Cuore
Il cuore è un organo costituito pressoché esclusivamente da tessuto muscolare, supportato da una struttura fibrosa e da un apparato nervoso specifico. Il cuore è l'organo centrale dell'apparato cardiocircolatorio, di cui rappresenta la pompa capace di produrre una pressione sanguigna sufficiente a permettere la circolazione del sangue.
Il cuore come tutti i muscoli è capace di contrarsi sfruttando l'energia prodotta dalla ossidazione di sostanze energetiche (come acidi grassi, carboidrati) in presenza di ossigeno, ma a differenza degli altri muscoli, esso è dotato della capacità di autoeccitarsi e autocontrarsi. Il controllo nervoso sul cuore può solo aumentare o diminuire la frequenza di contrazione, ma questa nasce in maniera spontanea in un centro specifico del cuore noto come nodo seno-atriale. In realtà, in condizioni di emergenza qualsiasi altro punto del cuore potrà dare origine ad un ritmo, che però verrà definito "non sinusale" e avrà frequenza inferiore al normale.
La frequenza standard del cuore è definita a 72 battiti al minuto. Una frequenza compresa tra 60 e 100 battiti al minuto è considerata fisiologica; una frequenza inferiore ai 60 bpm viene chiamata bradicardia; una frequenza superiore ai 100 bpm è definita tachicardia. Non sempre le bradi- o tachi-cardie sono patologiche (vedi tachicardia fisiologica nell'attività fisica).
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Anatomia umana
right|frame|Cuore
Il suo volume corrisponde al pugno chiuso della persona stessa; nell'adulto pesa 200-300 gr.
Ha una forma di cono capovolto, alto 12 cm, compresso dall'avanti all'indietro, con due facce, una posteriore e una anteriore. La base guarda in alto, indietro e a destra, mentre l'apice è rivolto in basso, in avanti e a sinistra. Funziona come una pompa aspirante e premente: richiama nelle sue cavità il sangue venoso, lo manda ai polmoni per l'arteria polmonare, da dove le vene polmonari lo riportano nuovamente al cuore, che, attraverso l'aorta, lo porta in tutte le reti capillari.
Il cuore è posto nella cavità toracica, sopra il diaframma e fra i due polmoni, viene protetto anteriormente dallo sterno e dalle cartilagini costali. Lo spazio in cui è situato è detto mediastino anteriore. Lateralmente sono presenti gli ili polmonari, i due nervi frenici e i vasi periocardiofrenici; posteriormente il cuore è in rapporto con l'esofago, l'aorta discendente e le vene azigos ed emizigos.
Il pericardio
Il cuore è mantenuto in sito dai grossi vasi che da esso si originano e dal sacco fibroso che lo avvolge. È costituito da una massa muscolare contrattile (miocardio) rivestita da una membrana sierosa: il pericardio. Quest'ultimo presenta normalmente da 20 a 50 ml di liquido chiaro roseo ed è costituito da due strati distinti, uno esterno, il pericardio fibroso, e uno interno, il pericardio sieroso.
Pareti del cuore
La superficie esterna del cuore appare liscia e lucente, in quanto avvolto da una sottile membrana, il pericardio. Questo involucro ha uno spessore venti millesimi di millimetro e aderisce perfettamente a tutte le parti piane e a tutte le insenature del cuore.
Sotto di essa si trovano tre tonache una interna all'altra:
- l'epicardio
- il miocardio
- l'endocardio.
L'epicardio è costituito da tessuto connettivo, contenente capillari sanguigni, capillari linfatici e fibre nervose.
Sotto all'epicardio, si trova il miocardio, costituito da fibre muscolari, che sostengono la funzione di pompaggio del sangue nel corpo umano. È la più spessa tra le tre tonache, raggiungendo uno spessore di 5-15 mm, a seconda delle zone. Le fibre muscolari sono disposte in direzioni diverse. Lo spessore del miocardio è maggiore in corrispondenza dei ventricoli.
L'endocardio è il rivestimento interno che protegge la cavità cardiaca. È una membrana sottile come il pericardio, ha la funzione di favorire lo scorrimento del sangue all'interno del cuore per evitare coaguli del sangue.
