Gittata Cardiaca: Regolazione e Importanza Fisiologica (Fisiologia 105)

La gittata cardiaca: regolazione e importanza fisiologica

• La gittata cardiaca è il volume di sangue pompato dal cuore in un minuto, un parametro fondamentale per la circolazione.
• La coordinazione tra i due ventricoli è essenziale per la circolazione doppia e completa del sistema circolatorio.
• La gittata cardiaca deve essere identica nei due circoli (sistemico e polmonare) per evitare accumuli di liquidi (edema polmonare).
• La gittata cardiaca deve adattarsi ai vari distretti, tenendo conto della legge di Laplace, che regola le tensioni nelle pareti di strutture cave come il cuore.

Gittata cardiaca, superficie corporea ed età

• La gittata cardiaca è proporzionale alla superficie corporea, ed è più elevata nei bambini per soddisfare le loro elevate necessità metaboliche.

Variazioni della gittata cardiaca

• La gittata cardiaca varia a seconda delle condizioni fisiologiche, tra cui:
  • Circoli sistemico e polmonare: la gittata è identica, ma la pressione polmonare è inferiore a quella sistemica
  • Postura: la posizione sdraiata (clinostatica) aumenta la gittata, mentre la posizione eretta (ortostatica) la diminuisce.
  • Sonno: la gittata diminuisce durante il sonno, di circa il 10%.
  • Esercizio: la gittata può aumentare fino a 6 volte durante l'esercizio per i maggiori sforzi fisici. Questo aumento è correlato all'aumento della frequenza cardiaca e del volume di eiezione.

Indice cardiaco

• L'indice cardiaco (IC) valuta se la gittata cardiaca è adeguata alle necessità metaboliche di un individuo.
• L'indice cardiaco è elevato nei bambini, e diminuisce con l'età.
• Negli anziani, la gittata cardiaca tend a diminuire, risultando meno sovrabbondante rispetto alle loro ridotte necessità metaboliche.

Distribuzione della gittata cardiaca e del consumo di ossigeno

• La gittata cardiaca deve soddisfare le necessità metaboliche dei diversi tessuti, con consumi diversi.
• L'attività metabolica elevata, come nei reni e nel fegato, richiede un maggior flusso sanguigno rispetto ad altre aree.

Legge di Fick: utilizzo dell'ossigeno come tracciante endogeno

• Il metodo di Fick si basa sull'analisi del consumo di ossigeno per calcolare la gittata cardiaca.
• La formula è: Gittata cardiaca = Consumo di O2 / (Concentrazione O2 arteriosa - Concentrazione O2 venosa).

Metodo della diluizione: uso di un tracciante esogeno

• Il metodo si basa sulla legge di conservazione della massa.
• Si inietta un colorante a velocità costante nel sangue venoso e se ne misura la concentrazione nel sangue arterioso.
• Questo metodo permette di calcolare la gittata cardiaca.

Metodi indiretti: Doppler ed ecografia

• Doppler: misura la velocità del flusso sanguigno.
• Ecografia: registra i diametri del ventricolo in sistole e diastole per stimare la gittata cardiaca.

Frequenza cardiaca e gittata cardiaca: una relazione complessa

• La gittata cardiaca è il prodotto della gittata sistolica e della frequenza cardiaca.
• Il modello ideale prevede un aumento lineare della gittata con la frequenza, ma nella realtà, ad elevate frequenze, la gittata può non aumentare linearmente.
• L'adattamento fisiologico del cuore permette di mantenere un volume di eiezione ragionevole anche con aumenti di frequenza.

Controllo nervoso della gittata cardiaca

• Il sistema nervoso ortosimpatico aumenta la gittata cardiaca.
• Il sistema nervoso parasimpatico diminuisce la gittata cardiaca.

Studi di Frank e Starling

• Gli studi di Frank e Starling hanno analizzato le relazioni tra volume telediastolico e forza di contrazione del cuore.
• La loro scoperta principale è la curva di tensione-volume.

Legge di Laplace e tensione di parete

• La legge di Laplace spiega come la tensione della parete di un organo cavo (come il ventricolo) è influenzata dalla pressione endocavitaria e dal raggio.
• Un organo più piccolo e/o con un minor raggio necessita di minor tensione di parete per la stessa pressione.

