Ciclo cardiaco riassunto, completo e schematizzato con grafici

Il ciclo cardiaco riassunto in essenziale potrebbe essere descritto da una semplice prosecuzione di sistole e di 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.

Purtroppo (e per fortuna), la questione non è così semplice. Il ciclo cardiaco, che abbiamo sempre creduto svolgersi in due fasi, in una sistole e in una diastole, nella realtà dei fatti deve essere suddiviso in ben 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!

Intanto, hai già letto gli altri articoli sul cuore?

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Il ciclo cardiaco riassunto e completo

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. Quindi, dobbiamo solo decidere da dove partire e come si dice in questi casi: “chiudere il cerchio”. Abbiamo scelto la sistole atriale come punto iniziale del ciclo cardiaco, con un breve cenno dei fatti che succedono poco prima.

Pre-sistole atriale

Facciamo un breve accenno a cosa succede prima della sistole atriale, ovvero durante la pre-sistole atriale:

• L’atrio è in fase di riempimento di sangue attraverso i grandi vasi, le vene cave a destra e le vene polmonari a sinistra, ed è pronto per spingerlo nel ventricolo.
• La valvola atrioventricolare è aperta, il sangue defluisce lentamente dall’atrio in 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 (ne discuteremo più tardi).

Sistole atriale

Questa è la fase in cui l’atrio contraendosi, spinge il sangue completamente in 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 in ventricolo. Durante la contrazione atriale il flusso di sangue dai grandi vasi di ritorno vengono parzialmente chiusi 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 riempe 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.

Sistole ventricolare e concetti preliminari di isometria e isotonia

Prima di parlare della sistole ventricolare dobbiamo chiarire alcuni concetti fondamentali: definiamo la differenza tra una contrazione isovolumetrica e una isotonica.

Sistole isovolumetrica: V= P≠

La contrazione isovolumetrica è quella fase sistolica in cui nonostante i ventricoli si stiano contraendo, e quindi c’è una variazione della pressione, non c’è abbastanza pressione per spingere il sangue fuori dal ventricolo e quindi c’è lo stesso volume.

Per l’appunto, iso (uguale) – volumetria (misura di volume). Sistole isovolumetrica (V= P≠) vuol dire contrazione senza variazione di volume.

Sistole isotonica: V≠ P=

Mentre la contrazione isotonica (V≠ P=), invece, è quella parte di sistole in cui le pressioni sono talmente alte da riuscire a spingere il sangue fuori dal ventricolo e quindi ad avere una variazione di volume (in sistole in perdita, in diastole in guadagno) senza avere una variazione di pressione (non è possibile ne 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.

Il ventricolo si contrae, la pressione esercitata sul sangue che non è comprimibile, ne fa una sfera compatta. La pressione esercitata dal sangue sulle valvole all’interno del ventricolo e la contrazione ventricolare stessa (attraverso la contrazione dei muscoli papillari e delle corde tendinee) fanno chiudere la valvola atrioventricolare.

La pressione ventricolare è comunque minore rispetto a quella presente nel vaso aortico o polmonare e questo circoscrive il sangue nella camera del ventricolo.

Quando la pressione ventricolare aumenta, raggiunge e supera la pressione all’interno dell’aorta o dell’arteria polmonare, ecco che la valvola semilunare si apre e inizia la sistole isotonica.

Intanto nell’atrio inizia la diastole (e il suo riempimento) nonostante l’innalzamento del piano valvolare che ne aumenta la pressione al suo interno.

Sistole ventricolare isotonica o fase di eiezione

La sistole ventricolare isotonica inizia quando la pressione ventricolare supera la pressione in aorta o nell’arteria polmonare. L’aorta si apre superati gli 80 mmHg: vedi il diagramma di Wiggers alla fine dell’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 capire quanto sangue viene espulso ad ogni sistole (frazione di eiezione).
• La valvola semilunare è aperta e il sangue è libero di uscire.

Sistole isotonica rapida o fase di eiezione rapida

Il sangue fuoriesce rapidamente grazie alla forze propulsive generate in fase di sistole isometrica, si creano così pressioni elevate fino a 120 mmHg a sinistra e 25 mmHg circa a destra. Questa fase è responsabile di circa il 30% di emissione rapida di sangue in fase sistolica. Terminata questa fase, inizia una fase più lenta di eiezione.

Sistole isotonica lenta

Questa è la fase che precede la diastole. La forza di spinta del sangue decresce, emettendo tutto il sangue che deve essere spinto in arteria. 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 in diminuzione raggiungono, i 100 mmHg, ecco che il sangue tenta di ritornare indietro.

Le valvole semilunari, accogliendo con le sue cuspidi a forma di nido di rondine il sangue che ritorna, si chiudono e questo fa terminare la fase di eiezione.

 

Diastole ventricolare isovolumetrica

I concetti di isometria e isotonia si applicano anche per la diastole.

A 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. In questo momento tutte le valvole sono chiuse e quindi non c’è alcuna variazione di volume in ventricolo.

Ma mentre i volumi rimangono costanti grazie al fatto che tutte le valvole sono chiuse, il ventricolo inizia a rilassarsi dopo la contrazione sistolica. Questo rilassamento della parete ventricolare comporta allora 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.
• 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 in ventricolo.

Quindi la diastole isovolumetrica è quella fase in cui: V= P≠.

Diastole ventricolare isotonica

Protodiastole o diastole isotonica rapida

È la fase in cui le pressioni atriali superano le pressioni ventricolari grazie al loro totale rilassamento e il sangue in atrio è libero di riversarsi nei ventricoli. 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 elencato? Bene, la pre-sistole atriale non è nient’altro che la diastole isotonica lenta o diastasi vista da un punto di vista diverso. Sono lo stesso evento.

Solo per comodità ricopieremo cosa succede in questa fase ed avremo completato il ciclo cardiaco, riassunto e schematizzato.

• L’atrio continua a riempirsi di sangue attraverso vene cave a destra e vene 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 quindi è in attesa della propria sistole atriale per svuotarsi completamente in ventricolo e il ciclo ricomincia.

Diagramma di Wiggers

Per i più temerari alleghiamo il diagramma di Wiggers che elenca tutte le variazioni di volume e pressione e correla il ciclo cardiaco all’elettrocardiogramma.

Non è stato difficile!

Autore: Dario Tobruk (Facebook, Twitter)

Disclaimer: 

Lo scopo dell’articolo sopra è quello di riassumere nozioni e informazioni complesse in pochi schemi semplificati, quindi non sussiste alcuna garanzia che le informazioni riportate siano accurate, corrette o aggiornate ai fini medici e vanno impiegate al solo scopo di farsi un’idea generale dell’argomento per poter in seguito approfondire l’argomento presso volumi ufficiali e consigliati dalle sedi formative ed universitarie competenti.

Immagini:

Le immagini, tranne quelle sul diagramma di Wiggers, sono tutte originali e appartenenti all’autore dell’articolo. Siete libere di usarle se vi piacciono, vi chiedo solo di citare il sito o l’autore. Grazie!

Fonti:

• Anatomia umana di Frederic H. Martini, Michael J. Timmons, Michael P. McKinley e Robert B. Tallitsch, Editore: Edises, Codice EAN: 9788879597302, Dati: 2012, 5 ed.
• Fisiologia dell’uomo di Giuseppe Alloatti, Guglielmo Antonutto, Roberto Bottinelli ed autori vari. Ed. Edi. Ermes, 2002. ISBN:8870512517
• https://it.wikipedia.org/wiki/Volume_telediastolico
• https://it.wikipedia.org/wiki/Legge_di_Frank-Starling