I grossi vasi e le coronarie
Nella parte alta della faccia anteriore del cuore sono presenti due grossi vasi arteriosi: l'aorta e l'arteria polmonare (che si suddivide quasi subito in un ramo sinistro ed in un ramo destro). Le basi di queste arterie sono abbracciate da formazioni dette auricole, a causa della loro forma somigliante ad orecchie di cane. Ciascuna di queste è un prolungamento cavo dell'atrio corrispondente.
Anche nella parte alte posteriore del cuore sono presenti due vasi sanguigni: la vena cava superiore e la vena cava inferiore.
Tra questi quattro vasi, sono poste le vene polmonari destra e sinistra.
Tutti questi grossi vasi sono delimitati inferiormente dalle coronarie (arteria coronaria destra e arteria coronaria sinistra) che derivano dall'aorta, da cui si diramano le arterie longitudinali anteriore e posteriore, che giungono fino all'apice, irrorando tutto il cuore.
Le cavità del cuore
Il cuore è diviso in quattro cavità:
- due cavità superiori, atri (destro e sinistro)
- due cavità inferiori, ventricoli (destro e sinistro).
Le cavità destre comunicano tra loro formando il cuore destro (per il sangue venoso), così come comunicano le due cavità sinistre, formando il cuore sinistro (per il sangue arterioso).
Non esiste alcuna comunicazione tra la parte destra e la parte sinistra del cuore.
I setti interatriali e interventricolare dividono il cuore nelle due metà suddette.
L'orifizio auricoloventricolare pone in comunicazione ogni atrio con il corrispondente ventricolo.
La base del cuore (in alto e a destra) è formata dai due atrii: dalla destra si diparte la vena cava superiore, dalla sinistra prendono origine le vene polmonari.
La parte anteriore del cuore, corrispondente ai polmoni, presenta, in vicinanza della base, l'origine dell'arteria polmonare che nasce dal ventricolo destro, e leggermente più indietro l'origine dell'aorta, che nasce dal ventricolo sinistro.
Quindi, in ogni ventricolo, vi sono due orifizi che comunicano, uno con il grosso vaso arterioso che ne origina, l'altro con l'atrio rispettivo.
Centripetismo e centrifughismo del sangue
Gli atri ricevono le vene, nelle quali il sangue ha un percorso centripeto, ovvero dall'esterno del corpo verso il cuore. Dai ventricoli nascono le arterie, nelle quali il sangue ha un percorso centrifugo.
L'afflusso verso il cuore avviene attraverso il sistema venoso, quello dal cuore alla periferia attraverso il sistema arterioso.
L'atrio destro comunica con il ventricolo destro attraverso la valvola tricuspide, che impedisce al sangue il reflusso dal ventricolo.
Tra atrio sinistro e ventricolo sinistro è posta la valvola bicuspide o mitrale, che ha funzioni analoghe alla precedente.
Gli orifizi che mettono in comunicazione l'esterno del cuore con l'interno, sono anch'essi protetti da valvole che impediscono il reflusso: valvola semilunare polmonare (ventricolo destro - arteria polmonare), semilunare aortica (ventricolo sinistro - aorta).
Fisiologia
right|frame|Sistole right|frame|Diastole
Il cuore funziona come una pompa aspirante e premente, l'energia necessaria viene fornita dal muscolo cardiaco stesso.
Il ciclo cardiaco comprende le tre fasi essenziali nelle quali si svolge l'attività del cuore:
- presistole
- sistole
- perisistole o diastole.
Con la presistole gli atri si contraggono in sincronia e ciò coincide parzialmente con la diastole (dilatazione tonica) dei ventricoli, che esercitano un'azione aspirativa sul sistema venoso. In questa fase, il sangue passa dagli atri ai ventricoli.
Nella sistole, i ventricoli contraendosi, spingono il sangue nelle arterie
aorta e polmonare; nel frattempo si produce la diastole degli atri.
La perisistole è caratterizzata dal completo riposo del cuore.