Studi di Starling sul cuore di cane

• Gli studi di Starling hanno dimostrato l'influenza del precarico e del postcarico sulla performance cardiaca.

Effetti delle variazioni di precarico e postcarico sul cuore

• Variazioni del precarico (pressione di riempimento) e del postcarico (resistenza all'eiezione) influenzano la gittata cardiaca.
• La gittata cardiaca aumenta all'aumento del precarico, perché aumenta la quantità di sangue nel cuore prima della contrazione.
• Aumentando il postcarico, la gittata cardiaca diminuisce, perché aumenta la pressione contro cui il cuore deve pompare.

Effetti dell'aumento del precarico

• Aumenta il volume telediastolico, ma il volume telesistolico non aumenta nella stessa proporzione.
• aumenta il volume di eiezione.

Effetti dell'aumento del postcarico

• La gittata pulsatoria rimane costante, ma aumenta il volume di riserva.
• Nella fase iniziale, il volume telediastolico rimane normale, ma il ventricolo non si svuota completamente.
• comporta una diminuzione transitoria del volume di eiezione.

Curva pressione-volume e variazioni di pre e postcarico

• L'analisi della curva pressione-volume del ventricolo permette di visualizzare graficamente gli effetti del pre e postcarico sulle caratteristiche del ciclo cardiaco.

Valutazione della funzionalità ventricolare

• La funzionalità ventricolare è legata all'efficacia del ventricolo in funzione della lunghezza delle fibre.
• Il buon funzionamento è valutato attraverso parametri indiretti, tra cui la pressione venosa centrale, la pressione telediastolica, il volume telediastolico e il diametro ventricolare.

Curve di efficacia ventricolare: gittata cardiaca e pressione atriale

• Le curve di efficacia ventricolare permettono di valutare sia la componente attiva che passiva del sistema cardiovascolare.
• In condizioni normali, la pressione atriale è bassa (0-5 mmHg) e la gittata cardiaca è di circa 5 litri al minuto.

Effetti della pressione toracica, respirazione e gittata cardiaca

• La pressione intratoracica varia durante il ciclo respiratorio, influenzando il ritorno venoso e la gittata cardiaca.
• Espirazione: la pressione intratoracica diminuisce e la pressione addominale aumenta, favorendo il ritorno venoso.
• Inspirazione: la pressione intratoracica aumenta e il ritorno venoso diminuisce.

Curva del ritorno venoso: relazione pressione-flusso

• La curva del ritorno venoso illustra come il flusso sanguigno verso l'atrio destro dipende dalla pressione dell'atrio destro.
• La forma della curva è determinata dalla pressione sistemica di riempimento, dalle resistenze periferiche e dalla pressione atriale.

Integrazione delle curve: funzionalità cardiaca e ritorno venoso

• La combinazione delle curve di funzionalità cardiaca e ritorno venoso fornisce un quadro completo della dinamica cardiovascolare.
• La pressione sistemica di riempimento e la resistenza periferica influenzano il ritorno venoso.
• Equilibrio: l'intersezione delle curve definisce il punto di equilibrio del sistema.
• L'aumento della pressione atriale facilita il riempimento ventricolare, ma riduce il ritorno venoso.

Effetti del sistema nervoso autonomo e del sistema renina-angiotensina-aldosterone

• Il sistema ortosimpatico aumenta la gittata cardiaca; il sistema parasimpatico la riduce.
• Il sistema renina-angiotensina-aldosterone influenza la pressione arteriosa e la gittata cardiaca.

Effetti della trasfusione

• L'infusione eccessiva di liquidi (trasfusione) causa un aumento della pressione sistemica di riempimento e della gittata cardiaca.

Questo quiz esplora la gittata cardiaca, un parametro cruciale per la circolazione sanguigna. Analizzeremo come la gittata cardiaca si adatta a diversi fattori fisiologici, come la superficie corporea e l'età. Inoltre, verranno discusse le sue variazioni nelle diverse condizioni fisiologiche e la rilevanza della coordinazione tra i ventricoli.