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Sistema circolatorio e flusso sanguigno WWW.SUNHOPE.IT
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Sistema circolatorio e flusso sanguigno
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Apparato cardio-circolatorio
L’apparato cardio-circolatorio è un sistema costituito da
tubi (vasi) pieni di liquido (sangue) e connessi ad una
pompa (cuore).
La funzione principale del sistema cardiovascolare è il
trasporto di materiale tra i vari distretti dell’organismo. Le sostanze trasportate possono essere suddivise in
nutrienti, acqua e gas, che entrano dall’ambiente esterno, e cataboliti che le cellule devono eliminare.
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Trasporto nel sistema cardiovascolare
Sostanze spostate da a
_______________________________________________________________
In ingresso
Ossigeno polmoni tutte le cellule
Nutrienti ed acqua intestino tutte le cellule
Da un distretto all’altro
Prodotti di scarto alcune cellule fegato
Cellule difesa ed anticorpi circolo dove occorrono
Ormoni cellule endocrine cellule bersaglio
Nutrienti accumulati fegato ed adipe tutte le cellule
In uscita
Prodotti di scarto tutte le cellule reni
Calore tutte le cellule cute
Anidride carbonica tutte le cellule polmoni
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SISTEMA CIRCOLATORIO
CUORE
AORTA
CAPILLARI
ARTERIOLE
ARTERIE
VENA
CAVA
VENE
VENULE
valvole
POLMONI
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SISTEMA CIRCOLATORIO
CUORE
AORTA
CAPILLARI
ARTERIOLE
ARTERIE
VENA
CAVA
VENE
VENULE
valvole
POLMONI
● Nel sistema cardio-circolatorio il sangue può
scorrere solo se in una regione si sviluppa una
pressione maggiore rispetto alle altre regioni.
● L’aumento di P è generato a livello delle camere cardiache quando queste si contraggono.
● Quando il sangue scorre attraverso i vasi, la P
diminuisce a causa dell’attrito
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● Il movimento dei fluidi (liquidi e gas) è
stimolato da una differenza di pressione (ΔP).
Il fluido si muove da regioni
a maggiore P verso regioni a P inferiore.
P1-P2 = ΔP
Q = portata = Vfluido/Δt
Legge di Poiseuille
Q = [1/R]ΔP
R = resistenza idraulica = ΔP/Q
R = 8ηL/πr4 Q = [πr4/8ηL]ΔP
ΔP
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Ematocrito
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Una piccola variazione del raggio di un vaso sanguigno ha un notevole effetto sulla resistenza al flusso sanguigno. Una vasocostrizione diminuirà il flusso di sangue attraverso il vaso, mentre una vasodilatazione lo aumenterà.
Se il raggio raddoppia il flusso aumenterà di 16 volte
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Legge di Poiseuille
Q = Portata = [1/R]ΔP
Q1
Q2
Q3
Q1 = Q2/2
Q2= Q3
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SISTEMA CIRCOLATORIO
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Pressione di perfusione = (40-10) mmHg WWW.SUNHOPE.IT
RESISTENZE NEL SISTEMA CIRCOLATORIO
CIASCUNA RETE VASCOLARE (circolo sistemico, circolo polmonare,
vascolarizzazione di un organo, letto capillare, etc)
OFFRE UNA PROPRIA RESISTENZA
La Resistenza derivante dalla combinazione delle resistenze
di tutti i vasi del circolo sistemico viene indicata come
RESISTENZA PERIFERICA TOTALE (TPR) o
RESISTENZA VASCOLARE PERIFERICA (RVP)
CO = MAP/TPR
GC = PAM/RVP
Legge di Poiseuille
Q = [1/R]ΔP
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PAM = GC x RVP
PAM = [GS x F] x RVP
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v
Q = V/Δt = SΔx/Δt = SvΔt/Δt = Sv
EQUAZIONE di CONTINUITA'
v = Q/S
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EQUAZIONE di CONTINUITA'
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v3
v1
v2 v3
v3
v3 v2
v1 > v2 > v3
Q = Sv = cost = 5 litri. min-1
Conseguenze della legge di continuità
velocità sezione
ar
ter
ie
ar
ter
iole
ca
pil
lar
i
ve
nu
le
ve
ne
nei capillari la sezione individuale diminuisce, la sezione totale aumenta, la velocità diminuisce.