Queste fasi cardiache sono ascoltabili (auscultazione del cuore) e traducibili attraverso due suoni distinti, detti toni cardiaci. Quando i ventricoli si contraggono abbiamo il primo tono, un suono cupo. È generato dalla contrazione del miocardio ventricolare e, seppure in parte, dalla vibrazione delle valvole atrio-ventricolari che si chiudono. Al primo tono segue una pausa durante la quale i ventricoli spingono il sangue nelle arterie. Successivo è il secondo tono, breve e chiaro, determinato dalla vibrazione delle valvole semilunari che si chiudono. Al secondo tono segue una pausa più lunga, con il riempimento dei ventricoli.
Il muscolo cardiaco funziona sotto il controllo del sistema nervoso centrale, mediante il nervo vago che ha funzione frenatrice (rallenta i battiti del cuore); inoltre, fanno capo al cuore, i nervi del sistema simpatico, con funzione accelleratrice. Esistono nel cuore alcuni centri intrinseci che presiedono alla coordinazione dei movimenti nelle quattro sezioni.
L'efficienza del cuore è eccezionale, Nell'adulto sano le pulsazioni sono 60-80 al minuto (nel neonato arrivano a 120), durante il sonno, il cuore pompa 5 litri di sangue in un minuto, mentre, durante un'attività fisica moderata, la quantità è doppia. Per un'attività pesante o una vigorosa attività atletica si arriva a 20 litri al minuto. La pressione è tale che, se si innestasse in senso verticale un tubo di vetro graduato nell'aorta, vedremmo il sangue salire fino ad un metro e ottanta al di sopra della testa dell'uomo.
Rivoluzione cardiaca
Il ciclo cardiaco che porta il cuore dallo stato di contrazione allo stato di riposo e quindi nuovamente a quello di contrazione è detto "rivoluzione cardiaca".
Muscolo autonomo
Il cuore è provvisto di una doppia innervazione, una che ne rallenta l'attività, proveniente dal parasimpatico attraverso il nervo vago, e una che la esalta, proveniente dall'ortosimpatico. Se le vie nervose ortosimpatiche e parasimpatiche vengono tagliate, il cuore continua a battere, qualsiasi altro muscolo rimarrebbe paralizzato.
È stato dimostrato che un cuore, espiantato dal corpo e mantenuto in un liquido speciale (liquido di Ringer) che gli assicuri il nutrimento, l'ossigenazione e la temperatura, questo continuerà a battere per parecchie ore. Questo prolungarsi del battito cardiaco è spiegato dalla presenza di un "cuore del cuore". Questo si trova nell'atrio destro, vicino all'orifizio della vena cava superiore: è il nodo seno-atriale o il nodo di Keith-Flack. Il nodo è composto da tessuti particolari altamente specializzati, cambiamenti nella natura chimica determinano, ad intervalli regolari, la formazione dell'impulso. Questo si irradia in ogni direzione nel tessuto muscolare dell'atrio di cui determina la contrazione.
Nel setto interatriale, appena sopra alla valvola tricuspide, è situato un altro nodo specializzato: il nodo atrio-ventricolare o nodo di Aschoff-Tawara. Da qui si staccano dei fasci, che proseguono nel setto interventricolare, separandosi in due rami, uno per ventricolo, e che raggiungono l'apice del cuore, formando una rete che raggiunge le singole fibre della parete dei ventricoli. Questo nodo, riceve il messaggio del nodo seno-atrialee lo irradia ai ventricoli, facendoli contrarre, ma in leggero ritardo rispetto alla contrazione degli atri e con più forza di questi.
Patologia
Le malattie che colpiscono il cuore possono essere acquisite o congenite: la loro diagnosi viene confermata attraverso l'elettrocardiogramma, o ECG, che è l'esame cardiologico più importante.
- alterazioni della tunica esterna;
- alterazione delle coronarie;
- alterazioni del muscolo o delle fibre muscolari (miocardite);
- malattie della tunica interna (endocardite);
- lesioni della valvole cardiache;
- malformazioni congenite
Le alterazioni congenite si instaurano nella vita fetale e peggiorano con il crescere dell'età. Vi sono casi nei quali il cuore manca del tutto o è presente in forma rudimentale (incompatibili con la vita); in altri casi non c'è stato lo sviluppo di una parte del cuore con la conseguenza di comunicazioni (shunts) inter-atriali o inter-ventricolari.
