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Il sistema circolatorio. Contenuto della lezione: Importanti caratteristiche di: arterie (dimensioni, elasticità) arteriole (rubinetti) capillari (numero,

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Presentazione sul tema: "Il sistema circolatorio. Contenuto della lezione: Importanti caratteristiche di: arterie (dimensioni, elasticità) arteriole (rubinetti) capillari (numero,"— Transcript della presentazione:

1 Il sistema circolatorio

2 Contenuto della lezione: Importanti caratteristiche di: arterie (dimensioni, elasticità) arteriole (rubinetti) capillari (numero, dimensioni, permeabilità, filtrazione del fluido, linfa) Venule e vene (capacità)

3 4.0 mm1.0 mm 30.0 m6.0 m 8.0 m0.5 m 20.0 m1.0 m 5.0 mm0.5 mm Arterie Arteriole Capillari Venule Vene Diametro medio Spessore medio della parete endotelio tess. elastico musc. liscia tess. fibroso

4 Quali fattori influenzano la pressione sanguigna? Il volume di sangue La resistenza vascolare Lautoregolazione Il sistema nervoso autonomo

5 Caratteristiche dei diversi vasi sanguigni Grandi arterie - ~2cm Devono essere elastiche per dare spazio al sangue di fluirvi dentro durante il battito cardiaco Devono essere resistenti per sopportare la pressione (Legge di Laplace) Diametro non troppo grande per evitare turbolenze Arterie muscolari cm Dotate di rivestimento muscolare per prevenire il collasso

6 Pressione Tempo Piccoli pulsi di flusso Il cuore si contrae Tempo Velocità di flusso Perchè lelasticità dellaorta è così importante? Cosa succede con unaorta non elastica (p.es. nellarteriosclerosi) CuoreTessuti Unaorta elastica spiana la variazione di pressione Flusso più regolare Picchi di pressione più bassi Laorta immagazzina sangue e lo stiramento dellaorta immagazzina energia

7 Perchè è importante impedire che la velocità del sangue diventi troppo elevata? Flusso laminare Pressione Flusso La resistanza è causata dallinterazione tra gli strati Flusso laminare

8 Flusso turbulento Pressione Flusso Flusso laminare La resistenza è causata da frequenti collisioni È richiesta una grande quantità di energia per guidare il flusso Avviene quando certi parametri si modificano fortemente bassa viscosità alta velocità grande raggio Flusso turbolento Perchè è importante impedire che la velocità del sangue diventi troppo elevata?

9 Caratteristiche dei diversi vasi sanguigni Grandi arterie - ~2cm Devono essere elastiche per dare spazio al sangue di fluirvi dentro durante il battito cardiaco Devono essere resistenti per sopportare la pressione (Legge di Laplace) Diametro non troppo grande per evitare turbolenze Arterie muscolari cm Dotate di rivestimento muscolare per prevenire il collasso

10 Vasi sanguigni con diametro grande sono suscettibili di stiramento Rene Aorta Indebolimento Anuerisma aortico Legge di Laplace T = P · r / d Forza che tende a far collassare il vaso Forza che tende a dilatare il vaso d spessore della parete r raggio del vaso T tensione sulla parete del vaso P pressione transmurale

11 Caratteristiche dei diversi vasi sanguigni Grandi arterie - ~2cm Devono essere elastiche per dare spazio al sangue di fluirvi dentro durante il battito cardiaco Devono essere resistenti per sopportare la pressione (Legge di Laplace) Diametro non troppo grande per evitare turbolenze Arterie muscolari cm Dotate di rivestimento muscolare per prevenire il collasso

12 La probabilità che un flusso laminare diventi turbolento aumenta con il diametro del vaso. Cancelletti girevoli Barriere per favorire il flusso laminare

