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Scienza & Salute

IL CUORE - Fisiologia

 

Il cuore funziona come una pompa, permettendo la circolazione del sangue, e questo avviene grazie al fatto che si contrae spontaneamente e ritmicamente. Questo movimento continuo è generato da stimoli elettrici che nascono proprio all'interno del cuore, nel tessuto o sistema di conduzione. Questa parte del cuore è formata da fibre muscolari il cui compito non è quello di contrarsi: trasmettono gli stimoli elettrici che fanno sì che si contragga il cuore.

Lo stimolo elettrico vero e proprio nasce in una parte del cuore, nell'atrio destro in corrispondenza della vena cava superiore, chiamato nodo del seno. Ha questo nome poiché è composto da un insieme di elementi muscolari disposti a nodo, o a gomitolo. Lo stimolo elettrico qui prodotto si trasmette al tessuto muscolare dell'atrio, che si attiva e si contrae; quindi interessa il nodo atrio-ventricolare, nel setto interatriale, dove parte un nuovo impulso elettrico. Questo viaggia attraverso fibre specifiche, nel setto interventricolare, che fanno parte del cosiddetto fascio di His, il quale si divide in due branche, a destra e a sinistra, che formano la rete di Purkinje sotto l'endocardio ventricolare. Il ritmo che il nodo del seno dà al cuore è detto sinusale; il ritmo sinusale è pari a una frequenza cardiaca, in condizioni normali, tra circa 70 e 75 battiti al minuto. Gli altri centri esistenti in grado di far contrarre il cuore seguendo una specifica frequenza, quindi capaci di automatismo, determinano una frequenza minore. 

La variazione della frequenza cardiaca può essere causata da vari fattori che influenzano l'attività del nodo del seno; così come il sistema nervoso simpatico la accelera, il sistema nervoso parasimpatico la rallenta. Le correnti prodotte dalla propagazione degli stimoli elettrici possono essere registrate con un elettrocardiogramma.

Tutta questa attività di trasmissione degli stimoli elettrici e contrazione serve a far sì che il cuore mantenga la sua funzione di pompa aspirante e premente, la cui energia è fornita dalla sua stessa contrazione. Questo lavoro serve a far funzionare la circolazione sanguigna all'interno di vene, arterie e capillari, e si parla di un volume di traffico di circa cinque litri di sangue al minuto, in condizioni normali. Se ci si sottopone a uno sforzo fisico particolarmente intenso, il cuore può arrivare a pompare fino a venti litri di sangue al minuto.

Tutto il lavoro che il cuore compie contraendosi e rilasciandosi è un ciclo che si chiamarivoluzione cardiaca; le due fasi che si susseguono senza sosta sono dette rispettivamente sistole, cioè la fase di contrazione, e diastole, la fase di rilasciamento. La capacità di pompare è dovuta alla parete muscolare e al sistema vascolare: il cuore contraendosi crea pressione sul sangue che si trova nelle cavità cardiache, che tramite le valvole viene spinto nell'aorta e nel tronco polmonare, i due grandi tronchi che si originano dal miocardio. Le valvole assicurano che il sangue possa procedere solo in una direzione. Il sangue che proviene dalla periferia del corpo si raccoglie nell'atrio destro, quello che arriva dai polmoni nell'atrio sinistro. Dagli atri il sangue passa ai ventricoli, che svolgono la vera funzione di pompa, poiché si contraggono creando una pressione più alta e spingendo così il sangue nell'aorta o nel tronco polmonare. I ventricoli sono più sviluppati degli atri, e hanno uno spessore molto maggiore; mentre gli atri lavorano a pressioni molto basse, i ventricoli sviluppano pressioni molto più alte.

Come visto, alla base della circolazione c'è il concetto dipressione: se nelle arterie il sangue procede grazie direttamente alla spinta cardiaca, in vene e capillari il sangue scorre grazie alla differenza di pressione tra questi vasi e gli atri che hanno una pressione bassissima, quasi nulla. La pressione dipende anche dalle pareti dei vasi che si contraggono, dalla quantità di sangue in circolo, e anche dalla contrazione dei muscoli scheletrici, che aiuta il ritorno venoso. 
Quando si parla di misurare la pressione arteriosa, si intende lamisura della pressione che c'è nel sistema circolatorio. Si parla di massima eminima perché la massima corrisponde alla fase sistolica e la minima a quella diastolica. Da qui si può capire l'importanza della pressione e la sua misurazione. Un calo di pressione può portare anche alla perdita di conoscenza perché se dalla pressione dipende la circolazione del sangue, una riduzione notevole comporterà un impedimento della corretta circolazione fino al cervello: questo determina la perdita di coscienza, e in casi estremi si può arrivare al collasso cardiocircolatorio e alla morte.

