Fisiologia cardiaca

TIPOLOGIE DI CAPILLARI

Esistono tre tipologie di capillari:

→

1. Continui giunzioni cellulari strette, c’è come ulteriore filtro il glicocalice

→

2. Fenestrati ci sono dei buchi più grandi con dei filtri chiamati diaframma

→

3. Discontinui (sinusoidi) la giunzione intercellulare è sbragata

I capillari continui →

Hanno la giunzione intercellulare più stretta si trovano nel SNC per costituire la barriera ematoencefalica

→ l’interstizio del SNC deve essere controllatissimo e la sua composizione non può variare.

I capillari continui si trovano anche nel muscolo, nei polmoni, nella pelle, nel tessuto adiposo e nel tessuto

connettivo.

I capillari fenestrati → →

Hanno elevata permeabilità nei confronti dell’acqua si trovano dove c’è molto turnover d’acqua nelle

ghiandole esocrine (ghiandole sudoripare), nelle ghiandole endocrine, nel rene, nella camera anteriore

dell’occhio, nei plessi corioidei.

I capillari discontinui →

Si lasciano passare anche dai globuli rossi si trovano nel fegato, nella milza, nel midollo osseo.

LO SCAMBIO DI SOLUTI →

Meccanismo alla base dello scambio di soluti legge di Fick, in cui la forza fondamentale è il gradiente di

concentrazione. →

Se la gittata cardiaca è di 5 litri/min (8400 litri/24 h) si ha uno scambio nel giorno di 20 kg di glucosio

non è scambio netto, è sempre la stessa molecola e sommando l’entrata e l’uscita si ottiene uno scambio di 20

→

kg in realtà noi usiamo 400 g di glucosio. →

Anche la quantità di acqua che va dietro ai soluti è alta 80000 litri. →

A parità di gittata cardiaca, ci sono solo 20 litri di acqua filtrati e 18 litri che vengono riassorbiti c’è una

differenza di due litri che non viene persa. →

In immagine schema che mette in evidenza gli elementi della

diffusione.

C’è la membrana, la concentrazione di soluti all’interno del

capillare, la concentrazione di soluto nello spazio interstiziale e

la superficie di diffusione.

La superficie non è l’area del capillare, ma la superficie dei pori

→ sono poche le sostanze in grado di passare attraverso tutta la

membrana. 59

Ci sono tre classi di soluti: → →

1. Soluti liposolubili ossigeno, anidride carbonica, anestetici volatili passano in maniera rapida

→

attraverso tutta la membrana non hanno bisogno di pori perché sono liposolubili

→ →

2. Piccoli soluti insolubili nei lipidi glucosio, amminoacidi, urea, ormoni, citochine passano

attraverso piccoli buchi, zone di giustapposizione tra le cellule endoteliali

→ →

3. Grandi soluti insolubili nei lipidi proteine plasmatiche (macromolecole) passano lentamente

attraverso grandi pori È complesso usare la legge di Fick per descrivere i

→

processi diffusivi bisogna tener conto, quando si calcola

→

l’area, di quanti pori ci sono e dell’area di ciascuno è

impossibile. →

Si utilizza allora la permeabilità rapporto tra il flusso e

la superficie moltiplicata per il gradiente di concentrazione

→ conoscendo la permeabilità di una sostanza, si può

calcolare il flusso.

Bisogna tener conto anche delle cariche elettrostatiche del

→

poro possono respingere il soluto (coefficiente di riflessione).

→ →

Quando due cellule sono giustapposte si forma una “stradina” bloccata dal glicocalice si crea una specie

di labirinto costituito dalle proteine di membrana che fa sì che un soluto non prosegua dritto attraverso la

membrana, ma compia tutto il percorso. Mettendo in relazione la dimensione della molecola con

la permeabilità del capillare per tale molecola, si osserva:

1. Per le sostanze liposolubili non c’è nessuno

→

sbarramento in relazione alla dimensione, passano in

punti diversi

2. Le sostanze non liposolubili hanno un andamento

→

descritto dalla curva blu la permeabilità crolla quando

→

la molecola è più grande di 5 nm (dimensioni del poro)

le proteine passano da pori più grandi.

Se il poro si “sbraga” passa anche l’albumina ed è un

disastro.

L’infiammazione →

I punti di contatto vengono “sbragati” dai prodotti dell’infiammazione uno dei tanti effetti

→

dell’infiammazione è l’allargamento di questi gap esce di tutto, perché la permeabilità dei capillari è

compromessa.

L’infiammazione è caratterizzata con cinque termini indicativi:

→

1. Rubor arriva molto sangue

2. Calor →

3. Tumor la struttura si ingrandisce perché attraverso il capillare si riversa acqua nell’interstizio

→

4. Dolor c’è stimolazione delle fibre dolorifiche

5. Functio lesa

Se l’infiammazione è generalizzata esce talmente tanta acqua che la pressione parziale ematica si abbassa al

punto che il cuore non riesce più a pompare. →

Lo scambio diffusivo si adatta alle esigenze metaboliche perché: →

- Se aumentano le esigenze metaboliche aumenta il flusso ematico fa aumentare la diffusione

- La concentrazione della sostanza in questione nell’interstizio diminuisce 60

→

- La permeabilità del capillare può cambiare shear stress legato al flusso sanguigno nel capillare

→ l’attrito dei globuli rossi con l’endotelio fa liberare dall’endotelio stesso delle sostanze che fanno

aumentare la permeabilità →

- Reclutamento dei capillari quando aumenta il metabolismo si aprono i capillari che erano “chiusi”

→ aumenta la superficie di scambio e diminuisce la distanza diffusionale

L’ESTRAZIONE E LA CLEARANCE DEL PLASMA → →

In immagine capillare lungo 1 mm un globulo rosso, a

riposo, impiega 1 secondo per percorrerlo.

