Dispense n 14-15-16 per preparazione esame scritto e orale, Dispense di Fisiologia

Scarica Dispense n 14-15-16 per preparazione esame scritto e orale e più Dispense in PDF di Fisiologia solo su Docsity! 14 – Fisiologia del Sistema cardiovascolare Anatomia Il Sistema cardiovascolare è costituito da cuore, vasi sanguigni e sangue I vasi sanguigni che prelevano l sangue dal cuore sono chiamati arterie. Quelli che portano il sangue al cuore sono le vene. Il sangue è composto da elementi corpuscolati e plasma. Il sangue scorre nel sistema cardiovascolare in una sola direzione, ciò è garantito da un sistema di valvole localizzato sia nel cuore sia nelle vene. Il cuore è diviso da una parete centrale, o setto, nella metà sinistra e destra. Ogni metà funziona come una pompa indipendente che consiste di un atrio e un ventricolo. L’atrio riceve il sangue che ritorna al cuore dai vasi sanguigni e il ventricolo lo pompa fuori dal cuore all’interno dei vasi sanguigni. Il lato destro del cuore riceve sangue dai tessuti e lo invia ai polmoni per l’ossigenazione. Il cuore sinistro riceve il sangue nuovamente ossigenato dai polmoni e lo pompa ai tessuti in tutto l’organismo. Dall’atrio destro il sangue fluisce nel ventricolo destro del cuore. Da lì è pompato attraverso le arterie polmonari, dove viene ossigenato. Dai polmoni, il sangue scorre verso il cuore sinistro attraverso le vene polmonari. L’insieme dei vasi sanguigni diretti dal ventricolo destro ai polmoni e di quelli che dai polmoni ritornano all’atrio sinistro viene globalmente definito circolazione polmonare. Il sangue dai polmoni entra nel cuore attraverso l’atrio sinistro e passa al ventricolo sinistro. Una volta uscito dal ventricolo sinistro entra in una grande arteria nota come aorta. L’aorta si ramifica in una serie di arterie sempre più piccole che, alla fine, formano una rete di capillari. Una volta lasciati i capillari, il sangue scorre nel setto venoso della circolazione. Le vene nella parte superiore dell’organismo confluiscono a formare la vena cava superiore. Quelle nella parte inferiore dell’organismo formano la vena cava inferiore. Le due vene cave si svuotano nell’atrio destro. L’insieme dei vasi sanguigni che portano sangue dal lato sinistro del cuore ai tessuti e di quelli che ritornano al cuore destro viene globalmente definito circolazione sistemica. Pressione, volume, flusso e resistenza Liquidi e gas fluiscono lungo gradienti di pressione. La pressione più elevata nei vasi del sistema cardiovascolare si ha nell’aorta e nelle arterie sistemiche nel momento in cui esse ricevono sangue dal ventricolo sinistro. La pressione più bassa si ha nelle vene cave, appena prima che esse si svuotino nell’atrio destro. La pressione di un liquido in movimento diminuisce con la distanza La pressione di un liquido è la forza esercitata dal liquido contro le pareti del suo contenitore. Nel cuore e nei vasi sanguigni la pressione comunemente misurata in mmHg. Se il liquido non è in movimento, la pressione che esercita è detta pressione idrostatica e la forza è esercitata uniformemente in tutte le direzioni. In un sistema in cui il liquido è in movimento, la pressione diminuisce con la distanza percorsa, poiché l’energia viene dispersa a causa dell’attrito. La pressione nei liquidi cambia senza che si verifichi un cambiamento nel volume Nel cuore umano la pressione generata dalla contrazione muscolare viene trasferita al sangue. La pressione generata dai ventricoli è detta pressione di spinta. Quando il cuore si rilascia e si espande, la pressione esistente nelle camere piene di sangue diminuisce. Variazioni di pressione possono anche aver luogo nei vasi sanguigni. Se i vasi sanguigni si dilatano, la pressione del sangue in essi contenuto diminuisce. Se i vasi sanguigni si contraggono, la pressione aumenta. Il sangue scorre secondo gradiente di pressione Il flusso sanguigno richiede la presenza di un gradiente di pressione. Il flusso di un liquido attraverso un tubo è direttamente proporzionale al gradiente di pressione (differenza di pressione tra le due estremità del tubo). Quindi tanto più elevato è il gradiente di pressione, tanto maggiore è il flusso di liquido. La resistenza si oppone