Fiziologia aparatului cardio-vascular

Aparatul cardiovascular asigura circulatia sangelui si a limfei in organism. Prin aceasta se indeplinesc doua functii majore: 1. distribuirea substantelor nutritive si a oxigenului tuturor celulelor din organism; 2. colectarea produsilor tisulari de catabolism pentru a fi excretati. Forta motrice a acestui sistem este inima, in timp ce arterele reprezinta conductele de distributie, venele, rezervoarele de sange, asigurand intoarcerea acestuia la inima, iar microcirculatia (arteriole, metarteriole, capilare, venule), teritoriul vascular la nivelul caruia au loc schimburile de substante si gaze.

Fiziologia inimii

Inima ca "pompa'. Rolul fundamental al inimii este acela de a pompa sange. Ea poate fi considerata ca fiind alcatuita din doua pompe dispuse in serie (pompa stanga si cea dreapta), conectate prin circulatiile pulmonara si sistemica. Fiecare parte a inimii este echipata cu doua seturi de valve care, in mod normal, impun deplasarea sangelui intr-un singur sens.  Valvele atrio-ventriculare (mitrala si tricuspida), care separa atriile de ventricule, se deschid in timpul diastolei, permitand sangelui sa treaca in ventricule. Aceste valve se inchid in timpul sistolei, interzicand trecerea sangelui inapoi in atrii. Valvele semilunare (aortice si pulmonare) se deschid in timpul sistolei, permitand expulsia sange-lui in artere, si se inchid in diastola, impiedicand revenirea sangelui in ventricule.

Activitatea de pompa a inimii se poate aprecia cu ajutorul debitului cardiac, care reprezinta volumul de sange expulzat de fiecare ventricul intr-un minut. El este egal cu volumul de sange pompat de un ventricul la fiecare bataie (volum-bataie), inmultit cu frecventa cardiaca. Volumul-bataie al fiecarui ventricul este, in medie, de 70 ml, iar frecventa cardiaca normala este de 70-75 batai/min.; astfel, debitul cardiac de repaus este de aproximativ 51/min. Frecventa cardiaca este sub control nervos. Activitatea sistemului nervos simpatic determina cresterea frecventei cardiace, in timp ce activitatea parasimpatica (vagala) o scade. Volumul-bataie variaza cu forta contractiei ventriculare, presiunea arteriala si volumul de sange aflat in ventricul la sfarsitul diastolei. in cursul unor eforturi fizice intense, frecventa cardiaca poate creste pana la 200 de batai pe minut, iar volumul-bataie pana la 150 ml, determinand o crestere a debitului car-diac de la 5 la 30 litri, deci de 6 ori. in somn, debitul cardiac scade; in febra, sarcina si la altitudine, creste.

Functia de pompa a inimii se realizeaza cu ajutorul proprietatilor muschiului cardiac.

Proprietatile fundamentale ale miocardului

Depolarizarea unei celule cardiace este transmisa celulelor adiacente, ceea ce transforma miocardul intr-un sincitiu functional. De fapt, inima functioneaza ca doua sincitii: unul atrial si unul ventricular, izolate din punct de vedere electric. in mod normal, exista o singura conexiune functionala electrica intre atrii si ventricule: nodulul atrioventricular si continuarea sa, fasciculul atrioventricular His.

Musculatura cardiaca este alcatuita din doua tipuri de celule musculare:

1.celule care initiaza si conduc impulsul;

2.celule care, pe langa conducerea impulsului, raspund la stimuli prin contractie si care alcatuiesc miocardul de lucru.

Evident, ambele tipuri de celule sunt excitabile, dar, contrar situatiei intalnite la muschiul striat, excitatia este generata in interiorul organului insusi; acest fapt constituie autoritmicitatea sau automatismul inimii.

