Gittata cardiaca
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Gittata Cardiaca: Volume di sangue espulso dal cuore in un minuto.Dipende da esigenze metaboliche dellorganismo e quindi dal
consumo di O2
Consumo O2 condizioni basali 250 ml/min: GC = 5 l/min
Consumo O2 esercizio fisico 3-4 l/min: GC = 25-30 l/min
GC = F x Gs
Gli aumenti di GC sono possibili grazie ad aumenti dellafrequenza cardiaca e della gittata sistolica.
Metodi di misurazione
Principio di Fick (applicazione della legge di conservazionedella massa)
Metodo della diluizione Eco-doppler
Flussimetria elettromagnetica
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Q = Q1 Q2 = FC1-FC2 = F (C1-C2)F = Q / (C1-C2)
Q1 Q2
Q
F*C1 F*C2
Principio di FICK
In un organo, la quantit q di sostanza assorbita uguale alla
differenza tra la quantit apportata q1 e la quantit eliminata q2. Esprimendo la quantit di sostanza trasportata da un fluido nellunit
di tempo come il prodotto:flusso (F, volume/min) x concentrazione sostanza (C) risulta:
Per determinare GC, questa relazione applicata per calcolare il flusso
di sangue F, che attraversa il polmone, (GC del ventricolo Ds)utilizzando come indicatore naturale lO2 .
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q = Quantit sostanzaassorbita, il volume di O2(VO2) prelevato nellunit di
tempo a livello polmonare,che corrisponde al consumodi O2 (misurato con unospirometro)
C1-C2 = differenzaconcentrazione O2 sanguearterioso e venoso (CaO2 -CvO2). Per cui:
GC = VO2
/ (CaO2
- CvO2
)
Individuo corporaturamedia: consumo O2 a riposo= 250 ml/min, CaO2 e CvO2= 0.2 e 0.15 ml/ml.
Per cui:
La quantit di O2 contenuta nei capillari polmonari, q1 + laquantit che entra, in un minuto, nei capillari dagli alveoli, q2,
uguale alla quantit di O2 trasportata nelle vene polmonari, q3
250 ml/min
(0.2 - 0.15) ml/ml= 5000 ml/minGC =
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Tecnica diluizione indicatore
Iniezione colorante in una vena periferica. Prelievo sangue daarteria periferica. GC data dal rapporto tra la quantit dicolorante iniettato e la concentrazione media del colorante per il
tempo di eliminazione.
F = Q/C
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E
Effetto Doppler
+ Vel del corpo - Freq US
Velocit * sezione vaso = Flusso
Sangue
Flussimetria elettromagnetica
N
S
i
Campo elettromagnetico
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La GC, in valore assoluto, dipende anche dalle dimensioni
corporee del soggetto, e viene quindi espressa in formanormalizzata per la superficie corporea, come:
Indice cardiaco
La superficie corporea si calcola usando la formula di Du Bois:SC (cm2) = 94,9 . [massa corporea (Kg)]0.441 . [statura
(cm)] 0.655
In un soggetto di media taglia (70 Kg, 175 cm) la superficiecorporea 1.8 m2 e lindice cardiaco risulta 2.78 l/min/m2
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Gittatasistolica
Frequenzacardiaca
Parasimpatico cardiaco
Gittata Cardiaca = Gs x F
Effetto cronotropo negativo
Effetto cronotropo positivo
Effetto inotropo positivo
Pressione arteriosa
Volume telediastolico
Postcarico
Precarico (Legge di Frank Starling)
Simpatico cardiaco Gittatacardiaca
+
+
+
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Postcarico Contrattilit
Accorciamentofibre miocardio
Precarico
VTD RV
GsF
GC RPT
Pa
Legge di Frank-Starling
Aumento parametro a monte causa aumento parametro a valle
Aumento parametro a monte causa diminuzione parametro a valle
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GC
F
Ritmicit NSA
SNP SNS
Adrenalina
RPT
Gs
PaForza
contrazione
VTD
PrecaricoContrattilit
Durata
Diastole RV
Compliance
ventricolo
Sistole
atriale
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Riflesso di Bainbridge:
Un maggior ritorno venoso provoca un aumento di frequenza
in via riflessa attraverso la stimolazione di recettori dastiramento, localizzati nellatrio. La branca afferente delriflesso rappresentata da afferenze vagali, che a livellocentrale, inibiscono il tono vagale ed aumentano quellosimpatico.
Responsabile dellaritmia respiratoria: aumento frequenzacardiaca in inspirazione e riduzione in espirazione
Effetto meccanico diretto:Un maggior ritorno venoso provoca un aumento di frequenzaper stiramento delle cellule del nodo seno atriale.