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Con l’aumentare della sezione trasversa, la velocità del sangue diminuisce.Essa pertanto sarà minima a livello dei capillari. Questo favorisce i processi
di scambio WWW.SUNHOPE.IT
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SISTEMA CIRCOLATORIO
CUORE
AORTA
CAPILLARI
ARTERIOLE
ARTERIE
VENA
CAVA
VENE
VENULE
valvole
POLMONI
● Nel sistema cardio-circolatorio il sangue può
scorrere solo se in una regione si sviluppa una
pressione maggiore rispetto alle altre regioni.
● L’aumento di P è generato a livello delle camere cardiache quando queste si contraggono.
● Quando il sangue scorre attraverso i vasi, la P
diminuisce a causa dell’attrito
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Vasi di pressione
Vasi di resistenza
Vasi di capacità Le vene agiscono come riserva di
volume dalla quale, se la
pressione sanguigna scende
troppo, il sangue può essere
inviato alla parte arteriosa della
circolazione
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Vasi di pressione
Vasi di resistenza
Vasi di capacità
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Arterie: vie di trasporto veloce del
sangue dal cuore agli organi.
Serbatoio di pressione.
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ARTERIE
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Poiché le arterie offrono scarsa resistenza al movimento del sangue, in esse si perde per attrito solo
una quantità trascurabile di energia pressoria. Perciò la PAM è essenzialmente la stessa in tutto
l’albero arterioso
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Arterie: vie di trasporto veloce del
sangue dal cuore agli organi.
Serbatoio di pressione.
Arteriole: vasi di resistenza.
L’elevata resistenza causa
una caduta di pressione da
75-80 a 35-40 mmHg.
Questa diminuzione di pressione aiuta
ad instaurare il differenziale di
pressione che favorisce il movimento di
sangue dal cuore ai vari organi
La regolazione del loro diametro
determina la distribuzione della
gittata cardiaca tra organi ed
apparati regolando il flusso di sangue verso i
diversi letti capillari. Oltre a regolare la PAM WWW.SUNHOPE.IT
ΔP = Q x R
MAP = ΔP = Forza propulsiva che mette in circolazione il sangue
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Aumenta la resistenza e il flusso diminuisce
Riduce la resistenza e il flusso aumenta
Il muscolo liscio arteriolare presenta uno stato di costrizione
parziale detto tono vascolare dovuto a due fattori:
-Il muscolo liscio arteriolare ha una attività miogena, cioè il
suo potenziale d’azione fluttua indipendentemente da ogni influenza nervosa o ormonale, determinando un’attività contrattile autoindotta.
-le fibre simpatiche che innervano la maggior parte delle
arteriole rilasciano continuamente noradrenalina, che
accresce ulteriormente il tono vascolare.
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Non soltanto la gittata
cardiaca aumenta
durante l’attività fisica,
ma la sua distribuzione
viene regolata in modo
da sostenere
l’aumentata attività
fisica.
Aumenta la percentuale di gittata
cardiaca che va al muscolo
scheletrico e al cuore, apportando
così l’O2 e i nutrienti addizionali
necessari per sostenere
l’aumentata velocità del loro consumo di ATP.