Le alterazioni acquisite sono generalmente dovute a fattori tossici che possono far degenerare i tessuti cardici, anche gravi (come la necrosi tissutale), con conseguente rottura della parete cardiaca. Ciò può anche accadere per chiusura di un vaso cardico a causa di un trombo, ecc.
Pericolose sono le infiammazioni del cuore dovute a microorganismi patogeni che sono portati dalla circolazione generale, e che danneggiano il tessuto cardiaco, in particolare l'endocardio. Altre degenerazioni sono dovute ad inspessimenti di parti del cuore causate da calcificazioni, come nelle modificazioni arteriosclerotiche.
Le infiammazioni cardiache possono causare, anche se guarite, una base dei cosidetti vizi cardiaci. Questi si manifestano con alterazioni dell'apparato valvolare che conducono ad una insufficienza della funzionalità del cuore, la quale in età avanzata può portare ad uno scompenso cardiaco e quindi anche alla morte.
Nel cuore sono rare le affezioni tumorali e tubercolari.
Occorre ricordare che una alterazione del cuore porta a squilibri in altri apparati del corpo.
La chirurgia cardiaca risale al 1945, con l'intervento di A. Bablock sul cuore di un bambino affetto da "morbo blu". Nel 1967 si giunse al primo trapianto di cuore, effettuato da Christiaan Barnard.
Anatomia comparata
Invertebrati in genere
In questi animali consiste in genere in un rigonfiamento del vaso sanguigno che ha proprietà di contrazione (Anellidi, Echinodermi), oppure in un vaso dorsale specializzato (Crostacei) che può essere l'unico vaso in un sistema aperto, l'emoceloma.
Per gli Insetti che presentano circolazione sanguigna esistono vari tipi di organi propulsori i quali vengono detti cuori.
Molluschi
Nei molluschi è costituito da una cavità, provvisto di valvole che consentono la circolazione in un solo senso.
È costituito da un ventricolo e uno, due o quattro atri.
Vertebrati
Nei Ciclostomo, Selaci ed Anfibi, il cuore prende origine da un abbozzo mesodermico ventrale; nei Sauropsidi e nei Mammiferi da due abbozzi pari destinati a fondersi nel piano mediano.
L'abbozzo del cuore è compreso, in entrambi i casi, nel mesentere ventrale che si divide poi in un mesocardio dorsale e ventrale. Quando questo scompare il tubo cardiaco rimane libero nella cavità pericardica.
Il cuore, nella sua forma primitiva, è costituito da un tubo a parete duplice: una muscolare detta miocardio, e una endoteliale detta endocardio. La scomparsa dell'atrio e del ventricolo rappresenta la prima differenziazione.
Nei Ciclostomi, posteriormente all'atrio, si aggiunge un seno venoso; negli Elasmobranchi, anteriormente al ventricolo, si ha un cono arterioso. I Vertebrati a respirazione branchiale presentano varie valvole che regolano il flusso sanguigno, obbligandolo ad una sola direzione.
Lo sviluppo del cono arterioso nei Pesci determina il numero delle valvole poste nello stesso; quando il cono arterioso è poco sviluppato compare il bulbo arterioso che si origina dal tronco arterioso.
Il settore interauricolare divide in due metà il cuore degli animali a respirazione aerea; tale divisione permette una doppia corrente di sangue (arterioso e venoso).
Negli Anfibi, il sangue proveniente dall'atrio destro e dal sinistro si mescolano: si dice pertanto che essi hanno una circolazione sanguigna doppia incompleta.
Nel cuore dei rettili i ventricoli diventano due, ma persiste la mescolanza del sangue, in quanto i due ventricoli non sono completamente separati dal setto. Nell'evoluzione dei rettili questa separazione diviene sempre più netta, fino a risultare un piccolo foro nei coccodrilli, detto forame di Panizza. Questo foro può comparire come elemento patologico in cardiopatie ereditarie dell'uomo.
L'ultima evoluzione del cuore è quella di uccelli e mammiferi, in cui si hanno due atri e due ventricoli, separati fra loro, con circolazione doppia e completa.
Voci correlate
Collegamenti esterni
- Med Ars - Immagini 3D