I vasi

Organizzazione generale in serie

• pompa (cuore) e tubi (arterie, capillari, vene) in serie,

• due circoli in serie

Organizzazione in parallelo

• i circoli distrettuali

Le sezioni del circolo differiscono per velocità di flusso

• Area della sezione e velocita’ di flusso sono inversamente proporzionali

Flusso = velocità x area

Flusso uguale in ogni punto del circolo (principio di continuità)

• Legge di Ohm applicata alla circolazione

• R=P/F F=P/R

• Legge di Poiseuille

• R= (8 η L)/(π r4 )

La pressione di un volume di sangue V è energia potenziale (P∙V)

Pressione longitudinale e pressione transmurale

Progressione del

sangue

Fuoriuscita o

deformazione della

parete

Systemic arterial tree

Due tipi di arterie:

1) grandi arterie o elastiche o di capacità Si lasciano distendere sotto pressione e accumulano energia potenziale 2) piccole arterie o muscolari o di resistenza Non si lasciano distendere per la rigidità della parete e ostacolano il flusso di sangue per il piccolo calibro

• Distensibilità o compliance, opposto a elasticità, rigidità, stiffness

• Capacità di accogliere il sangue dilatandosi

• Resistenza

• Ostacolo offerto al sangue nella sua progressione

Arterie elastiche o grandi arterie

• Capacità di accogliere sangue distendendosi

• Pareti elastiche

• Pressione elevata

• Pulsazione: oscillazione pressione e volume

Variazioni dell’onda sfigmica

allontanandosi dal cuore

Il cambiamento di forma

dipende da:

1) Viscosità della parete

(non è solo elastica)

2) Riflessione contro le

arteriole

Principali polsi rilevabili alla palpazione

• Carotideo: anteriormente allo sternocleidomastoideo sotto dell'angolo della mandibola. Permette la rilevazione del battito anche a pressioni sitoliche molto basse, circa 20-30 mmHg.

• Femorale: si palpa in corrispondenza della piega inguinale, rileva pressioni di circa 60 mmHg.

• Popliteo: più difficile da percepire, si effettua con la palpazione del cavo popliteo (dietro il ginocchio),

• Tibiale Posteriore: viene percepito posteriormente al malleolo mediale del piede.

• Pedidio: viene ricercato nella parte dorsale del piede, lateralmente al tendine estensore lungo dell'alluce.

• Brachiale: viene percepito sulla faccia anteriore della piega del gomito.

• Radiale: viene percepito al polso alla base del pollice

• Ulnare: viene percepito al polso alla base del palmo della mano, ma dalla parte opposta del pollice

Come si crea la pressione elevata nelle arterie ?

• La camera arteriosa elastica è interposta fra la pompa e la resistenza

• Accumula sangue dilatandosi durante la sistole

• Rilascia sangue restringendosi durante la diastole

• Manifestazione di questo è il polso arterioso

Bilancio fra flussi in

entrata e in uscita

dall’aorta

Volume della camera

aortica

Onda pressoria o

sfigmica nell’aorta

Il pulsiossimetro

Misurare la saturazione % del sangue

arterioso in base a

HbO2 assorbe a 650 nm

Hb e HbO2 assorbono in modo simile

a 810 nm

Visualizzare l’aumento del volume di

sangue arterioso a ogni sistole

Nikolai Korotkof Scipione Riva Rocci

Misura della pressione arteriosa

Pressione media = pressione minima + 1/3 pressione differenziale

Utilita’ della elevata pressione arteriosa

• Le arterie elastiche come “pompa diastolica”

Utilita’ della elevata pressione arteriosa

• La distribuzione del flusso fra distretti al variare della resistenza

Utilita’ della elevata pressione arteriosa

Controbilanciare la forza di gravita’

1.65 cm acqua = 1 mmHg

Aumento della rigidità della parete arteriosa (elastica) con l’età in relazione alla sostituzione di fibre elastiche con fibre collagene

Piccole arterie o muscolari

Arteriole

Dimensioni: lunghezza 1-5 mm

diametro 100-20 mm

parete 50-20 mm

La resistenza al flusso è dovuta a:

Piccolo diametro (vedi Poiseuille)

Alta rigidità della parete (strutturale e funzionale)

Contrazioni toniche e fasiche della muscolatura liscia

regolate da fattori nervosi e umorali

Catecolamine (da ortosimpatico e da midollare surrene)

