Fisiologia Cardiovascolare-Generalità-Il sangue - Fisiologia Generale C. Capelli 2019-2020 - Carlo Capelli
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Fisiologia Generale
C. Capelli
2019-2020
Fisiologia
Cardiovascolare-
Generalità-Il sangue
1
Obiettivi
1.0 Il sistema cardiovascolare- 3.0 Il plasma
generalità 3.1 Elettroneutralità plasmatica
1.1 Funzioni del sangue 3.2 Determinazione del volume
2.0 Il sangue-Composizione Plasmatico
2.1 Eritrociti ed ematocrito 3.3 Composizione del plasma
2.2 Indice di Sfericità e Eritrociti 3.4 Le proteine plasmatiche
2.3 Indici eritrocitari 4.0 Pressioni osmotica e
2.4 HCT-Viscosità-capacità di colloidosmotica del plasma
trasporto per l’O2 4.1 Tonicità e osmolalità effettiva
2.5 “Life span” degli eritrociti 4.2 Osmosi ed Eritrociti
2.6 Il midollo emopoietico 5.0 I leucociti
2.7 Requisiti per la produzione di 5.1 Funzioni dei leucociti
gg.rr. 6.0 Le piastrine (trombociti)
2.8 Ruolo dell’Eritropoietina
2.11 Filtrazione e distruzione dei gg.rr.
2.12 La milza
2.13 Anemia e cianosi
2
1.0 Il sistema cardiovascolare-generalità
• I tre componenti principali che compongono il
sistema circolatorio sono:
– Il cuore (la pompa)
– I vasi sanguigni (le condutture)
– Il sangue (il fluido che scorre )
• La funzione del sistema cardiovascolare è
influenzata dal sistema endocrino, dal sistema
nervoso e dai reni.
3
1.1 Funzioni del sangue
• Trasporto
– Gas (O2, CO2)
– a.a., glucosio, FFA
– Ormoni
– Farmaci
– Calore (termoregolazione)
• Riserva di a.a.
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2.0 Il sangue-Composizione
• E’ una sospensione di
elementi cellulari (gg.rr.,
leucociti) in una soluzione
acquosa (plasma) di
elettroliti e di non-elettroliti
• Separazione delle cellule dal
plasma
• Sedimentazione
• Centrifugazione: separazione della
componente cellulare dal plasma
5
2.1 Eritrociti e ematocrito
6
2.1 Eritrociti e Ematocrito
• L‘Ematocrito: rapporto tra il volume degli eritrociti ed il volume totale del
sangue moltiplicato per 100 ed è uno degli indici di Wintrobe
• Ematocrito apparente
• Buffy coat, leucociti
• Valori normali: uomo: 42-52 %; donne: 37-48 %
• Valori inferiori: anemia; valori superiori: policitemia (vera o secondaria);
• Massimo ematocrito teorico con emazie normali: 58 % circa
2.4 µ
2.4 ± 0.15 µ
Area: 140 ± 17 µ2
Volume: 84 ± 17 µ3
8.3 µ
1.0 ±0.30 µ 8.3 ±0.43 µ
7
2.2 Indice di Sfericità e Eritrociti
• Indice di sfericità
• La superficie dell’eritrocita di forma discoide è molto più
ampia di quella che avrebbe la cellula se avesse un forma
sferica
• Quindi, la forma discoide ottimizza l’area disponibile per la
diffusione dei gas
• Vi sono sostanze che inducono una trasformazione reversibile da
discoide a sfera. Esse comprendono anche dei detergenti anionici
• Queste sostanze, in alte concentrazione, sono lisanti.
• Quindi, vi sono delle proteine plasmatiche che preservano la
forma discoide
• In alcune condizioni ed in patologie compaiono forme abnormi di
eritrociti.
