Gittata cardiaca - fisiologia

La gittata cardiaca è un parametro che definisce il volume di sangue pompato da un ventricolo in un arco di tempo. Convenzionalmente, per gittata cardiaca si intende un valore espresso in litri per minuto che può variare in base a numerosi fattori fisiologici o patologici. In linea generale, questo parametro può essere definito come un indice di efficienza del cuore.

La formula che permette di definire la gittata cardiaca è la seguente:

gittata = frequenza cardiaca x volume di eiezione ventricolare

Negli adulti, il volume di sangue pompato dai ventricoli è pari a circa 5 L/min. A riposo, la frequenza cardiaca è pari a circa 72 battiti per minuto. Il volume di eiezione ventricolare è di circa 0.07 L. Sostituendo questi dati alla formula precedente è facile calcolare che:

gittata = 72 bpm * 0.07 L/battito = 5 L/min

Equilibro tra ventricolo destro e ventricolo sinistro

Durante ogni singolo ciclo cardiaco i ventricoli destro e sinistro si contraggono in sincronia. Il sangue che proviene dal ventricolo sinistro entra nella circolazione sistemica a differenza del sangue proveniente dal ventricolo destro che percorre la circolazione polmonare. I volumi di eiezione, in un arco di tempo definito, dei due ventricoli devono essere mediamente uguali. Variazioni della gittata cardiaca tra i due ventricoli porterebbero all'accumulo in una delle due circolazioni e al deficit nell'altra. Questa condizione, a lungo andare, porterebbe a importanti scompensi.

Controllo e modulazione

La modulazione e il controllo della gittata cardiaca sono aspetti molto complessi che risolvono essenzialmente in due parametri: la frequenza cardiaca e il volume di eiezione ventricolare. Il controllo di uno dei due parametri determina la quantità di sangue espulso a ogni contrazione ed è un aspetto cruciale per il corretto approvvigionamento di sangue polmonare e periferico.

Parametri che determinano il volume di eiezione ventricolare.

Il battito cardiaco è generato spontaneamente dalle cellule pacemaker ma è sotto stretto controllo del sistema nervoso autonomo e di alcuni ormoni. Questi sistemi, oltre a controllare la frequenza del battito cardiaco possono controllare anche la forza di contrazione del ventricolo. Un terzo tipo di controllo è operato dal cuore stesso che, attraverso alcuni meccanismi, può alterare sia la frequenza di contrazione sia la forza. I sistemi nervosi e ormonali sono esterni all'organo cardiaco e prendono il nome di controlli estrinseci a differenza dei controlli intrinseci operati direttamente dal cuore.

Parametri estrinseci e intrinseci che controllano e modulano l'attività cardiaca in termini frequenza (contrazioni per minuto) e volume di eiezione ventricolare (volume di sangue per singolo battito).

Controllo nervoso

La gittata cardiaca e, in generale, il ciclo cardiaco è sotto stretto controllo nervoso. I sistemi che agiscono sul cuore sono due: sistema simpatico e sistema parasimpatico. Ciascuno di essi raggiunge differenti zone del tessuto cardiaco e opera effetti opposti. Il sistema parasimpatico innerva la zona atriale adiacente al nodo senoatriale (SA) e al nodo atrio ventricolare (AV). Il sistema simpatico oltre ai due nodi innerva anche il miocardio ventricolare. L'attività simpatica aumenta la frequenza cardiaca poiché agisce direttamente sulla capacità di genesi del potenziale d'azione. Il sistema parasimpatico, invece, opera l'effetto inverso giacché modula negativamente la frequenza cardiaca.

Controllo ormonale

Alcuni ormoni controllano la gittata intervenendo sulla frequenza cardiaca. La maggior parte di essi aumenta la frequenza e la forza di contrazione. I principali ormoni coinvolti in questa regolazione positiva sono gli ormoni tiroide, gli ormoni del pancreas (insulina e glucagone) e l'adrenalina.

Legge di Starling

Un tipo di modulazione passiva, che determina la gittata, deriva direttamente dalla Legge di Starling la quale afferma che all'aumentare del ritorno venoso aumenta l'espansione sul miocardio e, di conseguenza, la forza di contrazione del ventricolo. Questa variazione avviene grazie allo stiramento del muscolo e alla maggiore superficie di contatto tra actina e miosina. Il muscolo cardiaco, a differenza di ogni altro tipo di muscolo, ha una lunghezza ottimale più grande rispetto alla grandezza di riposo. Per questo motivo, l'estensione della fibra muscolare cardiaca attiva una migliore contrazione.

Effetti sulla salute

Qualsiasi alterazione della gittata cardiaca ha un effetto diretto sulla salute. Un volume di eiezione ventricolare elevato porta alla condizione di ipertensione mentre un volume insufficiente determina l'edema e perfino sofferenza cardiaca. L'ipertensione ha un effetto deleterio sui vasi poiché li sottopone a intenso stress meccanico. Le condizioni di difficoltà cardiache devono essere accuratamente valutate dal cardiologo e risolte tramite un approccio farmacologico oppure comportamentale.

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