NO

Prostaglandine

Peptidi (

Azione

ortosimpatico

sulla resistenza

La sezione capillare e’ la piu’ importante: qui avvengono gli scambi

• scambi per diffusione

• scambi per filtrazione e riassorbimento

• Grazie all’azione degli sfinteri precapillari, la ampiezza delle reti capillari e’ variabile

Grande area della sezione dovuta al numero elevato: 5000 cm2 : Bassa velocità 1 cm/min

Pressioni decrescenti (presenza di una resistenza al flusso)

Arteriole Capillari Venule

Pre

ssio

ne

mm

Hg

37 mmHg 17 mmHg

Gli scambi nei capillari

• Per filtrazione (gradiente pressorio)

• Per diffusione (gradiente chimico)

• Per trasporto attivo e per endo-esocitosi (attività cellulare)

Diversità fra capillari

Continuo (muscolo),

cuore, cervello ecc)

Fenestrato (rene)

Discontinuo (fegato,

milza, linfonodi, midollo)

La filtrazione e il riassorbimento lungo gradiente

pressorio (schema di Starling)

F= kf ∙ (DP – Dp)

F flusso transendotelio

Kf coefficiente di filtrazione (superficie e

permeabilità)

DP gradiente di pressione idrostatica

Dp gradiente di pressione osmotica (press.

oncotica)

Il rientro/riassorbimento nel capillare non è mai completo, una parte

del liquido prende la via del capillare linfatico

Equilibrio fra filtrazione e riassorbimento+ formazione di linfa

Stato di idratazione del tessuto

Due varianti:

Edema – tessuto gonfio

Disidratazione – tessuto asciutto

Lo stato di idratazione dei tessuti si valuta con la palpazione

Altra variabile:

il coefficiente kf

Effetti della forza di

gravità

Come è possibile evitare

l’edema nelle parti declivi

(piedi gonfi) ?

Pressione arteriosa,

capillare e venosa nel

piede in diverse posizioni

rispetto al cuore

La pressione capillare è

misurata sull’unghia

dell’alluce

La pressione capillare

cresce di meno delle altre

pressioni con l’aumentare

dell’altezza

1) La minor sensibilità della pressione capillare alla forza

di gravità potrebbe dipendere da una vasocostrizione dal

lato arterioso

Questo spiegherebbe l’effetto del caldo nel determinare,

riducendo la vasocostrizione, l’edema agli arti inferiori

2)La più alta pressione interstiziale (pressione esercitata

dalle fasce) potrebbe contribuire a frenare la filtrazione

NEGLI ARTI INFERIORI

3) La pressione venosa viene tenuta bassa dall’azione

della pompa muscolare

Pediluvio in acqua fredda !

Il movimento (cammino) grazie alla pompa muscolare

riduce le pressioni venose e ha una azione antiedema

Alcune situazioni estreme

• Rene, rete glomerulare

– DP ~ 50 mmHg, Dp = 25 mmHg

• Rene, rete peritubulare

– DP ~ 25-15 mmHg, Dp = 27 mmHg

• Polmone

– DP ~ 10-5 mmHg, Dp = 25 mmHg

– Con forte influenza della forza di gravità

Gli scambi per diffusione sono

governati dalla legge di Fick

Js = P ∙ A ∙ (Cs – Ci)

Js velocità di diffusione

P permeabilità per ciascuna specie molecolare

A area della superficie di scambio

Cs concentrazione nel sangue

Ci concentrazione nell’interstizio

La permeabilità si riduce

all’aumentare delle

dimensioni della molecola

La riflessione dell’albumina è

pressochè totale,

indipendentemente dalla

permeabilità del capillare

(possibile repulsione da parte

del glicocalix)

• Gli scambi lungo gradienti di concentrazione possono essere limitati:

• Dal flusso

– se la sostanza diffonde fino all’equilibrio nel passaggio attraverso il capillare

• Dalla diffusione

– se la sostanza non riesce a raggiungere l’equilibrio

Se lo scambio è limitato dal flusso (es.

ossigeno)

Per aumentare lo scambio bisogna

aumentare il flusso ematico nella regione

Se lo scambio è limitato dalla diffusione (es.

substrati organici)

Per aumentare lo scambio bisogna

aumentare la diffusione, ad esempio

aumentando la superficie di scambio

Caso limite: la barriera emato-encefalica

• Diffusione limitata a gas respiratori e alcune sostanze liposolubili (alcool)