8
2.3 Indici eritrocitari
• Principali
1. Ematocrito (HCT)
2. Conta eritrocitaria
Uomo: 5.5 •106 mm-3
Donna: 4.8 •106 mm-3
3. Concentrazione di Hb ([Hb])
Uomo: 13 - 18 g/dl
Donna: 12-16 g/dl
• Derivati
1. V.C.M. (MCV) (µ3) = HCT • 10/ conta eritrocitaria; 86 - 98 µ3;
2. E.C.M (MCH) (pg) = [Hb] • 10 / conta eritrocitaria; 28-33 pg/cellula
3. C.M.C.E. (MCHC)) (%) = [Hb] • 100/ HCT; 32 - 36 %
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2.4 HCT-Viscosità-capacità di trasporto per
l’O2
L’ematocrito determina:
• La viscosità del sangue
• La capacità di trasporto per l’ossigeno del sangue arterioso
poiché essa, a parità di tutte le altre condizioni, è proporzionale
alla concentrazione di Hb
• L’HCT normale corrisponde al valore massimo del rapporto tra
HCT e viscosità del sangue
• HCT normale nelle diverse specie assume valori diversi. In ogni
caso, assume il valore ideale per trasportare il maggior volume di
ossigeno nell’unità di tempo
102.5 “Life span” degli eritrociti
• Il life span è la media della durata dell’esistenza di una
popolazione di cellule
• L’esistenza si distribuisce secondo una curva gaussiana,
distribuzione normale
• In media attorno ai 100 giorni per gg.rr. sani
112.6 Il midollo osseo emopoietico
122.6 Il midollo osseo omeopoietico
132.7 Requisiti per la produzione di gg.rr.
• Ferro
– Componente dell’emogolobina (eme)
– Concentrazione normale di Hb
• Uomini: 13–18 gr/dL
• Donne: 12–16 gr/dL
• Acido Folico
– Necessario per replicazione DNA e proliferazione
cellulare
• Vitamina B12
– Necessaria per replicazione DNA e proliferazione
cellulare
142.8 Ruolo
dell’Eritropoietina
152.9 Filtrazione e distruzione dei gg.rr.
• La milza filtra e rimuove i vecchi eritrociti e il fegato
metabolizza i prodotti dalla disgregazione degli
eritrociti.
• Il ferro viene riciclato per la sintesi di nuova
emoglobina.
• Il ferro è trasportato nel sangue legato alla
transferrina nel midollo osseo rosso.
• Il ferro è immagazzinato legato alla ferritina nel
fegato, nella milza e nell'intestino tenue.
162.10 La milza
• I macrofagi della milza filtrano il sangue
fagocitando I vecchi globuli rossi fragili.
• L'emoglobina viene quindi catabolizzata e il ferro
viene rimosso. L’eme èconvertito in bilirubina.
• La bilirubina è rilasciata nel flusso sanguigno e
viaggia verso il fegato per ulteriore metabolismo. I
prodotti del catabolismo della bilirubina vengono
secreti nella bile nel tratto intestinale o rilasciati
nel flusso sanguigno ed escreti nelle urine.
172.11 Anemia e Cianosi
• L'anemia è definita come una diminuzione della capacità di
trasportare ossigeno nel sangue.
• Anemia dietetica
• Ferro: anemia sideropenica
• Vitamina B12: anemia perniciosa
• Anemia emorragica
• Emorragia
• Anemia emolitica
• Malaria
• Anemia falciforme
• Anemia aplastica
• Difetto del midollo osseo
• Anemia renale
• Malattie renali
182.11 Anemia e Cianosi
• La Cianosi: I capillari contengono più di 5 grammi di
desossiemoglobina (HHb, emoglobina insatura) per 100 ml di
sangue
• Cute e mucose presentano un colore bluastro
• In presenza di policitemia (primitiva o dopo adattamento alle
grandi altitudini) la cianosi è assai più pronunciata: la stessa
caduta di PO2 comporta la formazione di una maggiore
quantità di HHb
• L’anossia da ossido di carbonio non si accompagna a cianosi
poichò HHbCO ha un colore rosso ciliegia
192.12 Anemia-Riassunto
• L'anemia primitiva NON DEVE essere confusa con l'anemia
relativa, dovuta all'espansione del volume del plasma maggiore
dell'aumento della massa eritrocitaria (allenamento di resistenza)
203.0 Il plasma
• Il plasma fa parte dei liquidi extracellulari.
