Organizzazione schematica di un organismo complesso

Organizzazione schematica di un organismo complesso

Il sistema cardiovascolare
 Trasporta acqua nutrienti e gas tra i vari distretti dell’organismo

Il cuore pompa 7200 l in 24 h

 William Harvey 1578-1657

Legge di Poiseuille

                                     π r4
    Flusso = ( Pa - Pb)           ------------
                                     8ηl

    Resistenza = 8   η l / π r4

     Eta = viscosità

A parità di ∆P in quale tubo c’è il flusso minore? E maggiore?

Legge di Leonardo Flusso = V*S

Il cuore è una pompa peristaltica

Cuore sinistro

Cuore destro

 Il flusso di sangue nel cuore è unidirezionale

Il percorso del sangue nel sistema cardiovascolare
     Il cuore è una pompa

                                                    Circolo coronarico

                                                 Vena porta: nutrienti
                                                 Assorbiti-fegato
Rene: rete capillare
arteriosa

Tessuto muscolare cardiaco

Tessuto nodale
Tessuto di conduzione
Tessuto di lavoro

Il tessuto cardiaco è un sincizio funzionale

Caratteristiche delle fibre cardiache contrattili di lavoro

                                         Fibre striate ramificate e
                                         mononucleate ricche di
                                         mitocondri

                                         Nei dischi intercalari sono
                                         presenti giunzioni
                                         comunicanti che permettono
                                         la comunicazione elettrica e
                                         desmosomi che mantengono
                                         unite cellule adiacenti

Tessuto nodale o pace maker (1%)
Il cuore isolato è in grado di contrrsi ritmicamente: il segnale della
Contrazione è miogeno

Il tessuto nodale e di conduzione

Caratteristiche eletrriche delle cellule pace maker

Eventi scatenati dal potenziale d’azione nella fibra cardiaca

Na/KATPase

I derivati della digitale inibiscono la Na/K atpase

La serca è regolata dal fosfolambano

Le singole fibre muscolari cardiache sono in grado di
graduare
la contrazione e la forza generata

La concentrazione di calcio citoplasmatico modula l’attività
cardiaca
     Ca++              Attività cardiaca

Quando il muscolo cardiaco viene allungato si contrae con
 piu’ forza
Si aprono canali del calcio meccanicamente attivati
(Legge di Starling)
Lunghezza ottimale dei sarcomeri

Il picco del calcio nel cuore scompensato

Il ciclo meccanico cardiaco

Grafico pressione-volume nel ventricolo sinistro durante il ciclo cardiaco

Relazione lunghezza-tensione nel muscolo scheletrico e cardiaco

Il lavoro cardiaco

 L = ∆P * ∆ V +1/2mV2

Gc = F * Gs = 70 * 70 ml = 4900 ml = 4,9 l         25 l

                    Gittata cardiaca

Frequenza                               Gittata sistolica

Il ritorno venoso di sangue al cuore dipende da:

- Contrazione muscoli scheletrici

-Pompa respiratoria

-Vasocostrizione venosa

modalità
           modalità della
                     della regolazione
                           regolazione
                    cardiaca
                    cardiaca

 intrinseca           nervosa             endocrina

Legge di Starling   S.N. vegetativo   ormoni e mediatori

Regolazione cardiaca
•   Effetto cronotropo (frequenza)
•   Inotropo (forza di contrazione)
•   Batmotropo (eccitabilità)
•   Dromotropo (velocità di conduzione)

Stimolazione
simpatica e parasimpatica
 sulle cellule pace maker

Effetti del SNA sulle cellule pace maker

 noradrenalina                       acetilcolina

Recettori beta1                     R.muscarinici

Effetti:                             Effetti:
Cronotropo +                         Cronotropo -
Inotropo +                           Inotropo-
Dromotropo +                         Dromotropo -
Batmotromo +                         Batmotromo-

La noradrenalina sulle cellule di
        lavoro cardiache:fosforilazione
                                   Adenilato ciclasi

Proteina di
ancoraggio

                                            troponina

La legge di Starling in presenza e in assenza di adrenalina

Adrenalina e noradrenalina sulle cellule di lavoro

                                 Recettori beta 1 cardiaci

              Aumento forza di contrazione e frequenza

Il cuore produce il fattore natriuretrico atriale

L’elettrocardiogramma registra l’attività elettrica
        cardiaca sulla superficie corporea

Registraione elettrica extracellulare

Pressione arteriosa media
                 MAP
• P diastolica +1/3 (P sistolica – P diastolica)
• 80 + 1/3(120 – 80) = 93

• MAP ≅ gittata cardiaca* resistenza arteriole

• Volume ematico

Variazioni di pressione nell’albero circolatorio

Controllo del raggio delle arteriole

1
Resistenza totale = ______________________ = R / n
                  1/RA + 1/RB + 1/RC + 1/RD

Contrazione vasale
La contrazione del muscolo liscio dipende dal Ca che entra
Dal liquido extracellulare - CALCIO ANTAGONISTI -

   •   Noradrenalina     neuroni simpatici
   •   Endotelina        endotelio
   •   Serotonina         neuroni, piastrine…
   •   Vasopressina       ipofisi posteriore
   •   angiotensinaII    ormone plasmatico
   •   Prostaciclina      endotelio

Rilasciamento vasale
•   NO mediatore paracrino endotelio
•   Peptide natriuretrico atriale ormone
•   Peptide intestinale vasoattivo ormone
•   Istamina mastociti
•   Acetilcolina neuroni parasimpatici
•   Bradichinina vari tessuti
•   Adenosina cellule in ipossia

Iperemia attiva conseguente all’attività

Iperemia reattiva conseguente a bassa perfusione

L’endotelio ha caratteristiche diverse nei vari
tessuti

Endotelio fenestrato
   Giunzioni lasse

                                Midollo osseo

Barriera emato-encefalica:
Giunzioni serrate tra cellule
endoteliali

La filtrazione di fluido nei capillari

Edema addominale

malnutrizione

Edema
• Infiammazione: aumento permeabilità
  capillare, le proteine escono dai capillari
• Aumento pressione capillare
• Riduzione proteine plasmatiche
• riduzione drenaggio linfatico

angiogenesi
• Fattori di crescita dell’endotelio vascolare
  prodotti dalle cellule muscolari liscie e
  periciti (mitogeni)
• Angiogenesi tumorale
• Sarebbe utile indurre angiogenesi nelle
  patologie coronariche o ictus cerebrale

Cosa succede se varia la pressione arteriosa?

                                     Variazione di
                                     pressione

Ach

noradrenalina
                     R. beta1
                     R. muscarinici

           R. alfa

Aumento pressione

Diminuzione pressione

Misura della pressione arteriosa
                 A riposo       Sotto sforzo

soggetto   m f   Ps   Pd    F   Ps   Pd        F