• Tutti gli altri scambi sono controllati dall’endotelio

• Rilevanza fisiopatologica e farmacologica

Tre zone nel circolo cerebrale

• Capillari con barriera e-e

• Capillari senza barriera e-e (organi periventricolari – 3° e 4° ventricolo)

• Capillari con scambio facilitato dalle cellule dei plessi corioidei

I vasi linfatici

• Tre funzioni: – Raccogliere una parte del filtrato uscito dal capo

arterioso del capillare e trasportarlo alle vene

– Verificare la presenza di antigeni (esogeni o endogeni) a livello dei linfonodi

– Contribuire all’assorbimento intestinale (chilomicroni)

• Flusso linfatico totale: – 8-12 litri/die

I vasi linfatici iniziano con

capillari a fondo cieco

Funzionamento del capillare linfatico

Parete formata da endotelio

con ampie discontinuità.

Funzione di microvalvola

Funzionamento del capillare linfatico

Parete formata da endotelio

con ampie discontinuità.

Funzione di microvalvola

Il linfangione

Parete muscolare contrattile e

valvole che danno

unidirezionalità

Registrazione della pressione interstiziale

e della pressione nel linfangione

La presenza di valvole interrompe le colonne liquide e

rende meno importante l’effetto della forza di gravità

La composizione della linfa non è

omogenea:

Linfa intestinale

Linfa epatica

Alcuni tessuti sono privi di vasi

linfatici (cervello !!)

La occlusione delle vie linfatiche

provoca edema (linfedema)

Le vene

Composizione e dimensioni delle pareti vasali

Pressioni subatmosferiche o

negative !!

La camera venosa è estremamente più distensibile di quella arteriosa

• Le vene sono il serbatoio del sangue nell’apparato cardiocircolatorio per:

• Bassa pressione

• Alta distensibilità

Le vene hanno una muscolatura parietale innervata

dall’ortosimpatico: la contrazione riduce il volume di

sangue venoso e lo sposta verso il cuore e le arterie

Il ritorno venoso

• È guidato dai gradienti pressori

• Il gradiente generato dalla pompa cardiaca (ventricolo) è sufficiente in clinostatismo

• In ortostatismo interviene fortemente la forza di gravità

Le vene al di sopra del cuore

• Sono a pressione negativa in ortostatismo

• Sono vuote e chiuse in ortostatismo

• Con l’eccezione dei seni venosi intracranici (volume costante del cranio)

Mantenuti aperti perché inseriti in strati di dura

Collegati con la circolazione liquorale (villi aracnoidei)

Le giugulari e i vasi venosi superficiali sono vuoti in

ortostatismo, ma si riempiono rapidamente appena la testa viene

abbassata

Ogni aumento della pressione intracranica è doloroso

La valutazione della pressione giugulare è

indicativa del buon funzionamento della pompa

ventricolare destra

Le vene delle braccia sono gonfie

o vuote a seconda della posizione

rispetto al cuore

Si svuotano nel momento in cui il

dislivello rispetto al cuore supera

la pressione venosa (circa 15 cm

acqua)

Le vene delle gambe: forti pressioni dovute

alla gravità e piccoli gradienti

Ne segue dilatazione delle vene e

ristagno nelle zone declivi

Sistema venoso profondo e sistema venoso

superficiale e loro comunicazioni

Sistema venoso profondo e

sistema venoso superficiale

e loro comunicazioni e

valvole

Fabrizio di Aquapendente e

William Harvey e la scoperta

delle valvole venose

La pompa muscolare

La contrazione dei muscoli

comprime le vene profonde

Le valvole assicurano la

progressione unidirezionale

Le vene profonde si svuotano e

richiamano sangue dal sistema

superficiale e dal piede

Vene varicose: circolo vizioso

--prolungata dilatazione

--insufficienza valvolare

Piccole tributarie della vena

femorale che si dilatano in caso

di sviluppo di varici venose

Il ritorno venoso

• Il passaggio dall’addome al torace è facilitato dal gradiente pressorio creato dalla muscolatura respiratoria

• Il torace è a pressione negativa mentre l’addome è a pressione positiva

• Il ritorno aumenta durante l’inspirazione quando il gradiente si accentua

Il ritorno venoso

.

La caduta della pressione

atriale durante la sistole

ventricolare

Facilita il ritorno venoso

.

.

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