Sistema Urinario

Funzioni Renali - Regolazione del volume del liquido extracellulare - Regolazione dell’osmolarità (valore normale ~290 mOsm/kg acqua) - Mantenimento del bilancio ionico (in ptc per Na+, K+, e Ca++) - Regolazione omeostatica del pH (agendo su H+ e HCO3-) - Escrezione di prodotti di scarto e sost estranee (urea, farmaci, ac urico) - Produzione di ormoni (es eritropoietina, renina, formazione di vit D3)

Clearance di una sostanza è la quantità di plasma che il rene è in grado di depurare della sostanza stessa nell’unità di tempo Px = [x] nel plasma Ux = [x] nelle urine Vel di escrezione della sostanza (mg/min) Clearance = [ ] plasmatica della sostanza (mg/ml) dove Vel di escrezione = volume urinario x [ ] urinaria della sostanza

V di filtrazione di una sostanza = [ ] plasmatica della sostanza x VFG Nel caso dell’inulina: Velocità filtrazione = Velocità escrezione Quindi: Vel escrezione inulina = [inulina] plasmatica x VFG Vel di escrezione di inulina [inulina] plasmatica cioè VFG = Vel di escrezione di inulina [inulina] plasmatica Ma il rapporto: esprime la clearance Per cui nel caso dell’inulina: clearance = VFG

SISTEMA CARDIOVASCOLARE … i vasi attraverso cui passa il sangue non hanno tutti lo stesso diametro; dato che la quantità di sangue che passa attraverso i vasi (portata) deve essere costante, cambia la velocità del flusso. La velocità è inversamente proporzionale alla sezione del tubo; è bassa in un tubo di grande diametro e più elevata in un tubo sottile. Nell’aorta (ø 3 cm)la velocità del sangue è massima (2m/sec) durante la fase sistolica di eiezione rapida. Nei capillari (ø medio 7 µm) la velocità è di circa 0.5 mm/sec. Come si spiega?

… andando dai distretti circolatori centrali verso i periferici, diminuisce il calibro dei vasi ma ne aumenta il numero, e quindi la sezione trasversa totale aumenta notevolmente. La sezione trasversa totale dei capillari è circa 1000 volte superiore a quella dell’aorta e ciò spiega la velocità di flusso inferiore in tale distretto. PERCHE’ LA VELOCITA’ DEL SANGUE DEVE ESSERE BASSA IN CORRISPONDENZA DEI CAPILLARI?

Affinchè il sangue possa scorrere attraverso il sistema circolatorio deve essere presente un gradiente di pressione (∆P). Il flusso è direttamente proporzionale a ∆P, ossia maggiore è il gradiente pressorio, più grande sarà il flusso. Il moto del sangue nei vasi genera attrito, che si oppone al flusso. I fattori che si oppongono al flusso costituiscono nell’insieme la resistenza (R). Il flusso è inversamente proporzionale alla resistenza; se R aumenta, il flusso diminuisce. Flusso = ∆P/R (Legge di Poiseuille) La resistenza è influenzata da 3 parametri: - Lunghezza del tubo (L) - Raggio del tubo (r) - Viscosità del liquido che passa nel tubo (h, eta) La relazione tra questi fattori è R = 8Lh/pr4 Poichè il rapporto 8/p è costante, si ha che R è proporzionale a Lh/r4 (ossia: la resistenza è direttamente proporzionale alla lunghezza del vaso ed alla viscosità del liquido e inversamente proporzionale alla quarta potenza del raggio vasale). In condizioni normali, la lunghezza dei vasi (L) è definita anatomicamente e non varia; Anche la viscosità (h) varia molto poco; questi due parametri quindi influenzano poco la resistenza, che è invece molto sensibile alle variazioni nel diametro vasale.

