Rendimento ventricolare: studio della dipendenza dai parametri della circolazione arteriosa mediante modello analitico semplificato

L’elaborato prende come riferimento l’articolo D. Burkhoff e K. Sagawa, Am. J. Physiol. 250: R1021-R1027, 1986, in cui viene proposto un modello analitico semplificato per il calcolo del lavoro ventricolare (SW), del consumo ventricolare di O2 (MVO2) e il loro rapporto definito come rendimento ventricolare. Le proprietà ventricolari sono definite dai parametri elastanza ventricolare di fine sistole (Ees) e volume Vo che costituiscono rispettivamente la pendenza e l’intersezione con l’asse delle ascisse della retta che descrive la relazione pressione-volume di fine sistole. Oltre ad avere riprodotto i grafici riportati nell’articolo, sono state individuate ed analizzate altre relazioni di interesse, che riguardano la dipendenza del lavoro ventricolare, del consumo di ossigeno e del rendimento ventricolare dal periodo cardiaco e dai parametri del carico arterioso sistemico rappresentato con un modello Windkessel a tre elementi. In particolare, si è analizzato come la resistenza periferica (R) e la complianza totale arteriosa (C) influenzino lo SW, l’MVO2 ed il rendimento, mentre la resistenza caratteristica aortica (Rc) è stata considerata costante. Si è visto che C influisce in modo apprezzabile su SW e rendimento ventricolare solo per valori molto bassi, al di sotto dei valori fisiologici. Molto più evidente è, invece, l’influenza di R su SW e rendimento ventricolare: questi ultimi raggiungono un massimo per valori crescenti di R all’aumentare di Ees. È stato inoltre verificato che il massimo dello SW si presenta in corrispondenza a valori dell’elastanza arteriosa efficace (Ea) =Ees, mentre per quanto riguarda il rendimento questo non è più vero, infatti esso presenta il proprio massimo per valori di Ea inferiori a quelli di Ees. In conclusione, i risultati dell'analisi del modello suggeriscono che le proprietà cardiovascolari sono impostate più verso l'ottimizzazione del rendimento ventricolare che all’ottimizzazione dello SW, in condizioni fisiologiche.