La fisiologia cardíaca

El cicle cardíac és la seqüència d’esdeveniments elèctrics, mecànics, sonors i de pressió, relacionats amb el flux de sang, que ocorren durant un batec complet del cor; és a dir, des del començament d’un batec cardíac fins a l’inici del següent. Té com a finalitat produir una sèrie de canvis de pressió perquè la sang circuli, de manera que al llarg del cicle la pressió augmenta i disminueix.

Cada cicle cardíac comença amb un potencial d’acció en el nòdul sinusal, que viatja al llarg de tot el sistema de conducció estimulant les cèl·lules perquè el múscul cardíac es contregui (vegeu la figura).

El cicle cardíac comprèn:

1. La despolarització i la repolarització del miocardi.
2. La contracció i la relaxació de les quatre cavitats cardíaques (aurícules i ventricles).
3. El tancament i l’obertura de les vàlvules i la producció de sorolls associats.

Aquest procés transcorre en menys d’un segon. Fet recíproc a la durada d’un cicle és la freqüència cardíaca (normalment s’expressa en batecs per minut, per tant cal multiplicar per 60 si la durada es mesura en segons).

El batec del cor es produeix per una alternança de la sístole i la diàstole. La diàstole és més llarga que la sístole: aproximadament dos terços de la durada total del cicle corresponen a la diàstole i un terç a la sístole. En conjunt, en cada batec es distingeixen quatre fases:

• Fases de la sístole auricular (contracció miocàrdia, durant la qual el cor expulsa la sang que hi ha al seu interior):
  • Contracció ventricular isovolumètrica (sístole ventricular).
  • Ejecció.
• Fases de la diàstole auricular (relaxació cardíaca, durant el qual el cor s’omple de sang):
  • Relaxació ventricular isovolumètrica (diàstole ventricular).
  • Ompliment ventricular passiu.

La sístole auricular és la contracció del teixit muscular cardíac auricular. Aquesta contracció produeix un augment de la pressió en la cavitat cardíaca auricular, amb ejecció del volum sanguini contingut.

La contracció de les aurícules fa passar la sang dels ventricles a través de les vàlvules auriculoventriculars. Quan augmenta la pressió intraventricular, hi ha la coaptació de les vàlvules auriculoventriculars i impedeix que la sang torni a les aurícules. Després de la contracció, el teixit muscular cardíac es relaxa i dona pas a la diàstole auricular i ventricular (vegeu la figura).

La diàstole és el període en què el cor es relaxa després d’una contracció (anomenat període de sístole auricular) i es prepara per a l’ompliment amb sang circulatòria. En la diàstole ventricular els ventricles es relaxen, i en la diàstole auricular les aurícules estan relaxades. Juntes se les coneix com la diàstole cardíaca.

Durant la diàstole auricular, les aurícules s’omplen de sang pel retorn venós des dels teixits per la via de les venes caves superior i inferior, i es produeix un augment progressiu de la pressió intraauricular fins a superar la pressió intraventricular.

Durant la diàstole ventricular, la pressió dels ventricles cau per sota de l’inici al qual va arribar durant la sístole auricular. Quan la pressió en el ventricle esquerre cau per sota de la pressió de l’aurícula esquerra, la vàlvula mitral s’obre i el ventricle esquerre s’omple amb sang que s’havia estat acumulant en l’aurícula esquerra. Un 70% de l’ompliment dels ventricles ocorre sense necessitat de sístole auricular. Igualment, quan la pressió del ventricle dret cau per sota del de l’aurícula dreta, la vàlvula tricúspide s’obre i el ventricle dret s’omple de la sang que s’acumulava en l’aurícula dreta.