• Costituisce il 55-60 % del volume del sangue
• Il siero è il plasma dopo coagulazione del sangue (senza fibrinogeno
e componenti della coagulazione
Distribuzione dell’acqua corporea totale; BW: 70 kg; HCH 45 % e 40 %
Volumi tipici Volumi tipici
Uomo litri Donna litri
Acqua corporea totale
(TBW) 60 % del BW 42 50 % del BW 35
Fluido intracellulare
(ICF)
60 % di TBW 25 60 % di TBW 21
Fluido extracellulare
(ECF) 40 % di TBW 17 40 % di TBW 14
Fluido interstiziale 75 % di ECF 13 75 % di ECF 10
Plasma (PV) 20 % di ECF 3 20 % di ECF 3
Sangue PV/ (1-HCT) 5.5. PV/ (1-HCT) 5
Fluido transcellulare 5 % di ECF 1 5 % di ECF 1
213.0 il plasma
• Il plasma è costituito da una serie di sostanze
inorganiche e organiche disciolte nell'acqua, tra cui
proteine come albumina, globuline e fibrinogeno.
• Il plasma contiene almeno il 90% di acqua e
trasporta elettroliti e sostanze nutritive (glucosio,
aminoacidi, vitamine), nonché rifiuti (urea, bilirubina,
creatina), gas (O2 e CO2) e ormoni.
223.1 Elettroneutralità plasmatica
• Principio dell’Elettroneutralità: vale per tutte le soluzioni
• Il numero delle cariche positive deve uguagliare quello delle cariche negative
• La somma algebrica delle concentrazioni plasmatiche di sodio, cloruro e bicarbonato
non è uguale a 0.
• Questa differenza è denominata gap anionico:
anion gapplasma = [Na+]plasma - ([Cl-]plasma + [HCO3-] plasma) = 9 - 14 meq/litro
• È la differenza tra gli anioni ignorati e i cationi ignorati. I primi comprendono proteine
anioniche e metaboliti anionici (Altri nella Tabella qui sotto, ovvero a. lattico, beta-
idrossibutirrato, acetoacetato)
• Acidosi metabolica dovuta all’accumulo di uno di questi composti: anion gap
aumenta.
Cations Anions
Na+ K+ Ca++ Others Cl- HCO3- Phopsphates Others
mEq/l 140 ± 5 4 ± 0.5 5 ± 1.0 6±5 103 ± 0.5 29 2 ± 1.0 21
Totale 155 mEq 155 mEq
233.2. Determinazione del volume Plasmatico
• Principio di
conservazione della
massa applicato alle
tecniche di diluizione
• Iniezione venosa di massa
nota (A) di tracciante
atossico che si distribuisce
solo nel volume V che
desideriamo misurare
• V = A /[CA], dove [CA] è
la concentrazione finale
della sostanza
243.2 Determinazione del volume plasmatico
• Plasma
• Tracciante: Blue di Evans si lega all’albumina; 250 mg
• C0: 0.1 mg ml-1;
• 250 mg / 0.1 mg ml-1 = 2500 ml
• Sangue
• BV = PV / (1-HCT)
• Oppure si utilizzano come tracciante emazie marcate con Cr51;
• BV = Rtotale / R per ml di sangue
253.3 Composizione del plasma
• Acqua (93% circa)
• Proteine (7g/dl, 7% circa)
• Ioni;
• La composizione del plasma è diversa da quella dei liquidi intracellulare
ed interstiziale;
• Liquido intracellulare è ricco il K+ e povero in Na+ e Cl-
• I liquidi extracellulari (interstiziale e plasma) sono ricchi in Na+ e Cl- e
poveri in K+.
• Particolarità:
1. Concentrazioni di ioni e proteine espresse in mg/100 ml, mM, mEq/l.
2. Le concentrazioni plasmatiche sono diverse da quelle del liquido interstiziale in
cui non vi sono proteine. Il fatto che le concentrazioni ioniche dipendano dalla
concentrazione delle proteine presenti nel liquido ha importanza pratica per il
medico.
