Fisiologia

WOB E LAVORO

Risposta omeostatica all'ipossia e l'ipercapnia

L’organismo utilizza sensori che controllano la composizione del sangue arterioso.

● Rispondono a tre variabili regolate:

●

1) Ossigeno: la concentrazione deve essere adeguata a sostenere la respirazione aerobica e la produzione di

ATP delle cellule dell'organismo.

2) L'anidride carbonica: generata come prodotto di rifiuto durante il ciclo dell'acido citrico; alti livelli di CO,

sono sedativi per il SNC e causano uno stato di acidosi

3) pH: prevenire la denaturazione delle proteine è fondamentale

Cosa influenza lo scambio dei gas

Una ridotta Po2 alveolare può derivare da:

●

1) Un basso contenuto di ossigeno nell'aria inspirata→ altitudine

2) Un'inadeguata ventilazione alveolare

Diminuzione della compliance polmonare

● Aumento delle resistenze delle vie aeree

● Depressione del SNC, che riduce la frequenza e la profondità

● degli atti respiratori

Condizioni patologiche

Ipossia: mancanza di O2

● Ipocapnia: mancanza di CO2

● Enfisema e fibrosi provocano ipossia e ipocapnia

● L’edema e la broncocostrizione provoca ipossia

● Ridotta Po2 alveolare dovuta a

● -Aria inspirata con ridotta Po2 (altitudine)

-Ventilazione alveolare

inadeguata

Basso rapporto

● perfusione-ventilazione

Shunt: vasi che bypassano il

● sistema polmonare

(fisiologici o patologici)

Capacità di diffusione polmonare dei gas respiratori

La diffusione attraverso le cellule obbedisce alla diffusione semplice

● La diffusione permette l’annullamento dei gradienti di concentrazione

● ll flusso di massa è definito come la quantità di sostanza che si sposta nell'unità di tempo, dove flusso di

● massa : concentrazione x flusso di volume.

Legge di Fick

● Vo2 = DLo x (P1-P2)

DL

● -Coefficiente di diffusione

-Capacità di diffusione di un gas attraverso i polmoni.

-Per un dato tessuto è proporzionale alla solubilità del gas e inversamente proporzionale al PM

D = V / (P1-P2)

● Se D è costante allora

● -La velocità di diffusione è direttamente proporzionale all’area della superficie

Rimozione CO2

7% entra nel sangue venoso

● 70% convertito in bicarbonato→ stabilizzatore del pH

● 23% diventa carbossiemoglobina

●

Ventilazione

Vo2: ossigeno consumato al minuto = Vco2: anidride carbonica prodotta al minuto = 0,25 L/min

● O2 è trasportato legato all’emoglobina

● -Quantità di Hb per globulo rosso (27-33 pg)

-Quantità Hb nel sangue 12-17 g/dL

-Lega 200 mL di ossigeno ogni litro di sangue (senza 3 mL)

Nei capillari polmonari la Po2 aumenta e l’Hb lega l’O2

● Nelle cellule la Po2 plasmatica diminuisce e l’Hb libera l’O2

● Non tutte le zone del polmone sono ventilate allo stesso modo

●

Perfusione

Processo con cui l’ossigeno entra in circolazione e arriva nei tessuti

● Le zone in basso del polmone sono meglio perfuse: c'è più pressione idrostatica nei capillari

● Ipotesi di West

● -Polmone superiore: P arteriosa < P alveolare → i capillari risultano schiacciati e non c’è perfusione

-Polmone intermedio: P arteriosa > P alveolare > P venosa → flusso

-Polmone inferiore: P arteriosa > P alveolare → flusso libero

Velocità di perfusione: 0,25 secondi???

● Se la pressione aumenta il sangue fluisce più velocemente e il sangue non fa in tempo a scambiare i gas

● (esercizio fisico)

L'accoppiamento ventilazione e perfusione implica la regolazione locale di

● 1) Flusso d’aria

2) Flusso ematico

Rapporto ventilazione/perfusione

Simile a 1

● Migliore nella parte bassa del polmone

● Le zone più ventilate sono le più perfuse

● Migliore rapporto al centro del polmone

● Posizione prona:

● -Ventilazione migliore dovuta all’apertura della gabbia toracica e alla gravità che non fa pesare il contenuto

addominale sui polmoni

Posizione supina:

● -Ventilazione peggiore dovuta allo schiacciamento dei polmoni da parte del contenuto addominale

Saturazione dell'emoglobina

Quantità di o2 legato / massima quantità che può essere legata x 100

● Se Po2 > 100 mmHG la pendenza della curva tende a 0

● 60<Po2<100 mmHg non vi è ampia variazione della saturazione dell’Hb

● Po2<60 mmHg la curva è più ripida→ piccole variazioni di pressione determina un maggior rilascio di

● ossigeno

Abbassamento dell’affinità dell’Hb all’O2

● -Alta temperature e Pco2

-Basso pH

-La curva si sposta verso destra

-La velocità di diffusione è direttamente proporzionale alla differenza di pressione parziale della sostanza

che diffonde

-La velocità di diffusione è inversamente proporzionale allo spessore della membrana

Meccanismi locali di controllo per adeguare perfusione e

ventilazione

Se la ventilazione in un gruppo di alveoli

● diminuisce, aumenta la Pco2 ed il sangue che passa

per gli alveoli non è ossigenato

La diminuzione della Po2 attorno agli alveoli

● ipoventilati provoca la costrizione delle arteriole e

il sangue viene deviato verso alveoli meglio

ventilati

Regolazione della ventilazione

Movimento ritmico automatico

● Generato da neuroni a livello del SNC (bulbo pontini)

● -Neuroni respiratori bulbari controllano l'inspirazione e l'espirazione

-Neuroni del ponte integrano le informazioni sensoriali e interagiscono con i neuroni bulbari per la

modulazione della ventilazione.