al flusso La tendenza del sistema cardiovascolare ad opporsi al flusso sanguigno è detta resistenza del sistema al flusso. Un aumento della resistenza di un vaso sanguigno risulta in una diminuzione del flusso in quel vaso. Quindi il flusso è inversamente proporzionale alla resistenza. Per un liquido che scorre in un tubo, la resistenza è influenzata da tre componenti: il raggio del tubo (r), la lunghezza del tubo (L) e la viscosità del liquido (, eta). Legge di Poiseuille: R = 8L /r 4 Questa espressione afferma che la resistenza offerta da un tubo allo scorrimento del liquido aumenta con l’aumentare della lunghezza del tubo, la resistenza aumenta quando la viscosità del liquido aumenta, ma la resistenza diminuisce quando il raggio del tubo aumenta. Quindi il flusso di sangue nel sistema cardiovascolare è direttamente proporzionale al gradiente di pressione nel sistema e inversamente proporzionale alla resistenza del sistema al flusso. La velocità del flusso dipende dalla portata e dall’area della sezione trasversa Per flusso si intende portata, ovvero il volume di sangue che passa per un dato punto del sistema nell’unità di tempo. Nella circolazione, il flusso viene espresso in litri al minuto (L/min) o mL/min. La portata non dovrebbe essere confusa con la velocità di flusso, la distanza che un dato volume di sangue percorre nell’unità di tempo. La relazione di velocità di flusso (), portata (Q) e area della sezione trasversa di un tubo (A) è espressa dall’equazione:  = Q/A. Questa afferma che la velocità di flusso attraverso un tubo è uguale alla portata diviso l’area della sezione trasversa del tubo. La pressione arteriosa media (PAM) è la forza di spinta principale del flusso sanguigno ed è influenzata da due parametri; la pressione arteriosa è direttamente proporzionale alla gittata cardiaca (volume di sangue che il cuore pompa in un minuto) e alla resistenza periferica (offerta dai vasi sanguigni al flusso di sangue) Miocardio e cuore Il cuore ha quattro camere Il cuore è un organo muscolare collocato al centro della cavità toracica. L’apice appuntito del cuore è in basso, piegato verso la parte sinistra del corpo, mentre la base è il alto e si trova proprio dietro lo sterno. È avvolto da una sacca membranosa resistente, il pericardio. Uno strato sottile di liquido pericardico trasparente all’interno del pericardio lubrifica la superficie esterna del cuore. Il cuore è composto principalmente da miocardio (muscolo cardiaco), per la maggior parte è costituito dalle spesse pareti muscolari dei ventricoli; gli atri invece sono più sottili. Tutti i vasi sanguigni principali originano dalla base del cuore. Sulla superficie dei ventricoli si possono notare  Fase 4: Potenziale di membrana a riposo. Le cellule contrattili miocardiche hanno un potenziale di riposo stabile di circa -90 mV.  Fase 0: Depolarizzazione. Quando un’onda di depolarizzazione diffonde. I canali del Na+ voltaggio dipendenti si aprono, permettendo al Na+ di entrare nella cellula e di depolarizzarla rapidamente. Il potenziale di membrana raggiunge circa +20 mV prima che i canali si chiudano.  Fase 1: Ripolarizzazione iniziale. Quando i canali del Na+ si chiudono, la cellula comincia a ripolarizzarsi mentre il K+ esce attraverso i canali del K+ aperti.  Fase 2: Il plateau. Il potenziale di azione raggiunge poi un plateau come risultato di due eventi: la diminuzione della permeabilità al K+ e l’aumento della permeabilità al Ca2+. I canali del calcio voltaggio dipendenti attivati dalla depolarizzazione si sono aperti. Quando si aprono completamente, il Ca2+ entra nella cellula. Nello stesso modo, alcuni canali rapidi del K+ si chiudono.  