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Onda P: depolarizzazione atriale Onda Q: depolarizzazione setto interventricolare Onda R: depolarizzazione apice e pareti ventricolari Onda S: depolarizzazione base ventricoli Compl. QRS: depolarizzazione ventricolare Onda T: ripolarizzazione ventricolare

La frequenza dei potenziali d’azione autoritmici può essere modificata dall’alterazione della permeabilità della cellula autoritmiche a vari ioni. La NA dei nn simpatici e la A della midollare surrenale incrementano il flusso ionico sia attraverso i canali If (‘funny’), sia attraverso quelli per il calcio. Ciò accelera la depolarizzazione e permette alla cellula di raggiungere più rapidamente la soglia, aumentando anche la frequenza di innesco dei pdA. Le catecolamine esercitano tali effetti legando recettori ß1. ACh rallenta la frequenza cardiaca attivando recettori muscarinici che aumentano la conduttanza al K, iperpolarizzando la cellula, e allontanando il potenziale pacemaker dal valore soglia. ACh diminuisce anche la permeabilità al Ca. Come risultato, si abbassa la velocità di depolarizzazione del potenziale pacemaker. Nell’insieme, si ritarda l’inizio dei pdA e si rallenta la frequenza cardiaca

La gittata cardiaca (GC)è la quantità di sangue pompata dal ventricolo nell’unità di tempo GC = frequenza cardiaca x volume di eiezione Il volume di eiezione o gittata sistolica (quantità di sangue pompata durante la sistole), è: Volume di sangue nel ventricolo prima della contrazione (EDV, end diastolic volume) - volume di sangue nel ventricolo dopo la contrazione (ESV, end systolic volume), ossia EDV - ESV. Il riempimento ventricolare massimo si raggiunge alla fine della diastole (end diastolic volume, EDV); a riposo, EDV = 135 ml. Il cuore non si svuota del tutto ad ogni contrazione ventricolare. La quantità di sangue che rimane nel ventricolo ad ogni contrazione viene definita end systolic volume (ESV), ed ammonta a circa 65 ml. Questo volume di fine sistole costituisce un margine di sicurezza, un volume supplementare che il cuore può pompare ai tessuti, se c’è richiesta Per una persona a riposo, la gittata sistolica è quindi: 135 ml - 65 ml = 70 ml Poichè la frequenza è circa 72 battiti/minuto GC = 72 battiti/minuto x 70 ml/battito = 5040 ml/minuto = ~ 5 litri/minuto Il volume del san gue corporeo è circa 5 litri, perciò a riposo un ventricolo pompa tutto il sangue presente nell’organismo in un solo minuto. Durante l’esercizio fisico GC può aumentare fino a raggiungere il valore di 30-35 litri/minuto. Normalmente la GC è uguale nei due ventricoli. Se uno dei due pompa in maniera insufficiente, la GC diviene disuguale ed il sangue comincia ad accumularsi nel settore del circolo sanguigno che arriva al ventricolo più debole

FUNZIONI PRINCIPALI DEL SISTEMA RESPIRATORIO - Scambio di sostanze gassose tra atmosfera e sangue - Regolazione omeostatica del pH corporeo - Protezione da patogeni inalati e da sostanze irritanti - Vocalizzazione

Respirazione cellulare Si riferisce alle reazioni intracellulari dell’ossigeno con varie molecole organiche per produrre anidride carbonica, acqua ed energia sotto forma di ATP Respirazione esterna È determinata dallo scambio di gas tra ambiente e cellule dell’organismo. Può essere suddivisa in quattro processi integrati: - Scambio d’aria tra atmosfera e polmoni (ventilazione). Mediante l’inspirazione, l’aria entra nei polmoni, con l’espirazione, ne esce; - Scambio di ossigeno e anidride carbonica tra polmoni e sangue; - Trasporto di ossigeno e anidride carbonica nel sangue; - Scambio di gas tra sangue e cellule Il sistema respiratorio è costituito dalle strutture coinvolte nella ventilazione e nello scambio dei gas, cioè: - le vie aeree che vanno dall’ambiente esterno fino alle superfici di scambio nei polmoni - gli alveoli, che costituiscono la superficie di scambio - le ossa e i muscoli del torace, che permettono la ventilazione Comprende il tratto respiratorio superiore (bocca, cavità nasale, faringe, laringe) ed il tratto respiratorio inferiore (trachea, bronchi e loro ramificazioni, polmoni)

