APPARATO CARDIOCIRCOLATORIO - Idrodinamica della circolazione del sangue Lavoro e potenza cardiaca Viscosità del sangue Equilibrio dei vasi sanguigni

APPARATO CARDIOCIRCOLATORIO
Idrodinamica della circolazione del sangue
Lavoro e potenza cardiaca
Viscosità del sangue
Equilibrio dei vasi sanguigni

PREREQUISITI
Legge di Stevino:
 = # + ℎ

Legge di Bernoulli:
 ( ( (
 ( + ( + * (* = * + * + * ** =⋯= - + - + * -*

Equazione di continuità:
 = → se ρ è costante → = : ′

 =
Tensione superficiale: = ∆?

 A CDE
Legge di Poiseuille: ∆B
 = (GHℓ)

Volume di sangue di una persona circa 6 litri

A riposo il cuore pompa 5 litri/min dal VS
Arriva al sistema capillare dove scambia
Ossigeno.

Ritorna al cuore attraverso sistema venoso

La pressione del sangue varia da punto a punto
non secondo la legge di Bernoulli ma quella di
Poiseuille:

 A CDE A(GHℓ)
 = da cui ∆ =
 ∆B (GHℓ) CDE

1. La pressione del sangue è misurata in mmHg
 in eccesso alla pressione atmosferica (760
 mmHg) che nella scala è espressa con 0

2. La pressione del sangue nell’aorta non è
 costante: valore max (sistole), valore min
 (diastole).
 Arterie non rigide: si gonfiano (sistole) e poi si
 rilasciano (diastole)

3. Nella figura la pressione di un soggetto in
 = # + ℎ
 orizzontale (dovremmo considerare stevino)

Resistenza dei vasi sanguigni (es. arterie):

 ∆ (8 ℓ)
 = =
 Q

 1 1 1 1 1
 = + + +⋯
 STSUVW ( * X U

 1 U
 =
 STSUVW U

Con Ra la resistenza media delle arteriole e Na il
loro numero

Lavoro e potenza cardiaca
a) Prima fase immissione sangue
 polmonare nel ventricolo sinistro.
 Aumento del volume ventricolo e
 pressione quasi costante (≃ 5mmHg).

b) Chiusura valvola bicuspide,
 contrazione ventricolo. Pressione
 aumenta fino a 80-90 mmHg

c) Valvola aortica si apre. Pressione
 aumenta ancora fino ad un massimo.
 Comincia a diminuire

d) Chiusura valvola aortica. La pressione
 cala a valori bassi come ad inizio ciclo

Il lavoro cardiaco è dato dalla seguente formula:

 1 *
 = \ * − ( = U * − ( + * − (
 2
V1 e V2 variazione di volume espressa nella figura precedente; pa pressione
aortica media; pv pressione ventricolare.
Es. un adulto a riposo:
V2-V1=60 cm3 v=50 cm/s pa=100 mmHg r=1 g/cm3 (circa H2O)

L=100/760∙106∙60 + 0.5∙502∙60 = 8∙106 erg = 0.8 joule

Riuscite a calcolare il lavoro complessivo in 24h sapendo che il rendimento del
cuore è del 10%?

Viscosità del sangue
 Ha
La viscosità del sangue: ` = c
 ((bd)e
dipende dal raggio R del capillare e
dal diametro d degli eritrociti.

Formula di Laplace ed equilibrio dei vasi sanguigni
 Partendo dal concetto di tensione
 =
 superficiale = si può dimostrare
 ∆?
 che per un vaso sanguigno avente
 forma cilindrica la pressione
 ventricolare
 
 =
 
 L’equazione detta legge di Laplace
 lega la pressione all’interno del vaso
 Legge di Laplace
 (transmurale), la tensione t ed il
 per una struttura raggio R del vaso stesso
 *f
 sferica = D

Applicazioni nella riabilitazione in pazienti con coronaropatia o scompenso cardiaco, recente infarto del
miocardio o un bypass aortocoronarico, La riabilitazione cardiologica mira ad aiutare i pazienti a
mantenere o a riacquisire l'indipendenza

L'attività fisica misurata in equivalenti metabolici: multipli del tasso di O2 consumato a riposo; 1
equivalente metabolico (il tasso a riposo) equivale al consumo di circa 3,5 mL/kg/min di ossigeno.

Normali attività lavorative (escluse le attività ricreazionali): raramente si superano i 6 equivalenti
metabolici.
• Lavoro di casa (leggero o moderato): 2 a 4 equivalenti metabolici;
• Nei lavori di casa pesanti o lavoro agricolo: da 5 a 6 equivalenti metabolici.

Per i pazienti ospedalizzati, l'attività fisica deve essere controllata in modo che la frequenza cardiaca
rimanga < 60% del valore massimo per quell'età (p. es., circa 160 battiti/min per persone che hanno 60
anni); per pazienti convalescenti a casa, la frequenza cardiaca deve rimanere < 70% di quella
massima.

APPARATO RESPIRATORIO
Meccanica della respirazione
Equilibrio meccanico degli alveoli

Meccanica della respirazione
La meccanica della respirazione assume che
il tessuto polmonare sia assimilabile ad una
molla con costante elastica K ed uno
smorzatore R.

La differenza di pressione dovuta ai muscoli
sulla parete polmonare portano ad una
piccola depressione di circa 2 mmHg rispetto
alla pressione atm.

La differenza di pressione intrapolmonare e
intratoracica:
 *f
∆ = ` con Rp raggio medio polmonare
 g
t tensione elastica

Equilibrio meccanico degli alveoli
Gli alveoli polmonari schematizzati con un sistema di tante piccole bolle
comunicanti tra loro

La curva di equilibrio p-V esprime la condizione
di equilibrio di una membrana elastica

Fisioterapia respiratoria
• Bronchiectasie (es. dilatazione e distruzione dei bronchi maggiori causata da uno stato infettivo e infiammatorio cronico)
• Broncopneumopatia cronica ostruttiva, in determinate situazioni cliniche (limitazione del flusso aereo
 causata da una risposta infiammatoria a tossine inalatorie, spesso il fumo di sigaretta).

• Fibrosi cistica (malattia ereditaria delle ghiandole esocrine)
• Malattie neuromuscolari
• Polmoniti nelle regioni polmonari dipendenti (infiammazione acuta dei polmoni a seguito di una infezione)

Riabilitazione polmonare
• Ridurre la dispnea
• Aumentare la tolleranza all'esercizio fisico
• Asma
• Pneumopatia interstiziale
• Cancro del polmone
• Sarcoidosi