Fase 3: Ripolarizzazione rapida. Il plateau termina quando i canali del Ca2+ si chiudono e la permeabilità al K+ aumenta ancora una volta. Quando questi canali lenti si aprono, il K+ esce velocemente, riportando la cellula al suo potenziale di riposo. In una cellula miocardica contrattile, il potenziale di azione dura tipicamente 200 ms o più. La presenza di un potenziale d’azione prolungato aiuta a evitare l’insorgenza di tetano. Cellule autoritmiche miocardiche. La capacità di generare spontaneamente potenziali d’azione deriva dal loro potenziale di membrana instabile, che parte da -60 mV. Questo potenziale di membrana instabile è detto potenziale pacemaker, perché esso non si trova mai a un valore costante. Ogni qualvolta un potenziale pacemaker depolarizza la cellula portandola al valore soglia, la cellula autoritmica innesca un potenziale d’azione. Quando il potenziale della membrana cellulare è -60 mV, si aprono i canali I f che sono permeabili sia al K+ sia al Na+. Questi canali permettono alla corrente (I) di fluire a causa delle loro insolite proprietà; appartengono ai canali attivati da iperpolarizzazione e regolati da nucleotidi ciclici. Quando i canali I f si aprono, per potenziali di membrana negativi, il Na+ che entra supera il K+ che esce. L’ingresso netto di cariche positive depolarizza lentamente la cellula autoritmica. Nel momento in cui il potenziale di membrana diventa più positivo, i canali I f si chiudono gradualmente e alcuni canali del Ca2+ si aprono. L’ingresso di calcio continua la depolarizzazione. Quando il potenziale di membrana raggiunge la soglia, si aprono ulteriori canali del Ca2+. Il Ca2+ entra velocemente nella cellula, generando la fase di depolarizzazione rapida del potenziale di azione. Quando i canali del Ca2+ si chiudono al picco del potenziale d’azione, i canali lenti del K+ si aprono. Il conseguente efflusso di K+ che risulta è responsabile della fase di ripolarizzazione. La velocità alla quale le cellule pacemaker si depolarizzano determina la frequenza alla quale il cuore si contrae (frequenza cardiaca). Cuore come pompa La comunicazione elettrica nel cuore inizia con un potenziale d’azione che si genera in una celllula autoritmica. La depolarizzazione si diffonde rapidamente alle cellule adiacenti tramite le gap junction. La depolarizzazione comincia nel nodo senoatriale (nodo SA), le cellule autoritmiche nell’atrio destro che rappresentano il pacemaker principale del cuore. Una via internodale ramificata connette il nodo SA al nodo atrioventricolare (AV), un gruppo di cellule autoritmiche vicino al pavimento dell’atrio destro. Dal nodo AV, la depolarizzazione si sposta ai ventricoli. Le fibre del Purkinje sono cellule di conduzione specializzate, trasmettono segnali elettrici molto rapidamente lungo il fascio atrioventricolare (fascio AV, o fascio di His) nel setto interventricolare. Dopo un breve percorso nel setto, le fibre dei fasci atrioventricolari si dividono in branche sinistra e destra. Le fibre delle branche continuano verso il basso all’apice del cuore, dove si dividono in fibre di Purkinje sempre più piccole che si diramano tra le cellule contrattili. La conduzione elettrica è rapida lungo le vie di conduzione internodali, ma più lenta attraverso le cellule contrattili degli atri. Le fibre di Purkinje trasmettono gli impulsi molto rapidamente (4 m/s) così che tutte le cellule contrattili nell’apice si contraggono quasi simultaneamente. L’eiezione del sangue dai ventricoli è facilitata dall’organizzazione a spirale dei muscoli delle pareti. Nel momento in cui questi muscoli si contraggono, spingono l’apice e la base del cuore più vicini tra loro, spingendo il sangue fuori dalle aperture situate nella parte inferiore dei ventricoli. Una seconda funzione del nodo AV è quella di ritardare leggermente la trasmissione dei potenziali d’azione, permettendo agli atri di completare la loro contrazione prima dell’inizio della contrazione ventricolare. Il ritardo del noto AV è determinato da un rallentamento della conduzione attraverso le cellule nodali. Il cuore si contrae e si rilascia durante un ciclo cardiaco Ogni ciclo cardiaco ha due fasi: la diastole, il periodo di tempo lungo il quale il muscolo cardiaco si rilascia, e la sistole, il periodo di tempo durante il quale il muscolo cardiaco di contrae. Il sangue scorre secondo gradiente di pressione e la contrazione aumenta la pressione, mentre il rilasciamento la diminuisce. 1. Il cuore a riposo: Diastole atriale e ventricolare. Gli atri si stanno riempiendo di sangue proveniente dalle vene, i ventricoli hanno appena completato la contrazione. Nel momento in cui i ventricoli si rilasciano, le valvole AV tra gli atri e i ventricoli si aprono. Il sangue fluisce per gradiente di pressione dagli atri ai ventricoli. I ventricoli rilasciati si espandono. 