Fisiologia

Venule

Le venule derivano dai capillari. Possono vasocostringere per aumentare la diffusione a livello capillare e possono limitare l’efflusso attraverso gli sfinteri postcapillari.

Pressione arteriosa

La forza che il sangue esercita sulla parete delle arterie viene definita pressione arteriosa o pressione transmurale. Si riconosce una pressione sistolica durante la sistole ventricolare (pressione max) e una pressione diastolica durante la diastole ventricolare (pressione min). La differenza fra le due è detta pressione differenziale.

La pressione sistolica dipende soprattutto dalla forza di contrazione del ventricolo, dal volume sistolico e dalle resistenze periferiche: un aumento della gittata sistolica e/o un aumento delle resistenze possono causare un aumento della pressione sistolica. La pressione diastolica dipende dal ritorno elastico dell’aorta ed è anche indice delle resistenze periferiche: un loro aumento determina un aumento della pressione diastolica.

Le grandi arterie e le vene possono espandersi e contrarsi passivamente al variare della pressione transmurale. La compliance calcola la variazione di volume in funzione della variazione di pressione transmurale. Le vene possono ospitare grandi variazioni di volume di sangue con minime variazioni di pressione. La compliance diminuisce a pressioni elevate, i vasi diventano più rigidi. A bassi valori di pressione la compliance venosa è superiore a quella arteriosa. Le vene possono alloggiare maggiore volume ematico con piccole variazioni di pressione. La compliance è notevolmente maggiore nei giovani con capacità di ospitare maggior volume. Gli anziani hanno pareti più rigide e quindi meno capacità di distendersi.

Quando il sangue è pompato dal cuore nei vasi del sistema circolatorio, si genera pressione. La pressione arteriosa media è la media integrale di tutti i valori assunti dalla pressione arteriosa fra il valore min e il valore max.

Variazioni della gittata e della resistenza periferica

Le variazioni della gittata (volume) e della resistenza periferica modificano la pressione arteriosa media (PAM). Le due variabili sono interdipendenti nel senso che variazioni di un valore influiscono anche sull’altro parametro.

I parametri che alterano la resistenza vascolare sistemica includono fattori vascolari e tissutali che agiscono inducendo direttamente vasodilatazione o vasocostrizione, nonché fattori che agiscono attraverso meccanismi neuroumorali, regolati da barocettori arteriosi e da chemocettori.

Meccanismi di controllo delle resistenze vascolari

I meccanismi di controllo delle resistenze vascolari sono intrinseci, come variazioni attività metabolica, variazioni del flusso ematico, risposta miogena allo stiramento, secrezione paracrina, ed estrinseci, come sistema nervoso autonomo, ormoni, vasopressina e angiotensina II.

L’aumento di alcuni metaboliti locali determina una variazione del flusso ematico adeguando le esigenze metaboliche. La muscolatura liscia delle arteriole è sensibile allo stiramento e risponde alle variazioni della pressione sanguigna.

Mediatori locali

I mediatori locali prodotti dai capillari includono:

• Monossido di azoto (NO o conosciuto anche come fattore rilasciante di origine endoteliale - EDRF): induce il rilasciamento del muscolo liscio arteriolare.
• Endotelina (ET): azione vasocostrittrice.
• Istamina: viene rilasciata da cellule danneggiate e ha un'azione vasodilatatrice (gonfiore, rossore in sede di infiammazione).
• Serotonina: azione vasocostrittrice, liberata dalle piastrine in seguito a lesioni.
• Prostaciclina (cellule endoteliali): inibisce l’aggregazione e provoca vasodilatazione.
• Trombossano A₂ (piastrine): produce aggregazione piastrinica e vasocostrizione.

Cellule pacemaker del nodo SA

Le cellule pacemaker del nodo SA hanno una frequenza intrinseca di scarica di 100 battiti/min circa. Il ritmo intrinseco è influenzato dal SNA con un controllo vagale dominante sul tono simpatico. Questo “tono vagale” porta la frequenza di scarica del pacemaker a circa 72 battiti/min. Le fibre nervose simpatiche si portano al nodo SA e AV e al miocardio ventricolare, mentre le parasimpatiche ai nodi.

Ormoni vasoattivi

Gli ormoni vasoattivi includono:

• Vasocostrittori: angiotensina II, noradrenalina, vasopressina.
• Vasodilatatori: chinine (bradichinina), adrenalina.

Sistema venoso

Le vene hanno una grande compliance e possono alloggiare grandi quantità di sangue. Grazie all’azione delle pompe venose, spingono il sangue verso il cuore regolando la gittata cardiaca. Tutto il distretto venoso del grande circolo fa capo alle due vene cave, superiore e inferiore.

La pressione venosa ai piedi in ortostatismo raggiunge i 90 mmHg nell’arco di 30 secondi. Questo può causare a livello capillare la fuoriuscita di acqua con formazione di edemi (gambe e piedi gonfi). Il movimento delle gambe determina la contrazione dei muscoli che comprimono le vene e stimolano il passaggio del sangue. Le valvole venose rendono il passaggio del sangue unidirezionale: pompa venosa. La pressione a livello dei piedi rimane sotto i 25 mmHg.

La vena cava superiore si forma per la confluenza delle due brachiocefaliche destra e sinistra. La vena cava inferiore si forma per la confluenza delle due iliache comuni. Il sangue refluo dal corpo ritorna all’atrio destro attraverso le vene cave, superiore e inferiore. La pressione all’interno dell’atrio destro è generalmente indicata come pressione venosa centrale.

