Definizione
Il ciclo cardiaco è la serie di contrazioni nel cuore che pressurizzano diverse camere, causando l’afflusso di sangue in una direzione. Ci sono due fasi durante il ciclo cardiaco. Durante la diastole, i ventricoli si rilassano e si riempiono di sangue. I muscoli si contraggono durante la sistole, spingendo il sangue attraverso le arterie.
Ciclo cardiaco spiegato
Il ciclo cardiaco varia nei diversi organismi, a causa dei cambiamenti nella struttura del cuore. I pesci hanno un cuore a due camere, con flusso unidirezionale. Alcuni organismi hanno un cuore a tre camere, che consiste di seno venoso, atrio e ventricolo. Questo si vede in organismi come rettili e anfibi.
Mammiferi e uccelli hanno sviluppato un più efficiente cuore a 4 camere, che può fornire una maggiore pressione di sangue agli organismi. Il cuore a 4 camere è in realtà solo una modifica del cuore a 3 camere. Il seno venoso è ridotto al nodo senoatriale, situato nell’atrio destro. L’atrio e i ventricoli sono divisi nel cuore a quattro camere, permettendo di stabilire una via separata per i polmoni. Le vie di circolazione separate sono conosciute come circolazione polmonare (ai polmoni) e circolazione sistemica (al corpo).
Le seguenti fasi del ciclo cardiaco sono rappresentative del cuore quadricamerale dei mammiferi. Il ciclo cardiaco degli animali con cuori a tre camere è simile, tranne che gli atri e i ventricoli non sono divisi completamente, se non del tutto. Il pesce gatto, e altri organismi che hanno un cuore più ancestrale, usano semplicemente il cuore per muovere il liquido attraverso il loro corpo ad un ritmo lento. In organismi come questo, il ciclo cardiaco è molto meno distinto perché il cuore non stabilisce un ritmo specifico.
Nella maggior parte degli animali, il battito cardiaco è regolato da nervi nel nodo senoatriale ed eseguito da nervi in tutto il cuore. Le cellule dei muscoli cardiaci sono collegate anche lateralmente, permettendo loro di passare l’impulso nervoso ricevuto a tutti i loro vicini, creando contrazioni ritmiche.
Fasi del ciclo cardiaco
Le due fasi principali del ciclo cardiaco sono sistole e diastole, e si succedono in sequenza. Ogni fase del ciclo cardiaco contiene passi importanti che dirigono correttamente il flusso di sangue. Queste fasi includono le contrazioni delle camere cardiache e la corretta apertura e chiusura di specifiche valvole cardiache.
Diastole
La fase diastole inizia con il rilassamento di tutti i muscoli del cuore. Durante la diastole, il sangue ritorna al cuore e comincia a riempire gli atri e i ventricoli. La mancanza di pressione nel ventricolo permette l’apertura delle valvole mitrale e tricuspide, che permettono al sangue degli atri di entrare nei ventricoli destro e sinistro, rispettivamente. Questa fase del ciclo cardiaco può essere vista nell’immagine qui sotto.
Un segnale inviato al nodo senoatriale induce i muscoli di entrambi gli atri a contrarsi. All’unisono, questo spinge il sangue fuori dagli atri e nei ventricoli. La maggior parte del sangue lascia gli atri a questo punto del ciclo cardiaco. Mentre gli atri si contraggono, il potenziale d’azione passa attraverso i muscoli e i nervi del cuore ai ventricoli.
Sistole
Un’altra onda di contrazione inizia quando i ventricoli entrano nella sistole ventricolare e cominciano a contrarsi. L’aumento della pressione nei ventricoli chiude le valvole mitrale e tricuspide. La pressione spinge l’apertura delle valvole aortica e polmonare. Questo può essere visto nell’immagine qui sotto. Questo inizia la parte di sistole del ciclo.
I ventricoli si contraggono fortemente, spingendo la maggior parte del sangue che contengono nella circolazione polmonare e sistemica. L’aorta è l’arteria principale che alimenta il sangue ossigenato al corpo ed è collegata al ventricolo sinistro. L’arteria polmonare esce dal ventricolo destro e porta il sangue non ossigenato ai polmoni. Questo sangue poi ritorna ed entra nell’atrio sinistro. Qui drena nel ventricolo sinistro per essere pompato fuori al corpo.
Il corpo usa l’ossigeno e restituisce il sangue all’atrio destro, e il ciclo ricomincia. Mentre una pompa di sangue può impiegare un po’ di tempo per fare il giro del corpo, il cuore continua il ciclo cardiaco all’infinito, per assicurare il movimento delle sostanze nutritive e dell’ossigeno nel corpo, oltre a rimuovere i rifiuti tossici del metabolismo.
Video del ciclo cardiaco
L’intero ciclo cardiaco può essere visto nella seguente animazione, che traccia il ciclo cardiaco insieme alla pressione e al volume delle diverse camere.
Uno strumento importante per misurare il ciclo cardiaco è l’elettrocardiogramma, che può essere visto come la linea verde sul grafico sopra. L’elettrocardiogramma è un segnale che può essere misurato da una sensibile elettronica medica e fornisce uno sguardo al ciclo cardiaco. Il “QRS” sulla linea verde indica punti significativi nel segnale e corrisponde alla contrazione dei ventricoli. Lo studio degli elettrocardiogrammi può portare a importanti intuizioni sul funzionamento del cuore. Non solo la presenza di un segnale, ma la forza del segnale e la spaziatura degli eventi sono tutte misure significative del funzionamento del cuore.