La freqüència cardíaca és el nombre de cicles cardíacs per unitat de temps. El cicle es repeteix unes vint vegades per minut, però pot incrementar o alentir segons les necessitats de l’organisme a través del sistema nerviós:

En el següent vídeo podeu veure les fases del cicle cardíac:

El sistema de conducció elèctrica del cor permet que l’impuls que es genera en el nòdul sinusal del cor es propagui i estimuli el miocardi (múscul cardíac), fet que provoca la seva contracció. Dit d’una altra manera, consisteix en l’estimulació coordinada del miocardi que permet la contracció eficaç del cor, de manera que la sang sigui bombada per tot el cos. El procés seria el següent (vegeu la figura):

1. l’impuls elèctric es genera en el nòdul sinusal,
2. passa al nòdul auriculoventricular i
3. es distribueix als ventricles a través del feix de His i les fibres de Purkinje.

El node o nòdul sinusal o sinoauricular (també conegut com a node de Keith i Flack) és una de les estructures que componen el sistema de conducció elèctrica del cor. Normalment és on s’origina l’impuls elèctric que dona origen al batec cardíac. Està en el subepicardi anterolateral en els 2/3 superiors del solc terminal en la unió de l’aurícula dreta, sota la desembocadura de la vena cava superior.

El nòdul auriculoventricular (NAV) o nòdul d’Aschoff-Tawara (epònim provinent dels patòlegs que el descobriren conjuntament) és una part del sistema de control elèctric del cor que coordina el funcionament de la part superior d’aquest òrgan, connectant les aurícules i els ventricles. El nòdul auriculoventricular és una àrea de teixit especialitzat i està situat entre les aurícules i els ventricles, concretament a la part inferior del solc interauricular, prop del septe membranós interventricular.

La funció del nòdul auriculoventricular està estretament lligada a la del nòdul sinusal o sinoauricular. Com hem comentat, el nòdul sinusal inicia l’impuls elèctric cardíac, un estímul rítmic d’autoexcitació que fa que el cor es contregui entre 60 i 100 vegades per minut. En cas de fallada d’aquest nòdul, que seria com el marcapassos del cor, aquesta funció recauria sobre el nòdul auriculoventricular, que enviaria impulsos elèctrics d’una freqüència menor, la qual cosa produiria un batec més feble i menys freqüent del cor.

D’altra banda, el fascicle auriculoventricular, tradicionalment conegut com a feix de His, és una formació intracardíaca consistent en un fi cordó de naturalesa muscular, d’aproximadament 1 cm de longitud, que forma part del sistema de conducció del cor, per mitjà del qual l’excitació de les aurícules es transmet als ventricles.

S’origina en el nòdul de Tawara, situat a l’aurícula dreta, i recorre la cara inferior de l’envà interauricular. Després d’un breu trajecte al llarg de l’envà interventricular es divideix en dues branques: la dreta i l’esquerra. Les últimes derivacions del feix de His s’estenen per l’endocardi ventricular, formant la xarxa de Purkinje (xarxa subendocàrdica).

Les fibres de Purkinje (o teixit de Purkinje) formen part del múscul cardíac i es localitzen a les parets ventriculars, per sota de l’endocardi. Aquestes fibres són cèl·lules musculars miocardials especialitzades que condueixen l’impuls elèctric que ocasiona la contracció coordinada dels ventricles del cor. En aquest sentit, el miocardi porta a terme un control elèctric mitjançant dues ordres:

• El primer ordre es deriva del nòdul sinusal. La propagació del control del primer ordre del nòdul sinusal està estretament lligada a descàrregues del sistema simpàtic.
• El segon ordre està sota el control de la innervació autònoma, tant simpàtica com parasimpàtica.

La circulació pulmonar o menor és la part del sistema cardiovascular en la qual la sang pobra en oxigen es bomba des del cor dret, a través de l’artèria pulmonar, cap als pulmons i torna, oxigenada, al cor a través de la vena pulmonar:

1. La sang pobra en oxigen i rica en CO₂ surt del ventricle dret del cor per l’artèria pulmonar, que es divideix en dues branques que porten la sang cap als vasos capil·lars de cada pulmó, on l’oxigen entra a la sang i el diòxid de carboni en surt.
2. En els capil·lars alveolars pulmonars, la sang s’oxigena a través d’un procés conegut com a hematosi i es recondueix per les quatre venes pulmonars que dirigeixen la sang rica en oxigen fins a l’aurícula esquerra del cor, i d’allí, passant per la vàlvula mitral, arriba al ventricle esquerre.

