comporta una variazione di pressione:
  • Il ventricolo si rilassa, il sangue sopravvissuto in fase di eiezione (volume telesistolico) subisce sempre meno pressione dalla parete in fase di rilasciamento e quindi la pressione all’interno della camera decresce.
  • La valvola semilunare rimane chiusa grazie alle pressioni vasali che gravano sulle semilunari.
  • La valvola atrioventricolare è ancora chiusa, almeno fino a quando le pressioni non decresceranno abbastanza da superarle.
  • L’atrio è parzialmente riempito ed attende solo che la pressione in atrio sia abbastanza elevata da superare quella ventricolare che si sta rilassando, dopodiché riverserà il suo contenuto all’interno del ventricolo.
  • Quindi la diastole isovolumetrica è quella fase in cui: V= P≠.
    Diastole Isovolumetrica. Dario Tobruk ©
    Diastole Isovolumetrica. Dario Tobruk ©
    Diastole ventricolare isotonica Protodiastole o diastole isotonica rapida

    È la fase in cui le pressioni atriali superano le pressioni ventricolari grazie al totale rilassamento delle pareti di queste camere e il sangue in atrio è libero di riversarsi nei ventricoli. Diastole isotonica, V≠ P=, ovvero variazione di volume (volume che aumenta) con pressioni costanti (il ventricolo è rilassato):
  • Il ventricolo si è rilassato completamente e si può notare il volume telesistolico residuo.
  • La valvola atrioventricolare senza più resistenze si apre liberamente e riversa il sangue nel ventricolo.
  • L’atrio si svuota velocemente.
  • La valvola semilunare rimane chiusa.
  • Diastasi o sistole isotonica lenta

    E quindi siamo arrivati alla fine: ricordate la prima fase che abbiamo descritto? Bene, la pre-sistole atriale non è altro che la diastole isotonica lenta o diastasi vista da un’altra prospettiva. Per comodità, riepiloghiamo cosa accade in questa fase e avremo completato il ciclo cardiaco:
  • L’atrio continua a riempirsi di sangue attraverso le vene cave a destra e quelle polmonari a sinistra, il sangue si riversa liberamente in ventricolo.
  • La valvola atrioventricolare è aperta, il sangue defluisce lentamente.
  • Il ventricolo rilassato è parzialmente riempito di sangue.
  • La valvola semilunare è chiusa.
  • L’atrio è quindi in attesa della sistole atriale per svuotarsi completamente nel ventricolo ed ecco che il ciclo cardiaco ricomincia.
    Protodiastole e diastasi. Dario Tobruk ©
    Protodiastole e diastasi. Dario Tobruk ©
    Per i più temerari alleghiamo il diagramma di Wiggers che elenca tutte le variazioni di volume e pressione e le correla alla fase del ciclo cardiaco corrispondente
    Diagramma di Wiggers
    Wiggers_Diagram.svg: DanielChangMD revised original work of DestinyQx; Redrawn as SVG by xavax derivative work: AdertCC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons
    Autore: Dario Tobruk  (seguimi anche su Linkedin – Facebook Instagram) Fonti dell’articolo:
  • Martini, F. H., Timmons, M. J., McKinley M.P. & Tallitsch, R. B. (2012). Anatomia umana . Napoli: Edises.
  • Alloatti, G.,  Antonutto, G.,  Bottinelli, R.,& autori vari. (2010). Fisiologia dell’uomo. Milano: Ermes.
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