LEGGI DEI GAS - La pressione totale di una miscela di gas è data dalla somma delle pressioni dei singoli gas (legge di Dalton) - I gas, singoli o miscele, si spostano da un’area ad alta pressione ad una a bassa pressione - Se il volume del contenitore di un gas cambia, la pressione del gas cambierà in maniera inversa (legge di Boyle) - La quantità di gas che può sciogliersi in un liquido è data dalla pressione parziale del gas e dalla sua solubilità nel liquido (legge di Henry) Cos’è la pressione parziale? È la pressione esercitata da un singolo gas contenuto in una miscela gassosa, ed è calcolata come: pressione totale della miscela x % del gas nella miscela. Ad esempio, nell’aria secca al livello del mare (760 mmHg), il 78% della pressione totale è dovuta alle molecole di azoto, ed il 21% a quelle di ossigeno. La pressione parziale dell’ossigeno è: 760 mm Hg x 21% = 760 x 0.21 = 160 mm Hg

VOLUMI POLMONARI Capacità funzionale residua: volume d’aria che resta nei polmoni alla fine di una espirazione normale (circa 3 l). E’ composta da un volume che può essere espulso con una espirazione massimale forzata (volume di riserva espiratoria, VRE, 1.5 l) e una porzione che non può essere espulso, se non con il collasso del polmone (volume residuo, VR, 1.5 l). Il volume che un soggetto incamera al termine di una inspirazione a riposo è il volume corrente (VC), pari a 0.5 l. Al termine di questa, il soggetto può ancora incamerare con una inspirazione forzata un volume ulteriore di 2.5 l (volume di riserva inspiratoria, VR). Quindi, il volume totale d’aria che il polmone può contenere, o capacità polmonare totale, ammonta a circa 6 litri. Di questi, il polmone può espellere solo 4.5 l con una espirazione forzata, mentre 1.5 rimangono sempre nel polmone come volume residuo. Questi 4.5 l costituiscono la capacità vitale (CV) CI VRI 2.5 l CV CPT 6 l VC 0.5 l VRE 1.5 l CFR Ventilazione polmonare totale = frequenza ventilatoria x volume corrente 12 respiri/minuto x 500 ml/respiro = 6000 ml/minuto Ma poichè 150 ml d’aria non partecipano agli scambi (aria che resta in trachea e bronchi, spazio morto anatomico) ci si riferisce alla ventilazione alveolare. Questa è: frequenza respiratoria x (volume corrente - volume dello spazio morto) = ventilazione alveolare ossia: 12 respiri/min x (500 - 150) = 12 x 350 = 4200 ml/minuto VR 1.5 l

Hb: 4 catene di globina ( 2 a e 2 ß) ognuna delle quali circonda un gruppo eme contenente ferro Il feto ha un tipo diverso di Hb in grado di sottrarre ossigeno al sangue placentare materno (HbF, ha 2 catene g al posto delle ß) I globuli rossi vivono in media circa 4 mesi I gruppi eme sono identici e sono costituiti da un anello porfirinico di C, H e N con al centro un atomo di Fe

La solubilità in acqua della CO2 è superiore a quella dellO2

Normal lung

(b) scambio di ossigeno tra sangue e cellule dei tessuti (a) scambio di ossigeno tra alveoli e sangue

(c) scambio di CO2 tra cellule e sangue (d) scambio di CO2 tra sangue e alveoli

+ _ Il centro apneustico scarica in modo tonico sui nn. inspiratori. Questi formano una rete con pdm instabili che danno origineal la scarica ritmica. La ritmica inibizione di questo centro da parte del centro pneumotassico e delle ff vagali dai tensocettori polmonari interrompe l’inspirazione. Diverse osservazioni: - se il brainstem viene sezionato sotto il bulbo, il respiro si blocca; se il taglio è sopra il ponte la ventilazione resta normale - il taglio dei vaghi provoca diminuzione del ritmo e aumento della profondità del respiro - se il bulbo è separato dal ponte e dai centri superiori la ventilazione diventa irregolare, ma il ritmo non varia; se in queste condizioni si tagliano i vaghi si ha blocco inspiratorio (apneusi) + _ ponte bulbo