Arterie e vene

Le arterie sono i vasi sanguigni che si diramano dal cuore fino alla periferia dell'organismo. Se in partenza hanno un diametro che può arrivare fino a 25-30 millimetri, più si allontanano dal cuore più si ramificano, diminuiscono di grandezza e diventano le cosiddette arteriole, con un diametro medio di 0,2 millimetri. Le arteriole a loro volta si ramificano in vasi ancora più piccoli, i capillari arteriosi, che hanno un diametro tra 7 e 30 micron (1 micron equivale a un millesimo di millimetro). I capillari arteriosi sboccano nei capillari venosi e nelle vene. Le vene compiono il percorso inverso delle arterie: vanno dalla periferia al cuore. Se le arterie infatti portano alle cellule sangue ossigenato, il compito delle vene è quello di riportare indietro, verso il cuore, il sangue che ha ceduto l'ossigeno e le sostanze nutritive, e si è caricato in cambio dei rifiuti, tra sostanze e gas come anidride carbonica. 

Come abbiamo visto, il cuore può idealmente essere suddiviso in cuore destro esinistro: è il cuore destro che raccoglie il sangue venoso dal corpo e lo pompa nei polmoni. 
Il percorso è il seguente: il sangue "sporco", che viene dalla periferia del corpo, arriva a confluire nelle vene cave superiore ed inferiore, da qui entra nell'atrio destro, viene spinto nel ventricolo destro, immesso nell'arteria polmonare, che lo porta ai polmoni per ossigenarsi. Il cuore destro quindi raccoglie e spinge solo sangue venoso, che contiene anidride carbonica. Questo processo si chiama piccola circolazione, cioè la circolazione che riguarda il sangue venoso raccolto nel cuore destro che arriva ai polmoni, viene ossigenato negli alveoli polmonari e viene riportato al cuore, stavolta alla parte sinistra. Della piccola circolazione fanno parte il tronco polmonare che parte dal ventricolo destro, e si divide in arteria polmonare destra e sinistra (ognuna raggiunge il polmone corrispondente); e le vene polmonari, che portano il sangue purificato nei polmoni nell'atrio sinistro. Da qui il sangue passa al ventricolo sinistro e viene pompato verso il corpo tramite l'arteria chiamata aorta. Il cuore sinistro quindi contiene solo sangue ossigenato, destinato ad arrivare a tutte le cellule del corpo: il viaggio del sangue verso il corpo è la cosiddetta grande circolazione

L'aorta, il tronco da cui poi si diramano tutte le arterie della grande circolazione, parte dal ventricolo sinistro, scende lungo la colonna vertebrale, percorre cavità toracica e addominale, al livello della quarta vertebra lombare termina, diramandosi nelle arterie iliache. L'aorta viene suddivisa in tre porzioni: aorta ascendente, tra cuore e metà sterno, da cui partono le coronarie; arco dell'aorta e infine aorta discendente, che comprende aorta toracica e aorta addominale. 

Naturalmente il cuore oltre a pompare il sangue ne è a sua volta irrorato, e ha anzi delle pareti muscolari altamente vascolarizzate, nel caso debba far fronte ad un aumentato fabbisogno energetico, ad esempio per uno sforzo intenso. Le arterie che irrorano il cuore sono dette coronarie e si formano all'origine dell'aorta ascendente, nei seni aortici di Valsalva. Le due coronarie originarie, la destra e la sinistra, si ramificano in vasi che diventano sempre più piccoli e raggiungono tutte le parti del cuore. La coronaria sinistra inizia con un tratto che è detto tronco comune, e poi si dirama in ramo interventricolare anteriore e ramo circonflesso. Orientativamente si può dire che questi rami portano sangue alla parte sinistra del cuore, mentre la destra è irrorata dalla coronaria destra.