Per illustrare la relazione pressione-volume per un singolo ciclo cardiaco, il ciclo può essere diviso in quattro fasi fondamentali: riempimento ventricolare (fase a; diastole), contrazione isovolumetrica (fase b; sistole), eiezione (fase c; sistole), e rilassamento isovolumetrico (fase d; diastole) . Il punto 1 sul ciclo PV è la pressione e il volume alla fine del riempimento ventricolare (diastole), e quindi rappresenta la pressione e il volume end-diastolico (EDV) del ventricolo. Quando il ventricolo inizia a contrarsi isovolumetricamente (fase b), la valvola mitrale si chiude e la LVP aumenta, ma il volume LV rimane lo stesso, risultando quindi in una linea verticale (tutte le valvole sono chiuse). Quando la LVP supera la pressione diastolica aortica, la valvola aortica si apre (punto 2) e inizia l’eiezione (fase c). Durante questa fase il volume del LV diminuisce mentre la LVP aumenta fino a un valore di picco (pressione sistolica di picco) e poi diminuisce mentre il ventricolo inizia a rilassarsi. Quando la valvola aortica si chiude (punto 3), l’eiezione cessa e il ventricolo si rilassa isovolumetricamente – cioè, la LVP scende ma il volume del LV rimane invariato, quindi la linea è verticale (tutte le valvole sono chiuse). Il volume del LV in questo momento è il volume endosistolico (cioè, residuo) (ESV). Quando la LVP scende al di sotto della pressione atriale sinistra, la valvola mitrale si apre (punto 4) e il ventricolo inizia a riempirsi. Inizialmente, l’LVP continua a scendere mentre il ventricolo si riempie perché il ventricolo si sta ancora rilassando. Tuttavia, una volta che il ventricolo è completamente rilassato, la LVP aumenta gradualmente man mano che il volume del LV aumenta. La larghezza dell’anello rappresenta la differenza tra EDV ed ESV, che è per definizione lo stroke volume (SV). L’area all’interno del ciclo è il lavoro di corsa ventricolare.
Il riempimento ventricolare avviene lungo la relazione pressione-volume end-diastolica (EDPVR), o curva di riempimento passivo del ventricolo. La pendenza della EDPVR è il reciproco della compliance ventricolare. Pertanto, i cambiamenti nella compliance ventricolare alterano la pendenza della curva di riempimento passivo. Per esempio, nell’ipertrofia ventricolare il ventricolo è meno flessibile (cioè, è più rigido) e quindi la pendenza della curva di riempimento è aumentata. Questo si traduce in pressioni più elevate durante il riempimento a un dato volume ventricolare. Un altro esempio di come l’EDPVR può essere alterato è quando un ventricolo si dilata cronicamente (rimodella) come avviene nella cardiomiopatia dilatativa o nella malattia valvolare. Un ventricolo dilatato ha una maggiore compliance passiva e quindi la pendenza della curva di riempimento è ridotta. Questo si traduce in pressioni ventricolari più basse durante il riempimento a qualsiasi volume ventricolare dato.
La pressione massima che può essere sviluppata dal ventricolo a qualsiasi volume ventricolare sinistro dato è definita dalla relazione pressione-volume end-sistolico (ESPVR), che rappresenta lo stato inotropo del ventricolo. La pendenza e l’intercetta x dell’ESPVR sono generate sperimentalmente occludendo la vena cava inferiore (IVC), che riduce il ritorno venoso al cuore (vedi figura). Questo diminuisce il precarico ventricolare (EDV) e fa sì che l’anello PV si sposti a sinistra e diventi più piccolo per diversi battiti cardiaci; la diminuzione del precarico provoca una riduzione della SV (larghezza dell’anello). Anche la pressione sistolica di picco (altezza dell’ansa) diminuisce perché la pressione arteriosa diminuisce man mano che la portata cardiaca diminuisce durante l’occlusione dell’IVC. Pertanto, il postcarico è diminuito insieme al precarico. L’ESPVR è determinato dalla linea che interseca gli angoli in alto a sinistra dei cicli. Una relazione lineare si verifica generalmente entro un intervallo ristretto di pressioni e volumi (diversi battiti). Dopo alcuni secondi l’ESPVR diventa non lineare con una pendenza più ripida man mano che i baroreflex aumentano l’inotropia ventricolare. È importante notare che l’anello pressione-volume non può attraversare l’ESPVR perché tale relazione definisce la pressione massima che può essere generata in un dato stato inotropo.
Le relazioni pressione-volume end-diastolica e end-sistolica sono analoghe alle curve di tensione passiva e totale utilizzate per analizzare la funzione muscolare.
L’anello PV cambia quando il precarico, il postcarico e lo stato inotropo del cuore cambiano. Per vedere come questi influenzano i cicli FV, CLICCA QUI.
Clicca sotto per vedere come i seguenti influenzano i cicli FV:
- Disfunzione sistolica
- Disfunzione diastolica
- Malattia valvolare