13 Caratteristiche dei diversi vasi sanguigni Grandi arterie - ~2cm Devono essere elastiche per dare spazio al sangue di fluirvi dentro durante il battito cardiaco Devono essere resistenti per sopportare la pressione (Legge di Laplace) Diametro non troppo grande per evitare turbolenze Arterie muscolari cm Dotate di rivestimento muscolare per prevenire il collasso Arteriole - <0.1cm Rubinetti della circolazione

14 Le arteriole sono i rubinetti della circolazione Cambiando il loro diametero le arteriole possono alterare il flusso Capillari Arteriole Arterie Venule Pressione (mm Hg) Vene AortaVena cava p.es.: un aumento del raggio del 19% porterà ad un raddoppio del flusso Legge di Poiseuille P = Q · R Legge della continuità Q = cost. Quindi, in un circuito chiuso, dove il flusso è costante, avremo che: P R La caduta di pressione per ogni segmento del letto circolatorio è indice della resistenza al flusso. La caduta di pressione ( P) è massima a livello delle arteriole perché qui la resistenza al flusso (R) è massima.

15 La R massima al flussso e quindi la caduta di pressione P massima si ha a livello arteriolare ( ~30 m) e non a livello capillare ( ~6 m). Infatti R dipende oltre che dal calibro (R 1 / r 4 ) anche dal numero dei condotti posti in parallelo (1/R t = (1/R i )) R a =10 1/R ta =2·(1/10)=0.2 R ta =1/0.2=5 R c =100 1/R tc =2000·(1/100)=20 R ta =1/20=0.5

16 Pressione mm Hg Pressione sistolica Pressione diastolica Pressione media Pulsi di pressione Capillari Arteriole Arterie Venule vene Ventricolo sinistro Atrio destro La pressione nei vasi non è costante. La pressione nei vasi rispecchia le pressioni generate nel cuore – le pressioni sistolica e diastolica. Sistole = contrazione dei ventricoli Diastole = riempimento dei ventricoli Quando il sangue scorre attraverso il sistema la pressione diminuisce a causa dellattrito

17 Caratteristiche dei diversi vasi sanguigni Grandi arterie - ~2cm Devono essere elastiche per dare spazio al sangue di fluirvi dentro durante il battito cardiaco Devono essere resistenti per sopportare la pressione (Legge di Laplace) Diametro non troppo grande per evitare turbolenze Arterie muscolari cm Dotate di rivestimento muscolare per prevenire il collasso Arteriole - <0.1cm Rubinetti della circolazione Capillari 4-7µm Piccoli per permettere un letto esteso e una bassa resistenza (flusso in singola fila)

18 endoteliali I capillari consistono di un monostrato di cellule endoteliali (Raggio piccolo importante nel minimizzare la tensione delle pareti) Tale permeabilità porta ad una perdita di fluido dal sangue per ultrafiltrazione I capillari sono permeabili ad acqua, ioni e a piccole molecole Capillari continui Capillari fenestrati Aumento della permeabilità Esso è chiamato fluido interstiziale e bagna la maggior parte delle cellule dellorganismo

19 Il letto capillare ha una resistenza relativamente piccola nonostante il loro piccolo diametro Brevi (~1mm) Resistanza al flusso lunghezza del vaso Inoltre ve ne sono molti connessi in parallelo, per cui la loro sezione trasversa globale è grande Ciò comporta una bassa velocità a livello dei capillari che dà il tempo per la diffusione Capillari Area totale di sezione (cm 2 ) Grandi arterie Arteriole Venule Vene Q = P/R = v · A P/R = v · A P v = R·A

20 Flusso in singola fila ( 3-10µm) Il letto capillare ha una resistenza relativamente piccola nonostante il loro piccolo diametro Brevi (~1mm) Resistanza al flusso lunghezza del vaso Ve ne sono molti connessi in parallelo Flusso in singola fila

