Appunti lezioni fisiologia: primo semestre

Per DIFFUSIONE (LEGGE DI FICK)

Membrana alveolo-capillare → intersizio → legge di Fick.

LEGGE DI FICK: (regola il passaggio di diffusione)

Vgas (quantità totale di gas) k passa tra la membrana è proporzionale all'A (area tot della superficie)

ma è inversamente proporzionale al T (spessore della membrana alveolo-capillare) ed è

proporzionale a D* (costante di diffusione) → (quindi: + alveoli = - spessore membrana = + gas).

* D = sol / √M x W(peso molecolare) → significa k: + la molecola è grossa (peso molecolare

maggiore) - possibilità di passare tra la membrana ha.

(P1 – P2) → differenza di pressione k c'è a cavallo della membrana.

O2 si sposta secondo gradiente di concentrazione.

CO2 passa + facilmente nella membrana alveolo-capillare rispetto all'O2 (xk ha D + basso)

DIFFUSIONE = processo passivo, avviene secondo gradiente di Pressione e concentrazione = NO

uso di ATP.

A livello della membrana alveolo-capillare:

– l'O2 si sposta x differenza di pressione = viene spinto dall'alveolo al capillare xk ha una P +

bassa

– CO2 passa dal sangue all'alveolo + facilmente e velocemente xk la pressione nel capillare è

maggiore rispetto all'alveolo

A k livello avviene il processo di diffusione dei gas ?

1. a livello della membrana alveolo-capillare → dove poi si lega kn l'emoglobina

2. a livello dei capillare periferici dei tessuti → capillari tessutali e non arterie e vene! (xk? X

la loro struttura di 3 membrane)

SANGUE VENOSO

→ atrio e ventricolo dx → arteria polmonare → capillare polmonare → l'O2 passa x diffusione (da

dove ce n'è di + a dove ce n'è di -) → l'O2 passa fino a quando si raggiunge una concentrazione di

EQUILIBRIO = 100mmHg (O2) e 40 mmHg (CO2) sia nell'alveolo k nel sangue.

(condizioni di equilibrio a livello del cuore)

Ciò k avviene nell'alveolo capillare al sangue: da venoso diviene arterioso → vene polmonari →

atrio e ventricolo sx → arteria → arteriole → capillari tissutali (periferici) dove la PP O2 è + alta

nel sangue rispetto a quella del liquido k circonda il tessuto (muscolare) → sangue cede O2 x

raggiungere EQUILIBRIO = 40 mmHg (O2) e 46 mmHg (CO2) = diviene sangue venoso.

(condizioni di equilibrio a livello del muscolo)

Quindi:

– PCO2 → 40 mmHg = sangue arterioso 46mmHg = sangue venoso

– PO2 → 100 mmHg = sangue arterioso 40mmHg = sangue venoso

E' necessaria una differenza di P di 6 mmHg x permettere un passaggio della CO2 dal sangue

all'alveolo e dall'alveolo al sangue.

Come mai?

Questo è legato alla D (x la CO2) Per l'O2 è necessario + pressione x il passaggio delle molecole.

GLOBULO ROSSO: impiega 750 millesimi di secondo x percorrere tutto il capillare polmonare

(in condizioni di riposo), ma già dopo 300millisec il sangue ha già raggiunte l'equilibrio (kn

l'alveolo) di concentrazione di O2.

Sotto sforzo fisico: il globulo rosso arriva alla concentrazione di O2 in un tempo inferiore xk

aumenta la gittata cardiaca; k riduce il tempo di percorrenza del g.r del capillare alveolare e non gli

permette di completare la sua ossigenazione.

Quindi: l'esercizio muscolare riduce il tempo disponibile per ossigenazione, xk la gittata cardiaca è

+ veloce del tempo necessario x ossigenare completamente il sangue; il g.r ci mette – tempo ad

arrivare all'alveolo (impiega – tempo a percorrere il capillare polmonare) (il g.r ha – O2 al suo

interno).