2. Completamento del riempimento venticolare: sistole atriale. La sistole atriale, o contrazione, inizia in seguito all’onda di depolarizzazione che invade gli atri. L’aumento di pressione che accompagna una contrazione spinge il sangue nei ventricoli. Una piccola quantità di sangue viene spinta indietro nelle vene perché non esistono valvole unidirezionali per bloccare il riflusso, sebbene le aperture delle vene si stringano durante la contrazione. 3. Fase iniziale della contrazione ventricolare e primo tono cardiaco: Mentre gli atri si contraggono, l’onda di depolarizzazione si muove lentamente attraverso le cellule di conduzione del nodo AV, poi rapidamente lungo le fibre del Purkinje fino all’apice del cuore. La sistole ventricolare inizia a questo punto, con i fasci muscolari disposti a spirale che spingono il sangue in alto verso la base. Il sangue spinge contro la faccia inferiore delle valvole AV e le forza chiudersi. Le vibrazioni che seguono la chiusura delle valvole AV generano il primo tono cardiaco S1. Con entrambe le serie di valvole AV e semilunari chiuse, il sangue resta bloccato nei ventricoli. Questa fase è detta di contrazione ventricolare isovolumetrica, per sottolineare il fatto che il volume del sangue nel ventricolo non cambia. Mentre i ventricoli iniziano a contrarsi, le fibre muscolari atriali si ripolarizzano e si rilasciano. 4. Eiezione ventricolare: La pressione generata dalla contrazione ventricolare diventa la forza motrice del flusso ematico. Il sangue a elevata pressione viene spinto nelle arterie. 5. Rilasciamento ventricolare e secondo tono cardiaco: Alla fine dell’eiezione ventricolare, i ventricoli iniziano e ripolarizzarsi e si rilasciano. La pressione ventricolare diminuisce. Una volta che la pressione ventricolare scende al di sotto di quella nelle arterie, il sangue inizia a refluire verso il cuore. Il reflusso di sangue riempie le cuspidi, spingendole in posizione di chiusura. Le vibrazioni generate dalle valvole semilunari che si costituiscono il secondo tono cardiaco S2. Quando si chiudono le valvole semilunari i ventricoli sono nuovamente isolati. Questo periodo è detto rilasciamento ventricolare isovolumetrico (il volume di sangue nei ventricoli non diminuisce). Le curve pressione-volume rappresentano il ciclo cardiaco (vedi fig sul libro pag515) Un altro modo per descrivere il ciclo cardiaco è quello di rappresentarlo come un grafico pressione-volume. Il ciclo inizia nel punto A. Il ventricolo ha completato la contrazione e contiene una quantità minima di sangue, che manterrà durante l’intero ciclo. Esso è rilasciato e la pressione è al valore minimo. Il sangue sta fluendo nell’atrio dalle vene polmonari. Quando la pressione dell’atrio supera quella presene nel ventricolo, la valvola mitrale tra l’atrio e il ventricolo sinistro si apre. Il sangue fluisce nel ventricolo aumentandone il volume dal punto A al punto B. Nel momento in cui il sangue scorre, il ventricolo rilasciato si espande facilitandone l’ingresso. Quindi il volume del ventricolo aumenta ma la sua pressione resta quasi costante. La parte finale del riempimento ventricolare è completata dalla contrazione atriale (da A ad A’). Il ventricolo ora contiene il massimo volume sanguigno che avrà durante questo ciclo cardiaco (punto B). Dal momento che il riempimento massimo avviene alla fine del rilasciamento ventricolare (diastole), questo volume è detto volume telediastolico. Quando la contrazione ventricolare inizia, la valvola mitrale si chiude. Con entrambe le valvole AV e semilunari chiuse, il ventricolo continua a contrarsi, causando un aumento rapido della pressione in questa camera durante la contrazione isovolumica (da B a C). Appena la pressione ventricolare supera quella esistente nell’aorta, la valvola aortica si apre (punto C). La quantità di sangue residua nel ventricolo alla fine della contrazione è nota come volume telesistolico. Al punto D vi è la quantità minima di sangue che il ventricolo contiene durante un ciclo cardiaco. Alla fine di ogni contrazione ventricolare, il ventricolo inizia a rilasciarsi. La pressione ventricolare