21 Caratteristiche dei diversi vasi sanguigni Grandi arterie - ~2cm Devono essere elastiche per dare spazio al sangue di fluirvi dentro durante il battito cardiaco Devono essere resistenti per sopportare la pressione (Legge di Laplace) Diametro non troppo grande per evitare turbolenze Arterie muscolari cm Dotate di rivestimento muscolare per prevenire il collasso Arteriole - <0.1cm Rubinetti della circolazione Capillari 4-7µm Piccoli per permettere un letto esteso e una bassa resistenza (flusso in singola fila) Venule µm Vene ~1cm Acquiescienti per immagazzinare sangue ma contrattili Dotate di valvole per prevenire un riflusso

22 A riposo ~ 2 / 3 del sangue è nelle vene Venoso Arterie Capillari Cuore Polmoni Area totale di sezione (cm 2 ) Grandi arterie Arteriole Venule Vene lunghezza

23 Caratteristiche dei diversi vasi sanguigni Grandi arterie - ~2cm Devono essere elastiche per dare spazio al sangue di fluirvi dentro durante il battito cardiaco Devono essere resistenti per sopportare la pressione (Legge di Laplace) Diametro non troppo grande per evitare turbolenze Arterie muscolari cm Dotate di rivestimento muscolare per prevenire il collasso Arteriole - <0.1cm Rubinetti della circolazione Capillari 4-7µm Piccoli per permettere un letto esteso e una bassa resistenza (flusso in singola fila) Venule µm Vene ~1cm Acquiescienti per immagazzinare sangue ma contrattili Dotate di valvole per prevenire un riflusso Vena cava

24 Filtrazione dei fluidi

25 La velocità di filtrazione del fluido dipende da 4 insiemi di variabili Gradiente di pressione idrostatica (P c - P i ) Gradiente di pr. colloido-osmotica ( c - i ) Questi fattori producono la forza e determinano la direzione Questi fattori influenzano lampiezza del flusso Area superficiale Permeabilità idraulica = pressione osmotica, P = pressione idrostatica i = interstiziale, c = capillare Flusso dacqua = area · permeabilità · ( (P c -P i ) - ( c - i ) ) Lequazione di Starling

26 Poche parole circa la composizione del sangue Un essere umano ne possiede circa 5.5 litri (8% per 70 Kg di peso). Gli eritrociti rappresentano circa il 47% del volume Un certo numero di globuli bianchi (<0.1%), piastrine Il resto è plasma (acqua, sali, proteine, agenti coagulanti, glucoso, aminoacidi ecc) Importanza del globulo rosso per la circolazione Se lemoglobina umana fosse libera nel plasma la viscosità sarebbe troppo alta.

27 Fluido extracellulare Plasma 3L (= sangue - eritrociti) Interstiziali 11L Intracellulari 28L Distribuzione dei fluidi in un essere umano medio Interstiziali Plasma Fluidi intracellulari

28 Tipi di capillari Struttura dei capillari –Una volta che il sangue raggiunge i capillari, il plasma e le cellule scambiano materia –La maggior parte delle cellule distano circa 100 m dai capillari Due tipi di capillari –Capillari continui Le cellule endoteliali sono strettamente unite Alcune piccole molecole passano attraverso le giunzioni cellulari Molecole più grandi (es. proteine) sono trasportate tramite vescicole –Capillari fenestrati Hanno grandi pori che permettono a grandi volumi di fluido di passare rapidamente

29 Tipi di capillari

30 Flusso nei capillari –Nei capillari la velocità del sangue è la più bassa –Il flusso è proporzionale allarea della sezione totale Scambi a livello dei capillari Area della sezione totale Velocità del flusso Arterie Arteriole Capillari Venule Vene Vena cava Aorta

31 Diffusione: –È la sorgente della maggior parte degli scambi tra plasma e liquidi interstiziali –Eritrociti e proteine sono troppo grandi per attraversarli Flusso di massa: –Movimento di massa di acqua e soluti come risultato della pressione idrostatica o colloido-osmotica Fuori dai capillari: filtrazione Dentro I capillari: assorbimento –La maggior parte dei capillari mostrano una transizione: Da una filtrazione netta ad un assorbimento netto Muovendosi dal lato arterioso a quello venoso –È regolato da due forze: Pressione idrostatica: componente della pressione laterale che spinge il fluido attraverso I pori dei capillari Pressione colloido-osmotica: determinata dalle differenze di concentrazioni di soluti tra I due compartimenti (PROTEINE) Scambi a livello dei capillari