(VEDI GRAFICI)

OSSIGENAZIONE NEGLI ALVEOLI QUANDO MI TROVO AD ALTA QUOTA:

In alta quota la PO2 è bassa, quindi si verifica una lenta salita della PO2 anke nel capillare.

Quando la diffusione risulta alterata la PO2 di fine capillare può non riuscire a raggiungere il livello

alveolare, specialmente durante il lavoro muscolare (ecco xk alpinisti dp uno sforzo fanno una

pausa prima di riprendere).

N.B: la quantità di sangue presente nei soli capillari polmonari è di 60 / 40 ml in condizioni di

riposo; può arrivare a 100ml sotto sforzo fisico.

Quant'è la PO2 nel liquido interstiziale k circonda le fibre muscolari ?

Circa: 40 ml Hg

E' sempre così ? NO, dipende da quanto è attivo il tessuto m (è metabolicamente attivo).

L'azoto (N) k entra nell'inspirazione entra nel sangue?

SI, nelle immersioni se si sale troppo velocemente N disciolto nel sangue da origine a bolle di gas =

embolia

(bombola sub: max 30 % di O2 x riuscire a scendere).

TRASPORTO DEI GAS ALLA PERIFERIA

Come viene trasportato l'O2 nel sangue? 2 forme:

1. fisicamente disciolto

2. legato all'emoglobina

Un gas si può sciogliere in un liquido? Si

Quanto se ne può sciogliere di gas in un liquido? Dipende dalla Pressione del liquido (LEGGE DI

HENRY)

LEGGE DI HENRY: “ la solubilità (S) di un gas è direttamente proporzionale alla sua PP”

(pressione parziale)

Ogni 100ml di sangue arterioso contiene solo 0,3ml di O2 fisicamente disciolto. (è troppo poco).

EMOGLOBINA → meccanismo k lega l'O2 (gruppo eme – anello protoporfirina – legame debole)

Se non c'è Fe l'emoglobina non è in grado di legare O2.

Emoglobina nel sangue: uomo 14 / 17 donna: 12/16

N.B: allenamento in alta quota → x stimolare la formazione di g.r = + O2 k viene trasportato = +

resistenza alla fatica

CURVA DI DISSOCIAZIONE DELL'O2 dall'Hb → curva sigmoidale (vedi slide e quaderno)

Nel sangue arterioso kn 100ml di Hg ho 97% di emoglobina satura nel sangue (a livello mare).

40 PPO2 mmHg = sangue venoso = 75% di emoglobina satura → significa k l'O2 è stato ceduto,

Ma quanto O2 è stato ceduto? 22% xk:

emoglobina: ogni 100ml di sangue cede circa 15ml di O2 ai tessuti (in situazione di riposo)

Se aumento la PPO2 (es. da 100 a 600 (esercizio fisico)) vuol dire k aumento la concentrazione di

O2 libero nel sangue (Legge di Henry).

(VEDI GRAFICO)

Appiattimento linea sangue arterioso→ è vantaggioso o svantaggioso? Vantaggioso.

Se la PP scende, la capacità di trasportare O2 ai tessuti e la % di saturazione dell'Hb sarà kmq alta;

quindi viene mantenuta la capacità di trasportare O2.

Quando posso trovare la % di O2 nel sangue diminuita ? In alta quota, la PPO2 nel sangue arterioso

diminuisce ma la capacità di trasporto di O2 ai tessuti è mantenuta → le manifestazioni sportive in

alta quota possono essere fate fino ai: 1800 / 2000 mt.

La linea di discesa della % di O2 nel sangue venoso è vantaggiosa o svantaggiosa?

E' vantaggiosa. Xk kn piccole variazioni di PPO2 l'emoglobina cede + facilmente O2, a livello dei

tessuti è + impo k Hb mi liberi O2 !!!

40 mlPPO2mmHg → sangue venoso (in condizioni di riposo), diminuisce fino a 15/10 mmHg se il

muscolo stà lavorando: la quantità di O2 legato all'Hb è minore.

(vedi grafico sul quaderno).

