Automazione cardiaca: anatomia, come viene prodotta

L'automatismo cardiaco è l'abilità delle cellule del miocardio di battere da sole. Questa proprietà è unica per il cuore, poiché nessun altro muscolo del corpo può disobbedire agli ordini dettati dal sistema nervoso centrale. Alcuni autori considerano il cronotropismo e l'automatismo cardiaco come sinonimi fisiologici.

Solo gli organismi superiori possiedono questa caratteristica. I mammiferi e alcuni rettili sono tra esseri viventi con automatismo cardiaco. Questa attività spontanea è generata in un gruppo di cellule specializzate che producono oscillazioni elettriche periodiche.

Sebbene il meccanismo attraverso il quale questo effetto di pacemaker è iniziato non sia ancora noto, è noto che i canali ionici e la concentrazione di calcio intracellulare svolgono un ruolo fondamentale nel suo funzionamento. Questi fattori elettrolitici sono vitali nella dinamica della membrana cellulare, che innesca potenziali d'azione.

Perché questo processo sia eseguito senza alterazioni, l'indennità degli elementi anatomici e fisiologici è vitale. La complessa rete di nodi e fibre che produce e guida lo stimolo attraverso l'intero cuore deve essere sana per funzionare correttamente.

anatomia

L'automatismo cardiaco ha un gruppo molto complesso e specializzato di tessuti con funzioni precise. I tre elementi anatomici più importanti in questo compito sono: il nodo del seno, il nodo atrioventricolare e la rete di fibre di Purkinje, le cui caratteristiche chiave sono descritte di seguito:

Nodo sinusale

Il nodo del seno o nodo seno-atriale è il pacemaker naturale del cuore. La sua posizione anatomica è stata descritta più di un secolo fa da Keith e Flack, individuando che è la regione laterale e superiore dell'atrio destro. Questa zona è chiamata Seno venoso ed è collegata alla porta d'ingresso della vena cava superiore.

Il nodo seno-atriale è stato descritto da diversi autori come una banana, un arco o una struttura fusiforme. Altri semplicemente non gli danno una forma precisa e spiegano che si tratta di un gruppo di cellule sparse in un'area più o meno delimitata. I più audaci lo descrivono come testa, corpo e coda, oltre al pancreas.

Istologicamente, è composto da quattro diversi tipi di cellule: il pacemaker, il transitorio, il cardiomiocita o il cardiomiocita e il Purkinje.

Tutte queste cellule che formano il nodo del seno o seno-seno hanno automatismo intrinseco, ma in uno stato normale, solo i pacemaker si impongono quando generano l'impulso elettrico.

Nodo atrioventricolare

Conosciuto anche come nodo atrioventricolare (nodo AV) o nodulo Aschoff-Tawara, si trova nel setto interatriale, vicino all'apertura del seno coronarico. È una struttura molto piccola, con un massimo di 5 mm in uno dei suoi assi, ed è posizionata al centro o leggermente orientata verso il vertice superiore del triangolo di Koch.

La sua formazione è altamente eterogenea e complessa. Cercando di semplificare questo fatto, i ricercatori hanno cercato di sintetizzare le cellule che lo compongono in due gruppi: cellule compatte e cellule di transizione. Questi ultimi hanno una dimensione intermedia tra quelle del lavoro e il pacemaker del nodo del seno.

Le fibre di Purkinje

Conosciuto anche come tessuto di Purkinje, deve il suo nome all'anatomista ceco Jan Evangelista Purkinje, che lo scoprì nel 1839. È distribuito su tutto il muscolo ventricolare sotto la parete endocardica. Questo tessuto è in realtà un insieme di cellule muscolari cardiache specializzate.

Il grafico subendocardico di Purkinje presenta una distribuzione ellittica in entrambi i ventricoli. Durante la sua intera traiettoria, vengono generati rami che penetrano le pareti ventricolari.

Questi rami possono essere trovati insieme, causando anastomosi o connessioni che aiutano a distribuire meglio l'impulso elettrico.

Come viene prodotto?

L'automatismo cardiaco dipende dal potenziale d'azione che viene generato nelle cellule muscolari del cuore. Questo potenziale d'azione dipende dall'intero sistema di conduzione elettrica del cuore descritto nella sezione precedente e dal bilancio ionico cellulare. Nel caso di potenziali elettrici, ci sono carichi e tensioni funzionali variabili.

Il potenziale di azione cardiaca ha 5 fasi:

Fase 0:

È noto come fase di depolarizzazione rapida e dipende dall'apertura dei canali del sodio veloce. Il sodio, uno ione o un catione positivo, entra nella cellula e modifica bruscamente il potenziale di membrana, passando da una carica negativa (-96 mV) a una carica positiva (+52 mV).

Fase 1:

In questa fase, i canali del sodio veloce sono chiusi. Si verifica quando si cambia la tensione della membrana ed è accompagnato da una piccola ripolarizzazione dovuta ai movimenti di cloro e potassio, ma mantenendo la carica positiva.

Fase 2:

Conosciuto come plateau o plateau. In questa fase, un potenziale di membrana positivo viene preservato senza cambiamenti significativi, grazie all'equilibrio nel movimento del calcio. Tuttavia, vi è uno scambio ionico lento, specialmente di potassio.

Fase 3:

Rapida ripolarizzazione si verifica durante questa fase. Quando i canali rapidi del potassio si aprono, lascia l'interno della cellula e, essendo uno ione positivo, il potenziale della membrana si trasforma in una carica negativa violentemente. Alla fine di questo stadio si raggiunge un potenziale di membrana tra -80 mV e -85 mV.

Fase 4:

Potenziale di riposo In questa fase la cellula rimane calma fino a quando non viene attivata da un nuovo impulso elettrico e viene avviato un nuovo ciclo.

Tutte queste fasi sono soddisfatte automaticamente, senza stimoli esterni. Da qui il nome di Cardiac Automation. Non tutte le cellule cardiache si comportano nello stesso modo, ma le fasi sono generalmente comuni tra di loro. Ad esempio, il potenziale di azione del nodo del seno manca di una fase di riposo e deve essere regolato dal nodo AV.

Questo meccanismo è influenzato da tutte le variabili che modificano il cronotropismo cardiaco. Alcuni eventi che possono essere considerati normali (esercizio fisico, stress, sonno) e altri eventi patologici o farmacologici di solito alterano l'automatismo del cuore e talvolta portano a gravi malattie e aritmie.