Come funziona il cuore

Il cuore è un muscolo cavo situato nella parte anteriore del torace, tra i due polmoni, protetto da una gabbia ossea costituita dallo sterno, dalle costole e dalla colonna vertebrale, rinforzata da muscoli e cartilagini; pesa circa 250 gr, è lungo circa 15 cm, largo e spesso circa 6. Il cuore si contrae e si rilascia come ogni altro muscolo; tuttavia il cervello non deve ordinargli di contrarsi, come invece accade per la maggior pane dei nostri muscoli. Quando vogliamo alzare una valigia, da una zona del nostro cervello partono impulsi elettrici che, attraverso i nervi, ordinano ai muscoli del nostro braccio di contrarsi, consentendo all’arto di sollevare il peso. Lo stesso avviene quando camminiamo o parliamo: anche se non è necessario pensare all’azione del muscolo, dal nostro cervello partono gli ordini per muovere le gambe o la lingua. Lo si può facilmente intuire da quanto accade in caso di infarto cerebrale: se una zona del cervello preposta al controllo muscolare muore, la persona non riesce più a muovere una gamba o un braccio, o nessuno dei due, rimanendo paralizzata. Scopriamo insieme come funziona il cuore.

Come funziona il cuore

Come funziona il cuore?

Per il cuore funziona diversamente: la contrazione del muscolo cardiaco non viene determinata da una zona specifica del nostro cervello, vale a dire che il cuore lavora indipendentemente dal coinvolto cerebrale. Un legame tuttavia sussiste, poiché il cuore riceve dal cervello fibre nervose che modulano la sua frequenza, cioè il numero di volte che si contrae in un minuto. Questo contributo del cervello non serve a far funzionare il muscolo cardiaco bensì a farlo funzionare meglio. Per esempio, di notte la frequenza si abbassa fino a 35-40 battiti al minuto perché le richieste dell’organismo sono ridotte, mentre durante uno sforzo fisico la frequenza può arrivare sino a 180 battiti al minuto: è il nostro cervello che modula la frequenza cardiaca, ma il cuore può contrarsi anche senza tale controllo. Consideriamo il cuore di un soggetto trapiantato: esso è denervato, cioè privo del controllo delle fibre nervose che sono state interrotte al momento del prelievo dell’organo dal donatore deceduto. Ciò nonostante il suo cuore; conte il cuore di tutti i soggetti trapiantati, funziona molto bene anche se privo di innervazione.

Il cuore: un miniappartamento

Il cuore è come un piccolo appartamento, con quattro stanze. Il muscolo è cavo all’interno, e vi sono due stanze a destra e due a sinistra, le camere di destra non comunicano con quelle di sinistra, ma comunicano tra loro, le camere sono gli atri e i ventricoli: destro comunica con il ventricolo destro attraverso una porta, la valvola tricuspide. La valvola, come tutte le valvole, comprese quelle dei motori, ha il compito di far passare il liquido, nel nostro caso il sangue, solo in una direzione ovvero dall’atrio al ventricolo e non viceversa. La stessa cosa succede tra l’atrio sinistro e il ventricolo sinistro, con la valvola mitrale che si apre per far passare il sangue che va dall’atrio al ventricolo e si chiude per impedire il passaggio inverso. Nell’atrio destro arrivano due grossi vasi venosi, la vena cava superiore, che porta al cuore il sangue povero di ossigeno e ricco di anidride carboni. Il sangue venoso proveniente dalla testa, dal torace e dagli arti superiori, e la vena cava inferiore, che porta il sangue venoso proveniente dagli arti inferiori e dall’addome.

Dal ventricolo destro nasce un vaso, l’arteria polmonare, che porta il sangue venoso ai polmoni: qui il sangue venoso si arricchisce di ossigeno proveniente dall’aria dei polmoni e cede all’aria stessa l’anidride carbonica di cui è ricco; l’aria viene continuamente ricambiata a ogni atto respiratorio. Il sangue è così diventato arterioso (ricco di ossigeno e povero cli anidride carbonica) e può tornare all’atrio sinistro attraverso quattro vene polmonari; dall’atrio sinistro, attraverso la valvola mitrale, il sangue passa nel ventricolo sinistro che lo spinge in un grande Vaso, l’aorta, che ramificandosi nell’albero arterioso, distribuisce il sangue agli organi. I due vasi che nascono dai ventricoli, l’arteria polmonare e l’aorta, hanno all’origine due valvole, rispettivamente la valvola polmonare e l’atomica, che hanno il compito, aprendosi, di lasciar passare il sangue unicamente verso i vasi, mentre, quando si chiudono, impediscono al sangue di tornare verso i ventricoli. In conclusione il sangue che arriva e quello che lascia il cuore seguono due percorsi indipendenti, che non devono comunicare tra loro: questi percorsi vengono chiamati, rispettivamente, piccola e grande circolazione.

Come avviene la circolazione

Come fa il sangue a spostarsi tra il cuore e gli altri organi? Esso è un liquido che si muove all’interno di un circolo chiuso: il movimento, che è continuo, è garantito da differenze di pressione. La pompa che genera pressione è il cuore. Per esempio, il ventricolo destro spinge il sangue verso i polmoni generando una pressione di circa 25 millimetri di mercurio, mentre nei vasi sanguigni mammari c’è una pressione pari a circa la metà: il sangue non deve fare molta strada perché i polmoni sono a ridosso del cuore, per cui non è necessario generare un’elevata pressione. Ben diversa è la situazione del ventricolo sinistro, che compie un lavoro circa quattro volte superiore a quello destro perché il sangue deve arrivare molto lontano, anche a oltre un metro di distanza, per cui la pressione generata dal cuore sinistro è di circa 120 ~Lig la conseguenza che il muscolo del ventricolo sinistro è molto più spesso del destro (come i museoli degli atleti sono più spessi delle persa me sedentarie in quanto lavorano di più). Naturalmente, il muscolo cardiaco ha bisogno di ricevere sempre molto carburante: ossigeno, zuccheri, grassi. II nutrimento, come per tutti gli altri organi, viene garantito dal cuore stesso. Subito dopo la valvola aortica nascono le prime arterie dell’aorta che si chiamano coronarie e sono le arterie: che nutrono il muscolo cardiaco.