La ventilazione è modulata da vari fattori chimici e meccanici oltre che dai centri encefalici superio

● Generati intorno alla 11-13 settimane di gravidanza

● Meccanismi a feedback negativo: meccanorecettori nella gabbia toracica, chemiorecettori, barocettori,

● meccanocettori nel locomotore

Meccanismi non a feedback negativo: emozioni, sistema limbico e emozioni (comportamentali)

● La contrazione dei muscoli inspiratori ed espiratori è controllata dall’attività ritmica dei motoneuroni

● spinali

Neuroni bulbari

1) Nucleo del tratto solitario

Contiene il gruppo respiratorio dorsale formato dai corpi cellulari di neuroni che controllano i muscoli per

● l'inspirazione

-Attraverso il nervo frenico controllano il diaframma

-Attraverso i nervi intercostali controllano i muscoli intercostali.

Riceve informazioni sensoriali dai chemocettori e dai meccanocettori periferici tramite i nervi vago e

● glossofaringeo

2) Neuroni respiratori del ponte

Ricevono informazioni sensoriali dal DRG e influenzano inizio e terminazione dell'inspirazione

● I gruppi respiratori pontini e altri neuroni pontini forniscono impulsi tonici alla rete di neuroni bulbari per

● coadiuvare nel coordinare un ritmo respiratorio calmo.

3) Il gruppo respiratorio ventrale del bulbo

Comprende diverse regioni con differenti funzioni.

● Complesso pre-Bitzinger: comprende neuroni ad attività di scarica spontanea che agiscono come

● pacemaker per il ritmo respiratorio.

Area che controlla i muscoli utilizzati per l'espirazione attiva e alcuni muscoli inspiratori,

● Fibre dal VRG innervano muscoli della laringe, della faringe e della lingua

● I neuroni espiratori del gruppo respiratorio ventrale restano per la maggior parte inattivi durante la

● ventilazione a riposo→ in funzione prevalentemente durante la ventilazione forzata

Chemiocettori

Controllare pH, Po2 e Pco2

● Contribuiscono a mantenere l'omeostasi dei gas nel sangue.

● La CO2 è lo stimolo principale che provoca modificazioni dei

● ritmi ventilatori

-Se aumenta di 1 mmHg la ventilazione aumenta del 50%

(supersensibili)

I chemocettori per l'ossigeno e per l'anidride carbonica

● sono associati strategicamente alla circolazione arteriosa.

● Se nel sangue arterioso è presente un livello di O2 troppo

● basso, la frequenza e la profondità della ventilazione

aumentano.

Se la velocità di produzione della CO2 supera la velocità di

● rimozione polmonare, la Pco2, arteriosa aumenta e la

ventilazione è intensificata per equilibrare la rimozione

1) Chemocettori periferici

Localizzati nei glomi carotidei e aortici stimolati dall’ipossia

● (Po2<60 mmHg)

Sono localizzati in prossimità dei barocettori coinvolti nel

● controllo riflesso della pressione arteriosa

2) Chemocettori centrali

Rispondono ai cambiamenti della concentrazione di CO, nel

● liquido cerebrospinale.

Posti sulla superficie ventrale del bulbo, in prossimità dei

● neuroni coinvolti nel controllo della ventilazione.

Rispondono all’aumento di Pco2

●

Alterazioni del ritmo

Kussemall, superficiale, normale, apneustico, agonico, Biot, Cheyne Strokes

●

FISIOLOGIA RENALE

Funioni renali

● 1) Regolazione del volume del liquido extracellulare e della pressione del sangue

2) Regolazione dell'osmolarità: valore a 290 mOsM

3) Mantenimento del bilancio ionico

4) Regolazione omeostatica del pH.

5) Emuntoria: creazione dei prodotti di scarto

6) Produzione di ormoni:

-Eritropoietina

-Renina

-Forma attiva della vitamina d

Sistema con componente uranifera e vascolare

● QUANTITà FILTRATA - QUANTITà RIASSORBITA + QUANTITà SECRETA = QUANTITà ESCRETA

Sistema Tubulare

Tubulo contorto prossimale:prima parte:

● -Riassorbimento Na+, HCO3-, glucosio, amminoacidi, lattato, H2O

-Secrezione di H+

Tubulo contorto prossimale seconda parte

● -Riassorbimento di Na+, Cl- e H2O

-Riassorbimento del 65% di H20

Ansa di Henle

● -Riassorbimento attivo di Na+, K+, Cl-

-Riassorbimento del 25% di H2O

Tubulo contorto distale

● -Riassorbimento NaCl

Dotto collettore

●

Filtrazione

Nel corpuscolo

● Filtrazione del plasma dai capillari: trasporto di massa

● Composizione simile a quella plasmatica ma senza proteine

● Grazie alla pressione idrostatica la pre urina o ultrafiltrato si raccoglie nello spazio di Bowman

● 3 barriere

● 1) Endotelio capillare defenestrato: pori che permettono al plasma di filtrare attraverso l'endotelio

2) Lamina basale: strato acellulare formato da matrice extracellulare che separa l'endotelio dei

capillari dal rivestimento epiteliale della capsula di Bowman

3) Epitelio della capsula di Bowman con podociti con pedicelli

I pedicelli avvolgono i capillari glomerulari e s'intrecciano l'uno con l'altro lasciando strette fessure di

● filtrazione

Cellule mesangiali

● -Situate tra i capillari glomerulari

-Contengono dei fasci citoplasmatic