MODIFICAZIONI FREQUENZA DETERMINATEDA AUMENTI DEL RITORNO VENOSO
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Aritmia sinusale respiratoria:
La frequenza cardiaca aumenta durante linspirazione e si riduce
durante lespirazione, con conseguente variazione della durata delciclo cardiaco (riduzione in inspirazione ed aumento in espirazione)
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Aumenti Gittata sistolica:
Meccanismo di Frank-Starling
VTD (precarico) per aumento ritorno venoso
Aumento della contrattilitattivit simpatica cardiaca GC
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1) > GC Ds 2) > RV Sn
4) > GC Sn
3) > VTD
Il meccanismo di Frank-Starlingpermette di equilibrare la GC con il RV e
mantenere un preciso equilibrio tra GCdel ventricolo Ds e Sn.Ogni aumento improvviso di GC di unventricolo provoca maggior RV allaltroventricolo GC del secondo ventricolo.
Il meccanismo di Frank-Starlingpermette al cuore di mantenerecostante la GC anche in casi diaumento della pressione arteriosa
(POSTCARICO).
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Condizioni iniziali
VTD = 120 ml, GS = 70 ml, VTS =50 ml
Aumento Pa: GS (da 70 a 50 ml), RV rimane costante = 70 ml
Condizione 1GS VTS
VTS = VTD - GS = 120 - 50 = 70 ml
Poich RV rimane costante VTD
VTD = VTS + RV = 70 + 70 = 140ml
VTS = 50 ml
GS = 70 ml
VTD = 120 ml
GS = 50 ml
VTS =70 ml
RV =70 ml
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GS = 60 ml
RV = 70 ml
VTS = 80 ml
Condizione 2Per la legge di Frank-Starling, VTD GS
(da 50 ml a 60 ml) quindi:VTS = VTD - GS = 140 - 60 = 80 ml
Con RV costante ulteriore VTDVTD = VTS + RV = 80 + 70 = 150 ml
GS = 70 ml
RV = 70 ml
VTS = 80 ml
Condizione 3Ulteriore VTD ulteriore GS che torna a
valori normali.
VTS e VTD rimangono costantementeaumentatiVTS = VTD - GS = 150 - 70 = 80 ml
VTD = VTS + RV = 80 + 70 = 150 ml
Grazie al meccanismo di Frank-Starling,laumento di tensione attiva nel ventricolo
determina aumento della GS. Si raggiunge
cos un equilibrio tra GS e RV mantenendo il
ventricolo in uno stato di dilatazione
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Inotropismo cardiaco
Sistema nervoso simpatico
Catecolamine circolantiRegolazione omeometrica
Gangliosidi cardiaci
Sistema nervoso parasimpatico
Insufficienza cardiaca
Barbiturici
Ipossia, Ipercapnia
Effetti positivi
Effetti negativi
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REGOLAZIONE OMEOMETRICA
La frequenza cardiaca uno dei meccanismi che regola lacontrattilit cardiaca. Variazioni frequenza modificano
contrattilit, variando la concentrazione del Ca2+ intracellulare.
Effetto Bowditch o fenomeno della scala:Frequenzacontrattilit.
concentrazione Ca2+ dipende da:
Numero PA al minuto corrente di Ca2+
durata diastole tempo necessario alla riduzione del
Ca2+ intracellulare (espulsione dalla cellula e rientro nel
reticolo sarcoplasmatico
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(A) Variazioni dello sviluppo di tensione in un muscolo papillare isolato digatto quando lintervallo tra le contrazioni veniva variato da 20 a 0.63sec e poi riportato a 20 sec.
(B) I punti rappresentano la tensione sviluppata dallo stesso muscolopapillare per ogni intervallo tra le contrazioni.
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1: Situazione teorica:frequenza, GS costante. GCaumenta allinfinito
Effetto aumento frequenza cardiaca sulla gittata cardiaca
2, Cuore isolato: stimolato
elettricamente. frequenza GC fino ad un valore limite,oltre il quale si ha diminuzione.La riduzione dipende dallariduzione di GS per
accorciamento della diastole.
3, Cuore in vivo: stimolato dalsimpatico. La riduzione di GCavviene a frequenze maggiori
rispetto al cuore isolato (oltre i180/min). Leffetto del minorriempimento ventricolare (peraccorciamento della diastole) controbilanciato dallaumento dicontrattilit
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Laumento solo di frequenza, riduce il tempo di diastole e quindi il VTD.Questo comporterebbe riduzione della GC, spostamento sulla curvanormale da 1 a 2.
Il contemporaneo aumento di contrattilit, dovuto alla stimolazione delsimpatico, sposta la curva verso lalto, permettendo di compensare lariduzione del VTD, spostamento da 1 (curva normale) a 3 (curva di
maggior contrattilit)
Effetto cronotropo
Effetto inotropo
Stimolazione simpatica
Normale
GC
VTD
2
1
3 Effetto risultante