Fisiologia Clinica dell'apparato Cardiovascolare

PRESENTAZIONE L'idea di questo libro, come pure del corso Physician 's Cardiovascular Mechanics and Fluid Dynamics è nata dalla convinzione che, non essendovi risposte semplicistiche a questioni complesse, la trattazione del tema della Fisiologia Cllnica dell'Apparato Cardiovascolare richieda la ricerca di solide basi razionali. Ciò non può non contemplare il coinvolgimento delle Scienze di base (Fisica, Chimica e Matematica) e delle moderne discipline e tecnologie (Biologia molecolare, Genetica, Energetica, Bioingegneria), specialmente in un'epoca in cui all'empirismo della Medicina classica si è andato sostituendo un approccio realisticamente quantitativo ai fenomeni. Fin dai tempi di Harvey and Hales (XVII secolo), gli studi sperimentali avevano reso evidente come il flusso del sangue avvenga ad opera della propulsione assicurata dalla pompa cardiaca. Poco dopo, furono Malpighi e Borrelli che riconobbero l'importanza della latrofisica e della latromeccanica nello studio della circolazione del sangue. Successivamente, Bernoulli, Hagen e Poiseuille, attraverso la formulazione delle leggi che portano i loro nomi, posero le basi dell'emodinamica, mentre, più tardi, Frank (1895), Starling (1916) e Guyton (1955) descrissero i determinanti della funzione ventricolare: in anni più recenti, con la scoperta dei fattori natriuretici, è poi emersa l'importanza della funzione endocrina del cuore. Sono ormai parecchi decenni che alla valutazione cllnica dei pazienti si è affiancata la misurazione di parametri fisici strumentali: le pressioni, i/lussi, le resistenze, i volumi, le velocità e i gradienti. Ciò avviene attraverso misurazioni dirette delle variabili o per la loro derivazione grazie a specifiche formule (in un rigoroso controllo dimensionale). Molti di questi parametri sono indicativi dei fenomeni energetici alla base della dinamica cardiaca, circolatoria e del sistema vascolare. In Fisiologia, come nella Fisica, l'intuizione del profondo significato dell 'Energetica si deve agli importanti contributi degli scienziati tedeschi del XIX secolo, il biochimico Liebig, il medico Mayer e il fisico e fisiologo Helmholtz. Dal loro apporto è venuta la definizione dei principi di conservazione energetica e delle leggi della Termodinamica, che hanno aperto la strada alle scoperte di Einstein del '900 sui rapporti tra Energia e materia. Tuttavia, l'Energetica, insieme alla Genetica, costituisce anche l'essenza della Vita. Gli organismi viventi sono costituiti da molecole organiche che hanno la straordinaria capacità di riprodursi per infinite generazioni, mantenendo costanti le loro strutture nelle quali è iscritto un progetto autonomo e in cui gli aspetti energetici giocano un ruolo cruciale. L'impostazione energetica della funzione del cuore, e i suoi presupposti fisici e biologici, è divenuta ormai Un 'esigenza imprescindibile nell'affrontare la Fisiologia e la Fisiopatologia dell'Apparato Cardiovascolare, giacché forma, struttura e funzione del cuore e della circolazione sono ampiamente vincolate entro definiti limiti energetici. Il cuore è una straordinaria macchina termodinamica che attraverso la trasformazione dell'energia elettro-magnetica dei combustibili derivati dal carbonio in energia meccanica e quindi in calore permette al sangue di circolare, così da diffondere alle cellule i nutrienti per le ossidoriduzioni della Vita. Normalmente, il funzionamento del cuore tende a svolgersi nelle migliori condizioni di efficienza energetica, ma fatalmente ogni singolo battito lo rende sempre meno efficiente (aumento di entropia) e lo avvicina all'esito finale. Pur con notevoli margini di adattabilità (la riserva), i vincoli energetici espongono il sistema a perturbazioni (le malattie) e a processi di naturale esaurimento (I 'invechiamento). Queste considerazioni erano già state, in parte, espresse nel volume di Herbert Levine "Clinical Cardiovascular Physiology" (1976) ed è in omaggio a questo Autore che è stato scelto il titolo del libro. Oggi, nell 'era della Medicina basata sulle evidenze, sembra possibile guidare il ragionamento clinico sulla base di un approccio razionale che coniughi le considerazioni energetiche con gli apporti che provengono dalle moderne tecniche strumentali (ecocardiografìa, cardiologia nucleare, risonanza magnetica), dai contributi delle Scienze di Laboratorio (Biochimica e Biologia Molecolare) e della modellistica computazionale. Alla luce delle considerazioni esposte, abbiamo, dunque, voluto affrontare il tema della Fisiologia Clinica Cardiovascolare avvalendosi anche del contributo di esperti fisici ed ingegneri, comunque limitando una troppo rigida impostazione fisico-matematica. Nella speranza che l'arduo compito che ci siamo posti nel tentativo di coniugare il rigore scientifico e le esigenze di comprensione del clinico non sia risultato del tutto velleitario, auguriamo buona lettura.