La percentuale che va alla pelle aumenta
per dissipare dalla superficie del corpo il
calore addizionale generato dai muscoli in
esercizio
La percentuale che va alla maggior parte
degli altri organi diminuisce
Soltanto il valore dell’afflusso sanguigno all’encefalo rimane invariato
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I cambiamenti della resistenza vascolare locale determinano le variazioni nella
distribuzione del flusso sanguigno verso gli organi stabilendo la percentuale di
gittata cardiaca che viene diretta verso essi. WWW.SUNHOPE.IT
Meccanismi di controllo
delle resistenze periferiche
Intrinseci
Estrinseci ● SNA
● Ormoni (vasopressina,
angiotensina II)
● Variazioni attività metabolica
(vasodilatatori metabolici: CO2, H+,
K+)
● Variazioni flusso ematico
● Risposta miogena allo
stiramento
● Secrezione paracrina (NO,
endotelina, istamina)
● Variazioni attività metabolica
(vasodilatatori metabolici: CO2, H+,
K+)
● Variazioni flusso ematico
● Risposta miogena allo
stiramento
● Secrezione paracrina (NO,
endotelina, istamina)
Mentre i meccanismi di controllo estrinseco sono responsabili di una pressione
arteriosa sufficiente per portare il sangue verso tutti gli organi, sono poi questi
ultimi a regolare il flusso locale secondo le loro necessità WWW.SUNHOPE.IT
● Variazioni attività
metabolica (vasodilatatori
metabolici: CO2, H+, K+)
Le influenze metaboliche locali
sul raggio arteriolare aiutano
ad adeguare il flusso
sanguigno alle richieste
dell’organismo
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Autoregolazione miogena
In alcuni tessuti la
muscolatura liscia
arteriolare è sensibile
allo stiramento e
risponde alle variazioni
della pressione
sanguigna all’interno delle arteriole.
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VASOATTIVI LOCALI:
-Monossido di azoto (NO): fattore rilasciante di origine endoteliale (EDRF),
induce il rilasciamento del muscolo liscio arteriolare.
-Endotelina (ET): azione fortemente vasocostrittice.
- Istamina: non viene rilasciata in risposta a modificazioni metaboliche locali
e non si origina da cellule endoteliali, ma da cellule danneggiate,
azione vasodilatatrice. Responsabile del gonfiore e del rossore che si manifesta nelle sedi
di infiammazione
-Serotonina: azione vasocostrittice. Si libera dalle piastrine aderenti a pareti vasali,
arteriose o venose, in seguito a lesioni.
- Prostaciclina e trombossano A2: la prima è prodotta dalle cellule endoteliali, il secondo
dalle piastrine. Il trombossano produce aggregazione piastrinica e vasocostrizione. La
prostaciclina inibisce l’aggregazione e provoca vasodilatazione. La loro sintesi parte
dall’ac. arachidonico e richiede l’intervento della cicloossigenasi.
● Secrezione paracrina (NO, endotelina, istamina)
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PAM = GC x RVP
PAM = [GS x F] x RVP
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SNA L’effetto del SNA sulla resistenza delle arteriole è
importante nel mantenere
una giusta PAM che
mantiene un’adeguata pressione di perfusione. I
meccanismi locali agiscono
invece nel regolare il flusso ai
vari organi a secondo le
necessità
L’attività simpatica dà un contributo importante al mantenimento della PAM assicurando la forza propulsiva adeguata all’encefalo, a spese di organi capaci di resistere meglio a una riduzione dell’irrorazione sanguigna. Se un altro organo ha necessità di ricevere sangue addizionale, come nel caso dei muscoli in attività lo ottiene attraverso regolazioni locali.
L’innervazione parasimpatica delle arteriole è irrilevante. La vasodilatazione viene prodotta riducendo l’attività simpatica
Rinforza i meccanismi locali
alta
alta
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Tutti i recettori adrenergici sono collegati a proteine G.
α1
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SNA
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Quantità elevate di adrenalina vengono liberate durante la risposta lotta e fuggi che prepara l’organismo a un vigoroso impegno fisico.