diminuisce. Quando la pressione nel ventricolo scende al di sotto della pressione aortica, le valvole semilunari si chiudono e il ventricolo torna a essere una camera chiusa. Il resto del rilasciamento avviene senza cambiamenti nel volume sanguigno, questa fase è quindi detta rilasciamento isovolumetrico (da D ad A). Quando la pressione ventricolare scende al di sotto di quella atriale, la valvola mitrale si apre e il ciclo ricomincia. La gittata sistolica La gittata sistolica è la quantità di sangue pompata da un ventricolo durante una contrazione. È misurata in ml per battito e può essere calcolata così: Volume telediastolico – Volume telesistolico Contrazione media a riposo: 135 ml – 65 ml = 70 ml In ogni caso la gittata sistolica non è costante, può arrivare anche a 100 ml. Il muscolo liscio dei vasi sanguigni e’ noto come muscolatura liscia vasale. La vasocostrizione determina una riduzione del diametro del lume dei vasi, e la vasodilatazione un aumento. Le cellule muscolari liscie mantengono costantemente uno stato di parziale contrazione, creando una condizione nota come tono muscolare. Le arterie e le arteriole trasportano il sangue dal cuore ai tessuti periferici L’aorta e le arterie principali sono caratterizzate da pareti sia rigide sia elastiche, poiche’ sono dotate di uno spesso strato di muscolatura liscia e di una grande quantita’ di tessuto connettivo fibroso ed elastico. Le arteriole, insieme ai capillari e ai piccoli vasi postcapillari detti venule, costituiscono la microcircolazione. Alcune arteriole si suddividono in vasi noti come metarteriole. La parete delle arteriole vere e proprie presenta uno strato continuo di muscolatura liscia, mentre quella delle metarteriole e’ solo parzialmente circondata da muscolo liscio. Il sangue che fluisce attraverso le metarteriole puo’ prendere due diversi percorsi. Se gli anelli muscolari detti sfinteri precapillari sono rilasciati, il sangue che fluisce in una metarteriola viene diretto verso i letti capillari adiacenti. Se invece gli sfinteri precapillari sono contratti, il sangue proveniente dalle metarteriole evita i capillari e passa direttamente alla circolazione venosa. I capillari hanno il diametro appena sufficiente a permettere il passaggio dei globuli rossi. Gli scambi hanno luogo nei capillari I capillari e le venule postcapillari sono la sede di scambio tra il sangue e il liquido interstiziale. Per facilitare lo scambio di sostanze, i capillari non presentano muscolatura liscia ne’ rinforzi di tessuto elastico o fibroso. Il flusso sanguigno confluisce nelle venule e nelle vene Il sangue fluisce dai capillari in piccoli vasi chiamati venule. Le venule piu’ piccole sono simili ai capillari, con un sottile epitelio di scambio e poco tessuto connettivo. La muscolatura liscia comincia a comparire nelle pareti delle venule piu’ grandi. Dalle venule il sangue fluisce nelle vene, che aumentano il diametro man mano che si avvicinano al cuore. Le vene piu’ grandi, le vene cave, si svuotano nell’atrio destro. Alcune vene posseggono valvole interne unidirezionali che facilitano il flusso venoso. La pressione sanguigna piu’ elevata e’ nelle arterie, la piu’ bassa nelle vene La pressione sanguigna piu’ elevata e’ quella esistente nelle arterie; essa decresce progressivamente mano a mano che il sangue fluisce attraverso il sistema circolatorio. Il decremento della pressione e’ dovuto alla perdita di energia conseguente alla resistenza al flusso offerta dai vasi. La resistenza al flusso e’ causata anche dall’attrito tra gli elementi corpuscolari presenti nel sangue. Nella circolazione sistemica, l’elevata pressione dell’aorta e’ dovuta alla pressionegenerata dal ventricolo sinistro. La pressione aortica raggiunge in media un valore massimo di 120 mmHg durante la sistole ventricolare (pressione sistolica), poi scende ad un minimo di 80 mmHg durante la diastole ventricolare (pressione diastolica). La pressione arteriosa riflette l’andamento della pressione propulsiva responsabile dello scorrimento del sangue Dal momento che la pressione arteriosa e’ pulsatile, si usa un singolo valore – la pressione arteriosa media (PAM= Pdiastolica+1/3(Psistolica-Pdiastolica)). La pressione arteriosa