La circulació sistèmica o major és la part del sistema cardiovascular que transporta la sang oxigenada des del ventricle esquerre cap a la resta del cos a través de l’artèria aorta i les seves branques. La circulació sistèmica és, en termes de distància, molt més llarga que la circulació pulmonar (vegeu la figura):

1. El recorregut de la sang comença en el ventricle esquerre del cor i continua per l’artèria aorta i les seves branques fins al sistema capil·lar.
2. A partir dels capil·lars, la sang pobra en oxigen és conduïda per diferents venes que convergeixen en la vena cava superior i la vena cava inferior, que desemboquen en l’aurícula dreta del cor.
3. Les venes que s’encarreguen de retornar la sang del cap i els braços s’ajunten per formar la vena cava superior. La sang de la part inferior del cos és portada cap al cor per la vena cava inferior, i tant la vena cava superior com la vena cava inferior desemboquen en l’aurícula dreta.

La innervació del sistema vascular depèn del sistema nerviós vegetatiu, que es divideix funcionalment en dues parts:

• Sistema simpàtic. Usa noradrenalina i acetilcolina com a neurotransmissor i està implicat en activitats que requereixen despesa d’energia. També és anomenat sistema adrenèrgic o noradrenèrgic, ja que és el que prepara al cos per reaccionar davant d’una situació d’estrès.
• Sistema parasimpàtic. Fa servir l’acetilcolina. Està encarregat d’emmagatzemar i conservar l’energia. És anomenat també sistema colinèrgic, ja que és el que manté al cos en situacions normals i després d’haver passat la situació d’estrès. És antagònic al simpàtic.

El sistema nerviós autònom el componen arrels, plexes i troncs nerviosos. El plexe cardíac és una aglomeració de fibres del sistema nerviós autònom: les que són de tipus simpàtic (provinents de la cadena simpàtica) i parasimpàtic (provinents del nervi vague). Alhora, el plexe cardíac es divideix en porció superficial i porció profunda:

• La porció superficial se situa per sota de la crossa aòrtica i per davant de l’arteria pulmonar dreta. La porció superficial es relaciona principalment amb la innervació vegetativa de l’artèria coronària dreta, i envia branques nervioses cap al plexe cardíac profund i el plexe pulmonar.
• La porció profunda té dues parts, una dreta i una altra esquerra. La part simpàtica s’encarrega dels efectes d’acceleració del ritme cardíac i amb vasodilatació coronària, mentre que la seva contrapart funciona com a desaccelerador i vasoconstrictor.

La vasoconstricció és la constricció o l’estrenyiment d’un vas sanguini que es manifesta com una disminució del seu volum. Un vasoconstrictor és una substància o estímul ambiental que provoca vasoconstricció directament o indirectament. Molts vasoconstrictors actuen sobre receptors específics de la vasopressina o sobre adrenoreceptors. Els vasoconstrictors són també utilitzats clínicament per incrementar la pressió sanguínia o per reduir el flux sanguini localment.

La vasoconstricció, a nivell de la microvasculatura cutània, fa que la pell adquireixi un to pàl·lid o blanquinós. Aquest pot ser el resultat de factors ambientals o psicològics com el fred o l’estrès. L’efecte antagònic a la vasoconstricció és la vasodilatació.

La vasodilatació és la capacitat dels vasos sanguinis (artèries i venes) de dilatar-se segons els estímuls químics, físics o nerviosos que puguin rebre. Això produeix una disminució de la pressió arterial quan incideix en la xarxa arterial. És important en la termoregulació de l’organisme, en afectar la circulació perifèrica, així com en la regulació del flux sanguini a les àrees on l’organisme necessiti eventualment més oxigenació cel·lular.