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Vasocostrittori:
● Angiotensina II
● Noradrenalina
● Vasopressina (ADH)
Vasodilatatori:
● Adrenomedullina
● Chinine: Bradichinina e Callidina
● Adrenalina
Ormoni vasoattivi
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↓ attività miogena
↓ [O2]
↑ [H+]
↑ [CO2]
↑ [NO] ↓ Stimolazione simpatica
↑Istamina ↑caldo
↑ attività miogena
↑ [O2]
↓ [CO2]
↑Endotelina ↑Stimolazione simpatica
↑Freddo, ↑vasopressina, angiotensina II
Stimolazione adrenergica
tonica
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PAM Gittata cardiaca
(quantità di sangue che
entra nelle arterie)
Resistenza periferica
Volemia
Distribuzione del sangue
tra arterie e vene
PAM = [GS x F] x RVP
Fattori
Intrinseci Estrinseci
Fattori
Intrinseci Estrinseci
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ipotalamo corteccia
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Arterie: vie di trasporto veloce del
sangue dal cuore agli organi.
Serbatoio di pressione.
Arteriole: vasi di resistenza.
L’elevata resistenza causa
una caduta di pressione da
75-80 a 35-40 mmHg.
La regolazione del loro diametro
determina la distribuzione della
gittata cardiaca tra organi ed
apparati. Oltre a regolare la PAM
Capillari: siti di scambio.
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RUOLO DEGLI SFINTERI PRECAPILLARI
-Non sono innervati, hanno elevato tono miogeno, sono sensibili a modificazioni
metaboliche locali.
↑ Attività metabolica tissutale
↑ CO2 e metaboliti, ↓ O2,
↑ Rilasciamento sfinteri ↑ Vasodilatazione arteriole
↑ Flusso nei capillari ↑ Superficie di scambio
↑ Scambi tra sangue e
tessuti
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FORZE DI STARLING
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ΔP = 2 mmHg
Pfiltr.= 11 mmHg
Pass. = - 9mmHg
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Pompa
Fluido interstiziale
Il sangue è
contenuto in vasi,
ma parte del fluido
fuoriesce nello
spazio interstiziale
ed è riportato al
circolo tramite il
sistema linfatico
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IL SISTEMA LINFATICO
tonsille
milza
timo
linfonodi vasi linfatici
vena succlavia destra vena succlavia sinistra
Il sangue non è l’unico liquido che circola nel nostro corpo; accanto al sistema dei vasi sanguigni, infatti, esiste il sistema linfatico, fatto di vasi in cui si raccoglie una parte di plasma, cellule e sostanze del sangue (soprattutto proteine) in eccesso fuoriuscite dai capillari.
Il liquido che scorre nel sistema linfatico prende il nome di linfa.
dotto toracico
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• Linfa si forma alla fine
della porzione
arteriosa dei capillari,
dove la pressione è
elevata
• Acqua, elettroliti ed
alcune proteine
trasudano nel tessuto
• L'inversione di
pressione nella
porzione venosa, non è
in grado di produrre un
completo
riassorbimento nelle
vene Circa 20 litri passano dai capillari sanguigni agli spazi
interstiziali
Solo 17 litri tornano ai capillari sanguigni
Restanti 3 litri entrano nei capillari linfatici e attraverso il
sistema linfatico ritornano al sangue WWW.SUNHOPE.IT
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Funzione del Sistema Linfatico
• Bilancio dei fluidi
– L’eccesso di fluidi interstiziali entra nei capillari linfatici
• Assorbimento dei lipidi
• Difesa
– Microorganismi ed altre sostanze vengono “filtrate” dalla linfa nei linfonodi e dal sangue nella milza
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Circolazione venosa
Stimolata da 1) Spinta cardiaca: la pressione nelle venule è 12-18 mmHg e decresce gradualmente nelle grandi vene extra-toraciche fino a 5-6 mmHg. 2) Pompa toracica: la pressione venosa centrale oscilla tra 6 (espirazione) e 2 mmHg (inspirazione). L’abbassamento del diaframma nell’inspirazione causa un innalzamento della pressione intra-addominale che contribuisce a spingere il sangue verso il cuore. Questo movimento è favorito dalla diminuzione della pressione venosa centrale. 3) Pompa muscolare.
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