media e’ piu’ vicina alla pressione diastolica che alla sistolica, perche’ la diastole dura un tempo circa doppio della sistole. La gittata cardiaca e la resistenza periferica determinano la pressione arteriosa media La pressione arteriosa e’ un equilibrio tra il flusso sanguigno che entra nelle arterie e quello che ne esce. Se il flusso in entrata supera quello in uscita, il sangue si accumula nelle arterie e la pressione arteriosa media aumenta. Se il flusso in uscita supera il flusso in entrata, la pressione arteriosa media diminuscie. La PAM e’ quindi proporzionale alla gittata cardiaca moltiplicata per la resistenza delle arteriole. Altri due fattori possono influenzare la pressione sanguigna arteriosa: la distribuzione del sangue nella circolazione sistemica e il volume totale di sangue. Quando la pressione arteriosa scende, l’aumento dell’attivita’ simpatica costringe le vene, diminuendo la loro capacita’ di riserva. Il ritorno venoso invia sangue al cuore che, in accordo con la legge di Frank-Starling, pompa tutto il ritorno venoso nella parte sistemica della circolazione. Modifiche del volume del sangue (volemia) influenzano la pressione arteriosa Sebbene il volume di sangue all’interno del sistema cardiocircolatorio sia di solito relativamente costante, le sue modifiche possono influenzare la pressione arteriosa. Se il volume sanguigno aumenta, la pressione arteriosa aumenta e se diminuisce, anche la pressione arterisa diminuisce. Resistenza nelle arteriole La resistenza periferica e’ uno dei due principali fattori che influenzano la pressione arteriosa. La resistenza nelle arteriole e’ variabile a seconda dello stato di contrazione ed e’ influenzata da meccanismi di controllo sia sistematici sia locali. 1. Il controllo locale della resistenza arteriolare fa in modo che il flusso sanguigno in un determinato tessuto corrisponda alle necessita’ metaboliche del tessuto. 2. I riflessi simpatici mantengono la pressione arteriosa media e regolano la distribuzione sanguigna in risposta a certe necessita’ di tipo omeostatico. 3. Gli ormoni in partiolare quelli che regolano l’escrezione di sali e acqua da parte dei reni, influenzano la pressione arteriosa agendo direttamente sulle arteriole e alterando il controllo riflesso operato dal sistema nervoso autonomo. L’autoregolazione miogena regola in modo automatico il flusso sanguigno La muscolatura liscia vascolare ha la capacita’ di regolare il proprio stato di contrazione, un processo definito autoregolazione miogena. Quando le fibre muscolari lisce della parete arteriolare sono soggette ad allungamento a causa dell’aumento della pressione, l’arteriola si costringe. Questa vasocostrizione aumenta la resistenza offerta dalle arteriole, diminuendo automaticamente il flusso sanguigno attraverso i vasi. Gli agenti paracrini modificano lo stato di contrazione della muscolatura liscia vascolare Il controllo locale della resistenza arteriolare e’ un meccanismo importante mediante il quale i singoli tessuti regolano l’apporto sanguigno nei singoli capillari puo’ essere regolato dagli sfinteri precapillari. Quando questi si contraggono, si riducono il flusso ematico nei capillari. La regolazione locale puo’ verificarsi anche tramite il cambiamento della resistenza arteriolare nel tessuto. Questo avviene per mezzo di agenti paracrini (che comprendono gas quali O2, CO2 e NO) secreti dall’endotelio vasale o da cellule alle quali le arteriole forniscono sangue. Le concentrazioni di molti agenti paracrini si modificano in dipendenza dello stato metabolico delle cellule. Per esempio, se il metabolismo aerobico aumenta, il livello di O2 tissutale diminuisce mentre la produzione di CO2 aumenta. Sia il livello di O2 basso sia quello di CO2 elevato dilatano le arteriole, con conseguente aumento del flusso sanguigno tissutale, maggiore apporto di O2 in risposta all’aumento della richiesta metabolica e rimozione di CO2 di rifiuto. Questo processo, in cui un aumento del flusso sanguigno e’ conseguenza di una insufficiente perfusione dovuta all’aumento nell’attivita’ metabolica, e’ denominato iperemia attiva. Un aumento del flusso sanguigno tissutale conseguente a un periodo di bassa perfusione e’ definito