32 Filtrazione nei capillari pressione netta = pressione idrostatica + pressione colloido-osmotica P N = P - P= = P P > P = P <

33 Pressione netta: P N = P idrostatica – P colloido-osmotica P N = (P c – P i ) - ( c - i ) P c diminuisce lungo il capillare P iI molto bassa c ~ 25 mm Hg i ~ 0 Lato arterioso: PN = 32 – 25 = 7 mm Hg Filtrazione Lato venoso: PN = 15 – 25 = -10 mm Hg Assorbimento Filtrazione > Assorbimento Flusso di massa ~ 3 L/die Questo fluido come torna indietro? Scambi a livello dei capillari

34 Sistema linfatico Tre funzioni principali: –Recupero di fluido e proteine filtrate fuori dai capillari –Prelievo dei grassi assorbiti dallintestino –Serve da filtro per catturare e distruggere elementi patogeni esterni Organizzato per un movimento a senso unico dei fluidi interstiziali dai tessuti al circolo Struttura: –Capillari linfatici a fondo cieco sono nelle strette vicinanze dei capillari sanguigni –Costituiti da un monostrato di cellule endoteliali piatte –Grosse fessure tra le cellule permettono a fluidi, proteine, batteri, di essere trascinati dentro dal flusso di massa

35 Relazione tra i capillari e i vasi linfatici venule arteriole vasi linfatici filtrazione netta assorbimento netto

36 Ritorno della linfa al circolo generale I capillari linfatici hanno un singolo strato di cellule endoteliali con grandi aperture tra di esse I vasi linfatici hanno valvole I grandi vasi linfatici si contraggono ritmicamente Contrazione muscolare, respirazione e movimenti intestinali guidano il flusso linfatico Nei mammiferi la linfa ritorna in circolo a livello della vena succlavia entro la quale il sangue succhia la linfa A fondo cieco

37 Edema linfatico Causato da un accumulo di linfa Rimozione dei dotti linfatici Bloccco dei dotti linfatici Edema polmonare Un aumento nella filtrazione di fluido nei polmoni è particolarmente pericoloso. Un aumento di fluido disaccoppia gli scambi gassosi

38 Verifiche

39 La velocità del flusso è direttamente o inversamente proporzionale allarea della sezione trasversa? Se si modifica larea della sezione trasversa, quale effetto si avrà sulla portata (flusso)? (a)La velocità del flusso è inversamente proporzionale allarea. Aumentando larea, la velocità decresce. (b)Modificando larea della sezione trasversa non si ha alcun effetto sulla portata (flusso). Infatti, Per la legge dellazione di massa lintensità del flusso nel condotto non cambia:Q 1 =Q 2 v 1 A 1 =v 2 A 2 v 1 /v 2 =A 2 /A 1 Area della sezione totale Velocità del flusso Arterie ArterioleCapillari Venule Vene Vena cava Aorta v1v1 v2v2

40 La pressione idraulica in un capillare aumenta a 35 mmHg mentre rimane a 15 mmHg al capo venoso. In questo capillare la filtrazione netta aumenterà, diminuirà o rimarrà costante? Una persona con patologia epatica può perdere la capacità di sintetizzare le proteine plasmatiche. Cosa succederà alla pressione colloido-osmotica del suo sangue? E allequilibrio tra filtrazione e assorbimento a livello dei suoi capillari? Quale fattore determina principalmente la resistenza al flusso ematico? In quali vasi sanguigni si accumulerà il sangue se il ventricolo sinistro non pompa regolarmente? Dove si verificherà un edema?


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