Ciclo cardiaco

Il ciclo cardiaco è definito come il susseguirsi di due periodi, sistole e diastole, che a loro volta sono suddivisi in fasi, come è ben rappresentato nel diagramma di Wiggers. In genere si fa riferimento agli eventi della parte sinistra del cuore, anche se, eccetto qualche differenza, gli eventi si susseguono identici anche per la parte destra.

Storia

Il primo studioso che ha descritto in maniera completa il ciclo cardiaco è stato Lewis^[1]; già qualche anno prima, però, Wiggers aveva coniato il termine ancora oggi in uso. ^[2].

Numerosi studi successivi misero in evidenza la relazione fra l'attività elettrica del cuore e gli eventi meccanici^[3], fra i toni cardiaci e gli eventi del ciclo cardiaco^[4], ma solo negli anni '60 si iniziarono a identificare le differenze negli spessori e nello stress di parete del ventricolo sinistro durante le fasi del ciclo^[5]^[6].

Le fasi del ciclo cardiaco

La sistole e la diastole, vengono anche identificate con i termini di contrazione cardiaca e di rilasciamento cardiaco.

Contrazione isovolumetrica (o isometrica)
Eiezione ventricolare, suddivisa in rapida e lenta
Rilasciamento isovolumetrico (o isometrico)
Fase auxotonica:^[7]

Riempimento rapido
Riempimento lento o diastasi
Sistole atriale

Contrazione isovolumetrica

Si ha un aumento della pressione intraventricolare per contrazione dei fasci muscolari, senza accorciamento, ciò comporta la chiusura della valvola mitrale e si identifica con la parte iniziale del primo dei toni cardiaci. Vi è un aumento della pressione intra-ventricolare e in questo momento la camera ventricolare è chiusa, poiché sia la valvola mitrale che l'aortica sono chiuse. Al termine di questa fase si raggiungono, all'incirca, 80 mmHg di pressione. Questo valore (postcarico) è la pressione che il ventricolo, contraendosi, deve superare, al fine di aprire la valvola aortica ed eiettare il sangue nell'aorta: corrisponde infatti alla pressione nell’aorta in quell’istante.

Eiezione ventricolare

L'inizio della fase di eiezione rapida è individuabile attraverso l'apertura della valvola aortica, l'aumento di pressione in aorta e la diminuzione del volume ventricolare; il picco di pressione si aggira intorno ai 125-130 mmHg. Il successivo periodo di eiezione lenta, più difficile da individuare, inizia quando la curva del volume ventricolare mostra un rallentamento della velocità di efflusso e termina alla fine dell'eiezione, con una pressione di circa 100 mmHg. Durante tutta la fase di efflusso i fasci muscolari si accorciano.

La seconda fase (che coincide con la protodiastole) è determinata dalla riduzione del gradiente ventricolo-aorta con caduta della pressione intraventricolare e dalla graduale inattivazione dei fasci muscolari che si sono attivati per primi. La fine di questa fase coincide con il termine della sistole e con l'incisura aortica, cioè la chiusura della valvola aortica, che determina la prima parte del secondo dei toni cardiaci.

Rilasciamento isovolumetrico

Durante questo periodo le semilunari aortiche si chiudono, si può apprezzare il secondo tono cardiaco e la pressione ventricolare subisce un ulteriore calo, sino a scendere al di sotto della pressione dell'atrio e permettere che il sangue fluisca dall'atrio, camera mediamente a bassa pressione, al ventricolo, camera mediamente ad alta pressione. Il rilasciamento isovolumetrico e la successiva fase di rilassamento isotonico sono determinati dal ritorno elastico e dal rilasciamento attivo del miocardio.

Fase auxotonica

La fase di riempimento rapido ventricolare ha inizio con l'apertura della valvola mitrale e coincide con la risalita della curva di volume ventricolare. La successiva fase di riempimento lento o diastasi si identifica con una piccola variazione nella curva del volume ventricolare, che talora si associa a vibrazioni a bassa frequenza definite galoppo ventricolare o terzo tono. Le pressioni in atrio e in ventricolo aumentano lentamente così che il ventricolo si riempie passivamente sino a quando interviene la sistole atriale, individuabile nell'onda a del tracciato pressorio atriale e nel quarto tono cardiaco.