iperemia reattiva. Un’altra sostanza paracrina vasodilatatrice e’ il nucleotide adenosina. L’ortosimpatico controlla la muscolatura liscia della maggior parte dei vasi La contrazione della muscolatura liscia delle arteriole e’ regolata da segnali ormonali e nervosi, oltre che da agenti paracrini prodotti localmente. Tra gli ormoni dotati di significative proprieta’ vasoattive ci sono il peptide natriuretico atrialee l’angiostensina II Distribuzione del sangue ai tessuti La distribuzione del sangue arterioso agli organi varia in dipendenza del fabbisogno metabolico dei singoli organi ed e’ regolata dalla combinazione di meccanismi locali di controllo e da riflessi omeostatici. Il flusso sanguigno ai singoli organi e’ regolato in una certa misura dal numero e dalle dimensioni delle arteriole che li irrorano. La variazione di flusso sanguigno ai tessuti sono possibili perche’ le arteriole nel corpo sono disposte in parallelo, cioe’ ricevono tutte contemporaneamente sangue dall’aorta. Il sangue viene dirottato alle arteriole ad alta resistenza verso le arteriole a bassa resistenza. Regolazione della funzione cardiovascolare Il sistema nervoso centrale coordina il controllo riflesso della pressione arteriosa e la distribuzione del sangue ai tessuti. Il principale centro di integrazione si trova nel bulbo; centro di controllo cardiovascolare (CCCV). La funzione principale del CCCV e’ di garantire un adeguato flusso sanguigno a cervello e cuore attraverso il mantenimento di una pressione arteriosa media sufficiente. I riflessi barocettivi controllano la pressione arteriosa Il riflesso piu’ importante responsabile del controllo omeostatico della pressione arteriosa e’ il riflesso barocettivo. Meccanocettori sensibili allo stiramento, noti come barocettori sono localizzati nelle pareti delle arterie carotidi e dell’aorta, dove possono monitorare la pressione del sangue che fluisce al cervello (barocettori carotidei) e al corpo (barocettori aortici). Quando l’aumento della pressione sanguigna nelle arterie provoca lo stiramento della membrana delle terminazioni nervose dei barocettori, la frequenza di scarica dei recettori aumenta. Se la pressione scende, la frequenza dei potenziali d’azione diminuisce. Se varia la pressione sanguigna, varia anche la frequenza dei potenziali d’azione che viaggiano dai barocettori al centro di controllo cardiovascolare bulbare. Il CCCV integra l’informazione sensoriale e innsesca una risposta rapida: essa modifica la gittata cardiaca e la resistenza periferica entro due battiti cardiaci dallo stimolo. I segnali in uscita (efferenti) dal centro di controllo cardiovascolare sono condotti da neuronia sia simpatic sia parasimpatici del sistema autonomo. La resistenza periferica e’ sotto controllo tonico simpatico: l’aumento della scarica dei neuroni simpatici determina vasocostrizione. Quando la pressione arteriosa aumenta,aumenta la frequenza di scarica dei barocettori diretta al centro di controllo cardiovascolare bulbare che innesca una risposta, che consiste nell’aumento Il volume totale di sangue di un soggetto di 70 Kg corrisponde a circa il 7% del suo peso: un soggetto di 70 Kg ha circa 5 litri di sangue. Il plasma e’ matrice extracellulare Il plasma e’ la porzione liquida del sangue in cui sono sospesi gli elementi corpuscolati. L’acqua e’ la componente principale del plasma e corrisponde a circa il 92% del suo peso. Le proteine rappresentano un altro 7%; il restante 1% e’ costituito da altre molecole organiche disciolte, ioni, oligoelementi e vitamine, ossigeno e anidride carbonica. Le albumine sono il tipo prevalente di proteine plasmatiche, costituiscono circa il 60% del totale. Le albumine, insieme ad altre nove proteine (comprendenti le globuline, la proteina della coagulazione fibrinogeno e la proteina transferrina che trasporta il ferro), formano piu’ del 90% di tutte le proteine plasmatiche. La componente corpuscolata e’ costituita da globuli rossi, globuli bianchi e piastrine Nel sangue sono presenti tre principali elementi corpuscolati: i globuli rossi, detti anche eritrociti; i globuli bianchi, detti anche leucociti, piastrine o trombociti. Solo i globuli bianchi sono cellule complete, perche’ i