263.4 Le proteine plasmatiche
1. Riserva di a.a.
2. Carriers
3. Sostanze tampone
(anfotere)
4. Zimogeni
5. Responsabili della
pressione colloido-
osmotica
• 60 % proteine
plasmatiche totali:
albumina
• 40 % proteine
plasmatiche totali:
globuline
274.0 Pressioni osmotica e colloidosmotica del
plasma
• 1 mosmole/kg = 19.3 mm Hg @ 37 °C (1 osmole ≈ 25
Atm @ 37° and 22.4 atm @ 0 °C)
• Osmolarità totale del plasma: 285 - 300 mosml
• Osmolarità totale del plasma a 37 °C ≈ 5500 - 5800
mmHg (7.2 – 7.6 atm, or 7.4 – 7. 9 m di colonna di
H2O!)
• Pressione colloido-psmotica dovuta solo alle proteine:
23-28 mmHg
284.1 Tonicità e osmolalità effettiva
Osmolalità totale
[ ]+
Glucosio (mg/dl) BUN (mg/dl)
Osmolalità totale (mOsm) = 2 • Na
+
+
18 2.8
Osmolalità effettiva o tonicità
[ ]+
Glucosio (mg/dl)
Tonicità (mOsm) = 2 • Na
+
18
Liquido iso-osmolali: 290 mOsm
• Liquidi isotonici
• Soluzione isotonica: la sua osmolalità effettiva è uguale a quella della soluzione di
riferimento, p.e il plasma
• Soluzione ipotonica: osmolalità effettiva è minore di quella della soluzione di
riferimento
• Soluzione ipertonica: osmolalità effettiva è maggiore di quella della soluzione di
riferimento 294.1 Tonicità e osmolalità effettiva
• Gli spostamenti di acqua tra i compartimenti
extracellulare e intracellulare sono dovuti ad
alterazioni dell’osmolalità effettiva del liquido
extracellulare (tonicità)
• Dal punto di vista clinico pratico, queste modificazioni
della tonicità sono solitamente dovuti ad iponatriemia,
ipernatriemia o iperglicemia
304.1 Tonicità e osmolalità effettiva • Modificazioni stabili del volume cellulare non si stabiliscono in presenza di modificazioni della concentrazione extracellulare di un soluto scambiabile 31
4.2 Osmosi ed Eritrociti
• Il trasporto di acqua attraverso la membrana per osmosi
dipende dalla concentrazione di Hb all’interno dell’eritrocita
• Quando il volume aumenta del 30 %,
l’eritrocita diventa sferico
• Emolisi: l’Hb lascia la cellula
• In vivo abbiamo una continua emolisi,
ma in alcune condizioni si ha un’emolisi
accentuata (emolisine)
• Test per la fragilità degli eritrociti:
sferociti e eritrociti vecchi, si
emolizzano a volumi più piccoli
325.0 I leucociti
• I leucociti (globuli bianchi) funzionano nella difesa
dell’organismo
• Possono essere divisi in granulociti e agranulociti.
– Granulociti: granuli citoplasmatici
• I neutrofili
• Gli eosinofili
• I basofili
• Agranulociti: nessun granulato citoplasmatico
– I monociti
– I linfociti
335.1 Funzioni dei leucociti
• Neutrofili:
• Fagocitica
• Aumentano durante le infezioni
• Eosinofili:
• Difendersi dai vermi parassiti
• I granuli contengono molecole tossiche che attaccano i parassiti
• Basofili:
• Non fagocitiche
• Contribuiscono alle reazioni allergiche
• Istamina
• Monociti:
• Fagocitica
• Migrano nei tessuti e diventarno macrofagi
• Linfociti:
• Cellule B.
• Cellule T.
346.0 Le piastrine (trombociti)
• Le piastrine sono frammenti citoplasmatici
derivati da megacariociti, chiamati anche
trombociti.
• Come frammenti di cellule, non hanno organelli,
ma hanno granuli e sono importanti nella
coagulazione del sangue.
• I granuli contengono prodotti di secrezione:
• ADP
• serotonina
• adrenalina
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