Fattori che influenzano la PVC

La pressione venosa centrale (PVC) è regolata da un preciso bilanciamento fra la capacità del cuore di pompare sangue fuori dall’atrio destro e la tendenza del sangue a fluire dai vasi periferici nell’atrio destro. Fattori che influenzano la PVC includono:

• Aumentato volume ematico.
• Aumento del tono vascolare con conseguente incremento della pressione venosa periferica.
• Dilatazione delle arteriole che diminuiscono la resistenza periferica facendo affluire più sangue dal sistema arterioso al sistema venoso.
• PVC: circa 2-3 mmHg.
• Può aumentare fino a 20-30 mmHg in condizioni patologiche.
• Valori minimi: -3 e -5 mmHg, cioè la pressione della cavità toracica (gravi emorragie, cuore ipercinetico).

Il sistema venoso rappresenta una grande riserva di sangue, grazie alla grandissima compliance. Fra questi ricordiamo:

• Milza: può rilasciare fino a 100 ml di sangue.
• Fegato: i sinusoidi rilasciano centinaia di ml di sangue.
• Grosse vene addominali: ospitano fino a 300 ml.
• Plessi venosi al di sotto della cute.

Microcircolazione

La microcircolazione è l’attività dei capillari. I capillari sono piccoli vasi di scambio composti da cellule endoteliali circondate da una lamina basale. Non hanno muscolo liscio. Si riconoscono capillari:

• Continui: muscolo, cute, nel SNC. Le cellule endoteliali sono molto vicine con stretti spazi fra le une e le altre. Hanno bassa permeabilità. A livello di SNC ci sono giunzioni strette che sono responsabili della formazione della barriera emato-encefalica.
• Fenestrati: cellule esocrine, glomeruli renali, mucosa intestinale. Endotelio con perforazioni con una permeabilità relativamente alta.

Tessuti a bassa densità di capillari: cartilagine e tessuto sottocutaneo. Tessuti ad alta densità capillare: tessuti ad elevata attività metabolica: cuore, muscolo striato, fegato e rene. I capillari sono estremamente piccoli e stretti e i globuli rossi devono transitare in fila.

Funzione dei capillari

Le funzioni principali dei capillari includono:

• Flusso nutrizionale: finalizzato allo scambio di gas e soluti.
• Flusso non-nutrizionale o cortocircuito: shunt artero-venosi.
• Funzioni attive dei capillari: secrezione sostanze vasoattive, barriera.

Flusso nutrizionale

Fluidi, elettroliti, gas, molecole di piccolo e grande peso molecolare, acqua si possono muovere attraverso l’endotelio capillare grazie a diversi meccanismi. La permeabilità varia nei diversi tipi di capillare. I meccanismi principali sono:

• Diffusione.
• Filtrazione.
• Pinocitosi.

Diffusione

Sostanze liposolubili passano direttamente attraverso le membrane e lo scambio è limitato dalla perfusione. Sostanze idrosolubili passano attraverso pori e fessure e dipendono dal rapporto tra dimensioni delle molecole e il canale.

Filtrazione

Il passaggio di acqua e soluto attraverso membrana semipermeabile è il risultato della somma tra pressione idrostatica e pressione oncotica che regolano la direzione e l’entità del movimento di acqua:

- Pc = pressione idrostatica del capillare
- Pi = pressione idrostatica dell’interstizio
- πc = pressione oncotica del capillare
- πi = pressione oncotica dell’interstizio

Il fattore chiave per impedire una perdita eccessiva di acqua dai capillari è la pressione colloido-osmotica o oncotica (proteine plasmatiche). L’albumina è il maggior determinante (70%).

Pinocitosi

Le grandi molecole (proteine e polisaccaridi) possono attraversare la membrana plasmatica grazie all’endocitosi oppure grazie all’esocitosi.

Shunt artero-venosi

Gli shunt artero-venosi hanno un ruolo nel controllo della temperatura. Per disperdere calore i vasi in superficie vengono reclutati, il calore è portato in superficie ed eliminato. Per trattenere il calore i vasi in superficie vengono esclusi, se riduce la dispersione termica.

Funzione attiva

L’endotelio capillare ha una funzione passiva di barriera fra ambiente sanguigno e tessuto (es. barriera ematoencefalica).

Secernente

Prostaciclina: per prevenire l’aggregazione. Viene secreta in risposta alla distensione meccanica del vaso da parte del flusso sanguigno. Quando non avviene in caso di lesione vascolare, permette l’attivazione piastrinica.

EDRF: oggi noto come NO; potente vasodilatatore in risposta ad Ach ed altre sostanze e neurotrasmettitori.

Endotelina: peptide rilasciato a seguito di un danno all’endotelio. Funzione vasocostrittrice. In caso di fuoriuscita ematica, riduce il flusso di sangue limitando la perdita.

Sistema linfatico

Il sistema linfatico è una via di passaggio dei fluidi dallo spazio interstiziale al sangue. I vasi linfatici trasportano dallo spazio interstiziale proteine e particelle corpuscolate che non potrebbero essere riassorbite attraverso i capillari (ad esempio i chilomicroni).

Il 0.5% del volume plasmatico (14 ml/min, 20 l/di) è filtrato nella porzione arteriosa dei capillari, con il 90% riassorbito nella porzione venosa + 10% residuo drenato dai vasi linfatici. Il sistema linfatico è formato da vasi linfatici, linfonodi, organi (timo e milza).

Funzioni principali

• Assorbimento del fluido in eccesso nel liquido interstiziale e drenaggio nel torrente sanguigno.
• Assorbimento dei grassi (a livello dei villi intestinali).
• Funzioni immunitarie.

I vasi linfatici sono strettamente associati con i vasi sanguigni. Sono distribuiti in tutto il corpo e la contrazione del muscolo scheletrico determina il movimento della linfa attraverso le valvole linfatiche. Flusso linfatico: 120 ml/h cioè circa 2-3 l/die.