globuli rossi perdono il nucleo nel momento in cui entrano nel circolo sanguigno, mentre le piastrine sono frammenti di una cellula parentale gigante, il megacariocita. Le piastrine sono piccoli frammenti di cellule Le piastrine sono frammenti cellulari prodotti nel midollo osseo a pratire da grandi cellule dette megacariociti. L’emostasi impedisce la perdita di sangue dai vasi danneggiati L’emostasi e’ il processo che permette di mantenere il sangue all’interno dei vasi danneggiati. Si articola in tre stadi principali: 1. Costrizione immediata dei vasi danneggiati dovuta a sostanze paracrine vasocostrittrici rilasciate dall’endotelio. La vasocostrizione riduce temporaneamente il flusso e la pressione del sangue all’interno del vaso, favorendo cosi’ la formazione del tappo piastrinico. 2. La vasocostrizione e’ seguita rapidamente dal secondo stadio in cui si ha il blocco meccanico della lesione per mezzo di un tappo piastrinico. La formazionedel tappo inizia con l’adesione piastrinica, quando le piastrine aderiscono al collagene esposto nella parete danneggiata. Le piastrine adese si attivano rilasciando citochine. I fattori piastrinici rinforzano la vasocostrizione locale e promuovono l’attivazione di altre piastrine che si attraccano l’una con l’altra formando un aggregato non compatto, il tappo piastrinico 3. Il collagene esposto e un fattore tissutale innescano il terzo passaggio, la formazione di una rete di proteine di fibrina che stabilizza il tappo piastrinico formando un coagulo. La fibrina e’ il prodotto finale di una serie di reazioni enzimatiche nota come cascata della coagulazione. Una diminuizione dell’emostasi determina eccessivi sanguinamenti; un suo aumento invece puo’ provocare la formazione di un trombo. L’attivazione delle piastrine innesca il processo coagulativo L’esposizione del collagene della parete vasale e il rilascio di sostanze chimiche da parte delle cellule endoteliali determinano l’attivazione delle piastrine. La loro adesione e’ favorita dalle integrine. Il legame con il collagene attiva le piastrine che rilasciano il contenuto dei loro granuli citoplasmatici, compresa la serotonina, l’ADP e il fattore attivante le piastrine (PAF). Il PAF avvia un ciclo a retroazione positiva che porta all’ulteriore attivazione di piastrine. Esso innesca anche una via di segnalazione che converte i fosfolipidi della membrana piastrinica in trombossano A2. La serotonina e il trombossano A2 sono dei vasocostrittori. Essi promuovono anche l’aggregazione piastrinica insieme all’ADP e al PAF. Il risultato di tutto cio’ e’ un tappo piastrinico. Le cellule endoteliali intatte trasformano i loro lipidi di membrana in prostaciclina, che blocca l’adesione e l’aggregazione piastrinica. Inoltre l’ossido nitrico normalmente rilasciato dall’endotelio intatto contribuisce a inibire l’adesione delle piastrine. La coagulazione converte il tappo piastrinico in un coagulo La coagulazione rappresenta un processo complesso in cui il sangue forma un coagulo gelatinoso. La via intrinseca inizia quando il tessuto danneggiato espone il collagene. Il collagene attiva il primo enzima della cascata, il fattore XII. La via estrinseca inizia quando i tessuti danneggiati espongono un fattore tissutale. Le due vie si uniscono in un’unica via comune che porta alla formazione di trombina, l’enzima che converte il fibrinogeno in un polimero di fibrina insolubile. Le fibre di fibrina vanno a far parte del coagulo. A ogni stadio un enzima converte un precursone inattivo in un enzima attivo, spesso conl’aiuto di Ca2+, fosfolipidi di membrana o fattori aggiuntivi. Il risultato finale della coagulazione consiste nella conversione del fibrinogeno in fibrina, una reazione catalizzata dall’enzima trombina. Le fibre di fibrina s’intrecciano con il tappo piastrinico e intrappolano i globuli rossi all’interno della loro rete. Il fattore XIII attivo trasforma la fibrina in un polimero formato da ponti crociati che stabilizza il coagulo. Il coagulo si disgrega quando la fibrina si riduce in frammenti per l’intervento dell’enzima plasmina. Una forma inattiva di plasmina, il plasminogeno. Successivamente, la plasmina rompe la fibrina in un processo chiamato fibrinolisi.