A questo punto siamo già nella fase presistolica, all'inizio di un nuovo ciclo cardiaco.

La differenza principale che si può sottolineare nel ciclo cardiaco del ventricolo destro, oltre alle basse pressioni, riguarda l'andamento della curva di eiezione, dove invece di osservare un picco sistolico, si ha un plateau. Questa differenza è da attribuirsi alle basse resistenze del circolo polmonare.

Note

^ Lewis T: The Mechanism and Graphic Registration of the Heart Beat. London 1920
^ Wiggers CJ: Modern Aspects of Circulation in Health and Disease. 1915
^ B. COBLENTZ, RM. HARVEY, The relationship between electrical and mechanical events in the cardiac cycle of man., in Br Heart J, vol. 11, n. 1, Jan 1949, pp. 1-22, PMID 18113466.
^ J. REINHOLD, U. RUDHE, Relation of the first and second heart sounds to events in the cardiac cycle., in Br Heart J, vol. 19, n. 4, Oct 1957, pp. 473-85, PMID 13471813.
^ EO. FEIGL, DL. FRY, MYOCARDIAL MURAL THICKNESS DURING THE CARDIAC CYCLE., in Circ Res, vol. 14, Jun 1964, pp. 541-5, PMID 14169973.
^ EO. FEIGL, DL. FRY, INTRAMURAL MYOCARDIAL SHEAR DURING THE CARDIAC CYCLE., in Circ Res, vol. 14, Jun 1964, pp. 536-40, PMID 14169972.
^ Ronald D. Miller, Funzione diastolica: fase auxotonica atriale, in Anestesia, "Vol. I", 6ª ed., Milano, Elsevier srl, 2006, "p. 728", ISBN 978-88-85675-88-9.

Bibliografia

Joseph C. Sengen, Concise Dictionary of Modern Medicine, New York, McGraw-Hill, ISBN 978-88-386-3917-3.
Harrison, Principi di Medicina Interna (il manuale - 16ª edizione), New York - Milano, McGraw-Hill, 2006, ISBN 88-386-2459-3.
Hurst, Il Cuore (il manuale - 11ª edizione), Milano, McGraw-Hill, 2006, ISBN 978-88-386-2388-2.
Eugene Braunwald, Malattie del cuore (7ª edizione), Milano, Elsevier Masson, 2007, ISBN 978-88-214-2987-3.

Altri progetti

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Collegamenti esterni

(EN) il ciclo cardiaco interattivo.
(EN) Ciclo cardiaco – sito universitario.
(EN) Suoni del cuore Archiviato il 6 giugno 2012 in Internet Archive..

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[1] Lewis T: The Mechanism and Graphic Registration of the Heart Beat. London 1920

[2] Wiggers CJ: Modern Aspects of Circulation in Health and Disease. 1915

[COBLENTZ-1949-3] B. COBLENTZ, RM. HARVEY, The relationship between electrical and mechanical events in the cardiac cycle of man., in Br Heart J, vol. 11, n. 1, Jan 1949, pp. 1-22, PMID 18113466.

[REINHOLD-1957-4] J. REINHOLD, U. RUDHE, Relation of the first and second heart sounds to events in the cardiac cycle., in Br Heart J, vol. 19, n. 4, Oct 1957, pp. 473-85, PMID 13471813.

[FEIGL-1964-5] EO. FEIGL, DL. FRY, MYOCARDIAL MURAL THICKNESS DURING THE CARDIAC CYCLE., in Circ Res, vol. 14, Jun 1964, pp. 541-5, PMID 14169973.

[6] EO. FEIGL, DL. FRY, INTRAMURAL MYOCARDIAL SHEAR DURING THE CARDIAC CYCLE., in Circ Res, vol. 14, Jun 1964, pp. 536-40, PMID 14169972.

[7] Ronald D. Miller, Funzione diastolica: fase auxotonica atriale, in Anestesia, "Vol. I", 6ª ed., Milano, Elsevier srl, 2006, "p. 728", ISBN 978-88-85675-88-9.

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