  Excitabilitatea este proprietatea celulei musculare cardiace de a raspunde la un stimul printr-un potential de actiune propagat. Unele manifestari ale excitabilitatii (pragul de excitabilitate, legea "tot sau nimic') sunt comune cu ale altor celule excitabile. Inima prezinta particularitatea de a fi excitabila numai in faza de relaxare (diastola) si inexcitabila in faza de contractie (sistola). Aceasta reprezinta legea inexcitabilitatii periodice a inimii. in timpul sistolei, inima se afla in perioada refractara absoluta; oricat de puternic ar fi stimulul, el ramane fara efect. Aceasta particularitate a excitabilitatii miocardice prezinta o mare importanta pentru conservarea functiei de pompa ritmica. Stimulii cu frecventa mare nu pot tetaniza inima prin sumarea contractiilor. Explicatia starii refractare a inimii rezida din forma particulara a potentialului de actiune al fibrei miocardice.

  Automatismul reprezinta proprietatea inimii de a se autoexcita. Acesta nu este specific inimii. Scoasa din corp, inima continua sa bata. in lipsa influentelor extrinseci nervoase, vegetative si umorale, inima isi continua activitatea ritmica timp de ore sau zile, daca este irigata cu un lichid nutritiv special. Automatismul este generat in anumiti centri, care au in alcatuirea lor celule ce initiaza si conduc impulsurile. in mod normal, in inima exista trei centri de automatism cardiac:

o Nodulul sinoatrial La acest nivel, frecventa descarcarilor este mai rapida, de 70-80/minut si, din aceasta cauza, activitatea cardiaca este condusa de acest centru, inima batand, in mod normal, in ritm sinusal.

o Nodulul atrioventricular (jonctiunea atrio-ventriculara). La acest nivel, frecventa descarcarilor este de 40 de potentiale de actiune/minut. De aceea, acest centru nu se poate manifesta in mod normal, desi el functioneaza permanent si in paralel cu nodulul sino-atrial. Daca centrul sinusal este scos din functie, comanda inimii este preluata de nodulul atrioventricular, care imprima ritmul nodal sau jonctional.

o Fasciculul His si reteaua Purkinje. Aici frecventa de descarcare este de 25 de impulsuri/minut. Acest centru poate comanda inima numai in cazul intreruperii conducerii atrioventriculare, imprimand ritmul idioventricular.

Ritmul functional al centrului de comanda poate fi modificat sub actiunea unor factori externi. Caldura sau stimularea sistemului nervos simpatic accelereaza ritmul inimii - tahicardie, in timp ce racirea nodulului sinusal sau stimularea parasimpaticului au efect contrar - bradicardie.

  Conductibilitatea este proprietatea miocardului de a propaga excitatia la toate fibrele sale; viteza de conducere difera: de exemplu, este de 10 ori mai mare prin fasciculul His si reteaua Purkinje, decat prin miocardul contractil atrial si ventricular. Din momentul descarcarii nodulului sinusal si pana la completa invadare a atriilor si ventriculelor de catre stimul, trec 0,22 s, traseul impulsului fiind bine definit. Ca urmare, se produce contractia ventriculara.

  Contractilitatea este proprietatea miocardului de a dezvolta tensiune intre capetele fibrelor sale. Astfel, in cavitatile inimii se genereaza presiune, iar, ca urmare a scurtarii fibrelor miocardice, are loc expulsia sangelui. Geneza tensiunii si viteza de scurtare sunt manifestarile fundamentale ale contractilitatii. Forta de contractie este proportionala cu grosimea peretilor inimii; mai redusa la atrii si mai puternica la ventricule, mai mare la ventriculul stang fata de cel drept. Contractiile inimii se numesc sistole, iar relaxarile, diastole. Forta de contractie a ventriculelor creste proportional cu alungirea diastolica a fibrelor componente. Cu cat inima se umple cu un volum mai mare de sange in timpul diastolei, cu atat ea poate pompa un volum de sange mai mare in sistola urmatoare. Aceasta este legea inimii.