Ca = concentrazione arteriosa

Ci = concentrazione nell’interstizio

Cv = concentrazione venosa

La concentrazione di ossigeno arterioso, a riposo e a livello

→

del mare, è di 200 mg/L alla fine del capillare la

→

concentrazione è più bassa (circa 150 mg/L) non si può

estrarre tutto l’ossigeno con un meccanismo passivo.

Passa più ossigeno sul versante arterioso rispetto a quello venoso perché il gradiente di concentrazione a quel

livello è maggiore. →

L’estrazione è quanto, di quello che arriva, viene estratto e messo nell’interstizio per l’ossigeno, in quasi

→

tutti i tessuti, l’estrazione è del 25%, mentre il 75% rimane nel distretto venoso l’estrazione è quasi fissa,

non si può regolare molto.

Solo nel cuore l’estrazione è elevata e corrisponde quasi al 75%.

→

Il concetto di clearance plasmatica è un concetto teorico quanto del liquido del plasma può essere ripulito

→

completamente dalla sostanza in questione si ottiene attraverso una formula che prevede di moltiplicare il

flusso diffusivo per l’estrazione.

LO SCAMBIO DIFFUSIVO

→

Durante l’esercizio uno dei modi per aumentare lo scambio capillare è aumentare il gradiente di

concentrazione. →

Linea verde gradiente di concentrazione a

→

riposo andamento esponenziale.

Durante l’aumento del metabolismo (esempio

esercizio muscolare) si abbassa la concentrazione

nell’interstizio a livello della linea tratteggiata

→

rossa perché il tessuto consuma di più il

gradiente di concentrazione si trova tra la linea

verde e la linea tratteggiata rossa.

→

Un altro meccanismo è l’aumento di flusso secondo il principio di Fick.

→ →

Js flusso diffusivo quantità di sostanza che passa attraverso i capillari data dalla differenza tra la quantità

di sostanza che entra a livello arterioso e la quantità che esce a livello venoso.

→

Può essere applicato a un organo o all’intero organismo la concentrazione arteriosa è uguale ovunque,

mentre per valutare la concentrazione venosa bisogna considerare le vene che escono dal cuore. 61

→

A parità di condizioni di Ca e Cv se aumenta Q aumenta anche J se aumenta la velocità di transito del

globulo rosso, il gradiente di concentrazione che si stabilisce tra la linea rossa continua e la linea rossa

→

tratteggiata è molto maggiore della situazione a riposo aumentano gli scambi diffusivi, quindi diminuisce

la concentrazione dell’interstizio e aumenta il flusso attraverso i capillari. →

Un ulteriore meccanismo per aumentare gli scambi diffusivi è aprire i capillari chiusi aumenta la

superficie di scambio e si riduce la distanza diffusionale.

Il cilindro di Krogh I coniugi Krogh hanno assunto che un capillare può

nutrire un certo numero di cellule attorno al capillare

stesso.

I colori del disegno sono legati alla pressione parziale

di ossigeno: rosso per il lato arterioso, blu per il lato

venoso.

Nel tessuto muscolare l’ossigeno entra con una

→

pressione quasi di 100 mmHg diminuisce man mano

→

che ci si porta verso il lato venoso (40 mmHg) perché

l’ossigeno esce e si hanno una diminuzione

longitudinale e una diminuzione radiale.

Dal lato venoso le cellule ce la fanno appena a ad essere

→

nutrite nel mitocondrio la pressione parziale

dell’ossigeno è zero, quindi dato che il sistema

molecolare dell’utilizzo di ossigeno a livello

mitocondriale necessita di una bassa pressione di

ossigeno si riescono a nutrire anche le cellule che si trovano dal lato venoso.

Non è il caso di aprire tutti i capillari se il metabolismo è basso (siamo a riposo).

→ →

Non si può diminuire il metabolismo non è sotto il controllo della nostra volontà possiamo aumentarlo

indirettamente, ma non diminuirlo.

→

Se il metabolismo aumenta le arteriole a monte si vasodilatano e il sangue passa attraverso tutti i capillari

→

disponibili aumenta la superficie di scambio e diminuisce la distanza diffusionale.

LO SCAMBIO DI SOLVENTI

Il flusso di massa serve per regolare il volume plasmatico e quindi la pressione ematica e del volume

interstiziale. → →

L’endotelio lascia passare con difficoltà le proteine si stabilisce un gradiente osmotico la pressione

→

osmotica riferita alla concentrazione proteica viene detta pressione colloido-osmotica è diversa tra

l’interno e l’esterno del capillare.

Altri fattori sono le pressioni idrostatiche o idrauliche (la pressione idraulica dei capillari &egrav