Il Superuovo

Ecco come Irama ci porta alla scoperta delle funzioni del cuore

Ecco come Irama ci porta alla scoperta delle funzioni del cuore

Dalle generalità anatomiche del cuore fino alle sue peculiarità nei pesci grazie a “La ragazza con il cuore di latta”.

a. tessuto muscolare scheletrico, b. tessuto muscolare liscio, c. tessuto muscolare cardiaco (courses.lumenlearning.com)

All’interno di questa canzone vengono trattate diverse situazioni e tematiche complicate, una delle quali riguarda un difetto cardiaco. La ragazza di cui si parla infatti possiede un pacemaker, ovvero un dispositivo che permette di tenere sotto controllo il ritmo cardiaco. Questa canzone ci porta quindi alla scoperta di questo complicato organo, dalle sue principali funzioni e caratteristiche, alle grandi differenze tra mammiferi e pesci.

GENERALITA’ DEL CUORE

Il cuore è una struttura muscolare caratterizzata da cellule di piccole dimensioni che presentano un nucleo localizzato nella zona centrale della cellula stessa. Le cellule miocardiche sono organizzate in modo tale da garantire una veloce trasmissione dell’eccitazione: questa caratteristica è possibile in quanto le cellule sono in connessione con le strie scalariformi, ovvero zone del cuore in cui si ritrovano giunzioni comunicanti che consentono il rapido passaggio degli ioni coinvolti nella contrazione muscolare. La costante attività del cuore richiede molta energia e per sostenerne l’attività le cellule cardiache sono dotate di numerosi mitocondri deputati alla produzione energetica, ovvero di ATP. Nel cuore si possono inoltre ritrovare due tipi di tessuto, si parla pertanto di tessuto miocardico spugnoso che consente di muovere grandi volumi di sangue a basse pressioni, e tessuto miocardico compatto che permette invece di spostare piccoli volumi di sangue ad alta pressione. Una caratteristica fondamentale delle cellule muscolari cardiache è l’eccitabilità: quando vengono opportunamente stimolate, queste rispondono con una contrazione. Grazie alla presenza delle giunzioni comunicanti citate in precedenza, l’eccitazione si distribuisce velocemente a tutte le cellule adiacenti avendo come risultato finale la contrazione simultanea di grandi aree del cuore. L’attivazione del muscolo cardiaco è molto simile a quello del muscolo scheletrico, nella contrazione vengono infatti coinvolti gli stessi ioni. La durata della contrazione risulta essere però più lunga nel muscolo cardiaco nel momento in cui il passaggio di ioni dall’interno all’esterno della cellula e viceversa, risulta essere meno immediato.

Tessuto muscolare cardiaco in sezione longitudinale (people.unipi.it)

LE CELLULE PACEMAKER E LA CONDUZIONE DELLO STIMOLO

A questo punto la situazione diventa piuttosto complessa, ve lo dico onestamente, quindi preparatevi e cercate di concentrarvi il più possibile. La contrazione ritmica del cuore è possibile grazie alla presenza delle cellule pacemaker: queste cellule sono infatti in grado di depolarizzarsi autonomamente scaricando ritmicamente dei potenziali di azione. In questo modo, queste particolari cellule, riescono a controllare tutte le altre cellule presenti determinando una contrazione del muscolo cardiaco. Nel caso degli endotermi, questi centri dell’automatismo cardiaco comprendono il nodo seno-atriale localizzato nell’atrio destro, e il nodo atrio-ventricolare localizzato nel setto interatriale. A partire dal tessuto nodale, l’eccitazione fluisce rapidamente a tutte le varie parti del cuore con un’ordine ben preciso, in modo tale che si verifichi prima la contrazione degli atri e in seguito quella dei ventricoli. Solamente in questo modo sarà possibile avere la corretta alternanza tra la sistole (ovvero la contrazione) e la diastole (cioè il rilassamento) delle diverse camere che compongono il cuore, garantendo inoltre la corretta sincronia delle numerose cellule cardiache. La diffusione dell’eccitazione inizia quindi a livello del nodo seno-atriale e da qui si propagherà velocemente alle strie scalariformi, alle cellule adiacenti a queste e a tutto il resto del tessuto muscolare degli atri dove infine raggiungerà il nodo atrio-ventricolare. A questo punto, l’eccitazione subisce un calo della velocità di propagazione garantendo in questo modo il completo svuotamento degli atri prima che si verifichi quello dei ventricoli. Infine, dal nodo atrio-ventricolare, l’eccitazione raggiunge il fascio di His che si sviluppa in senso discendente lungo il setto interventricolare per poi dividersi in due rami che raggiungono l’apice del cuore. Questi due rami si dividono poi ulteriormente dando origine a delle fibre finissime, ovvero le fibre del Purkinje, che avvolgono la parete dei ventricoli e risalgono lungo la muscolatura ventricolare. In questo modo, grazie alla presenza delle giunzioni comunicanti che mettono in comunicazione le fibre del Purkinje con il miocardio, l’eccitazione si propaga ordinatamente a partire dall’apice dei ventricoli, raggiungendo solamente in un secondo momento la base di quest’ultimi. Questo complesso processo si sviluppa in poco tempo, garantendo il circolo del sangue attraverso vene e arterie.

(gastroepato.it)

PRINCIPALI DIFFERENZE TRA PESCI E MAMMIFERI

Mentre uccelli e mammiferi presentano quattro camere cardiache (due atri posti sopra due ventricoli) separati verticalmente dal setto cardiaco e delimitati orizzontalmente da valvole, i teleostei e gli elasmobranchi presentano un cuore con un’organizzazione a S. Nel caso degli elasmobranchi le camere sono rappresentate da un seno venoso, un atrio, un ventricolo e un cono arterioso. Come negli omeotermi il passaggio di sangue è regolato da valvole che in questo caso sono poste tra seno venoso e atrio, atrio e ventricolo, e infine vi è una numerosa serie di valvole a livello del cono arterioso. Nei teleostei la struttura generale è molto simile, l’ultima camera in questo caso prende però il nome di bulbo arterioso, che a differenza del cono venoso non presenta valvole, ed è il risultato di una modificazione del tratto iniziale dell’aorta. Sia nei teleostei che negli elasmobranchi, il ventricolo è la camera cardiaca in grado di sviluppare la maggior forza propulsiva grazie a una parete muscolare molto spessa che è costituita da tessuto muscolare cardiaco compatto e spugnoso. Un’altra grande differenza è da ritrovarsi nella conformazione delle cellule cardiache che in questi animali si presentano allungate e sottili. Per quanto riguarda la contrazione cardiaca, in teleostei ed elasmobranchi è innescata da cellule pacemaker localizzate nel seno venoso, pertanto a partire dal nodo del seno viene generato un potenziale d’azione che si propaga ordinatamente alle cellule cardiache grazie alla presenza di giunzioni comunicanti che consentono di attivare in sequenza le diverse camere cardiache.

Cuore dei teleostei. Negli elasmobranchi è presente il cono arterioso al posto del bulbo arterioso (sciencedirect.com)

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