Le coronarie

Si chiamano “coronarie” perché, come una corona, circondano il cuore. Le due arterie (coronaria destra e sinistra) scorrono sulla superficie esterna del cuore dando origine a tanti rami secondari (chi qui anche il nome di albero coronarico), che si addentrano nel muscolo recando nutrimento a tante sue piccole porzioni. Possiamo paragonare l’albero coronarico a un acquedotto che serve un quartiere di una città vi è la condotta principale da cui si staccano vari condotti secondari che servono un gruppo di strade, da questi nascono condotti terziari, che servono le singole vie, e da questi ultimi nascono i rami terminali che portano alle singole utenze. Le “singole utenze” sono le piccole porzioni del muscolo cardiache, che devono continuamente ricevere nutrimento: infarti, a differenza delle utenze domestiche, che possono rimanere anche vari giorni senza acqua, il muscolo cardiaco deve sempre ricevere sangue; il danno che si determina quando questo non arriva più (infarto), dipenderà dalla rapidità con cui si verifica l’interruzione del flusso, ma soprattutto dal tempo di durata dell’interruzione, intuitivo che, tanto più grande è il calibro della coronaria che si chiude, tanto maggiore sarà l’entità dell’infarto. Allo stesso modo in cui, se si chiude la condotta principale dell’acquedotto, un intero quartiere può rimanere senza acqua, se si chiude l’arteria coronaria sinistra si produrrà un infarto molto esteso, che può interessare i due tetti del ventricolo sinistro; se invece si chiude un piccolo ramo terminale, le dimensioni dell’infarto saranno molto ridotte, trascurabili per l’economia del muscolo cardiaco, così come l’interruzione dell’acqua di urna piccola utenza più importante per la famiglia interessata ma passerà inosservata nel quartiere.

Un eccellente motorino elettrico

Come fa a contrarsi il cuore? II cuore è una pompa che, come tutte le pompe, ha bisogno di corrente elettrica per funzionare. II motorino che ci consente di innaffiare il giardino di casa, per sollevare l’acqua dal pozzo ha bisogno di corrente elettrica; allo stesso modo il cuore, per pompare il sangue, ha bisogno di stimoli elettrici che lo devono contrarre ritmicamente. Mentre nel caso di un motore la corrente elettrica deve arrivare dall’esterno, nel muscolo cardiaco la corrente si nuove in un circuito apposito situato all’interno del cuore stesso; dal punto di vista elettrico la pompa cardiaca è assolutamente indipendente dall’esterno. Naturalmente con il passare degli anni il circuito elettrico, invecchiando, può non funzionare più perfettamente, in tal caso è necessario far arrivare dall’esterno la corrente elettrica attraverso un catetere, la cui punta è posta dentro il cuore; all’altra estremità del catetere è collegato un generatore elettrico posto sotto la pelle, generalmente sotto la clavicola sinistra: è il pacemaker elettrico. Il normale funzionamento del circuito elettrico del cuore viene registrai() attraverso l’elettrocardiogramma.

Come si alimenta il cuore?

Come abbiamo visto il cuore è una doppia pompa; la pompa destra invia il sangue ai polmoni per la nuova fornitura di ossigeno; la pompa sinistra invia il sangue nella grande circolazione per rifornire di ossigeno i nastri organi. Il cuore ha continuamente bisogno di ossigeno e sostanze nutritive per poter compiere le sue funzioni; se nutrito correttamente il muscolo cardiaco funziona senza problemi, talora per oltre un secolo. Nell’arco di 80 anni, che è la durata media della vita, il muscolo cardiaco si contrae circa 3 miliardi di volte, in nodo silenzioso e senza pause. L’unica cosa che il cuore richiede è che non gli manchi mai ossigeno e nutrimento. In cambio ci assicura la vita. A ogni contrazione del cuore circa 70 cc di sangue escono dai due ventricoli; la stessa quantità riempie i ventricoli quando questi si rilasciano tra una contrazione e l’altra; se il cuore di una persona a riposo, cioè che non compie attività fisica, si contrae 70 volte al minuto, i ventricoli espellono in questo tempo circa 5 litri di sangue: il lavoro del cuore concorre a determinare il consumo di energia strettamente correlato al consumo cardiaco di ossigeno. A riposo, il consumo di ossigeno è di circa 24 ml al minuto; di questi, il cuore ne consuma appena 8 per sé (per mantenere le sue cellule sane e integre), mentre ben 16, i due terzi, li consuma per espellere il sangue verso i polmoni e nell’aorta. Per compiere questo lavoro, a riposo, consuma circa 45 calorie al minuto; in termini di potenza produce un risultato di circa 6 Watt, pari alla lampadina posteriore di una bicicletta. In caso cli attività fisica intensa, il cuore arriva a pompare anche 30 litri di sangue al minuto. Ne deriva che anche il consumo di ossigeno può aumentare fino a 5 volte i valori basali. Stabilita l’importanza clic l’ossigeno ha per il cuore (il muscolo cardiaco produce solo lavoro aerobio perché le cellule non sono in grado di contrarsi in assenza cli ossigeno), risulta più facile comprendere come l’improvvisa interruzione del flusso di sangue (e quindi di ossigeno) verso una parte del muscolo cardiaco possa nere effetti devastanti.



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