EFFETTO BOHR: (nella curva di dissociazione dell'Hb)

Cosa fa spostare la curva di dissociazione dell'O2-Hb?

1. aumento della temperatura

2. aumento della PCO2

3. diminuzione del Ph

(vedi appunti quaderno)

Quando si verificano in concomitanza tutti questi fattori? Durante l'esercizio fisico !!!!

T aumenta, Ph + acido (si abbassa) (libera H+ → acido lattico), CO2 aumenta.

Questa condizione è vantaggiosa o svantaggiosa ?

A livello polmonare quando la curva si sposta a dx è un vantaggio xk viene mantenuta la capacità di

trasporto dell'O2 nel sangue.

A livello del muscolo è un vantaggio o svantaggio ?

– A livello polmonare: Se si sposta a dx significa k ci sarà – O2 legato all'Hb (vedi slide) e

quindi: l'O2 è andato nei tessuti = vantaggio.

– A livello del muscolo: se si sposta a dx è un vantaggio (estremamente vantaggioso x i

muscoli in lavoro)

MIOGLOBINA → quando la PO2 è bassa libera facilmente O2, quando PO2 è alta libera

difficilmente O2 (è l'inverso dell'emoglobina).

E' presente nelle fibre rosse (lente/tipo1/S), ha minor facilità a legare l'O2, cede l'O2 quando la

PPO2 scende a valori molto bassi: sotto i 10mmHg

Quando si verifica k la PPO2 scende a 10/15 mmHg?

All'inizio dello sforzo muscolare → nei primi 15'' (CP + MIOGLOBINA)

Nei primi 15'' il muscolo riceve ATP grazie alla CP e alla mioglobina k libera l'O2.

Come viene trasportato nel sangue la CO2?

1. fisicamente disciolta → 5 %

2. in forma di IONE BICARBONATO → 65 %

3. legata alle proteine plasmatiche e all'Hb → 20 %

* punto 2: IONE BICARBONATO: CO2 reagisce kn O2 = H2CO3 (acido carbonico) k si dissocia

in: 1 ione H+ e 1 ione bicarbonato: HCO3- → k a livello dei polmoni si dissocia in: H2O + CO2 →

k viene eliminata kn l'espirazione.

CURVA DI BOHR (vedi slide e quaderno):

Vi è uno spostamento della curva di dissociazione quando si verifica:

– aumento T

– aumento CO2

– riduzione Ph REGOLAZIONE DELLA VENTILAZIONE

Chi e cosa fa attivare i muscoli respiratori / la ventilazione ?

(bulbo/midollo allungato encefalo → neuroni) CDRR: Centro Di Regolazione del Respiro → fibre

nervose (neuroni) k mandano i segnali ai muscoli del sistema respiratorio: inducono espirazione ed

inspirazione.

Al CDRR arrivano info da:

– motoneuroni (area M1)

– recettori del tessuto polmonare

– CHEIOCETTORI (a livello della parete arterie) (centrali e periferici)

(recettori di variazione di: PCO2 e PO2 e Ph nel sangue.

– propriocettori articolari

– segnali sulla temperatura corporea

SUDORAZIONE = perdita di calore x evaporazione → quando una sostanza passa da uno stato

liquido ad uno gassoso perde calore.

N.B: A riposo la ventilazione polmonare è controllata principalmente dalla chimica del sangue

(variazione di PCO2 e PO2).

Cosa succede quando la PCO2 aumenta? La ventilazione polmonare aumenta.

Ha senso? SI! Xk ho un sistema k deve rimanere costante: devo avere PCO2 a 40mmHg x avere

EQUILIBRIO (quindi aumento la ventilazione x eliminare quella in +).

CHEMIOCETTORI CENTRALI → recettori x le modifiche di CO2, centrali xk vicini al CDRR

CHEMIOCETTORI PERIFERICI → recettori x le modifiche di O2, siti a livello diramazione

aorta e carotidi.

Cosa succede se la PO2 aumenta? Ventilazione diminuisce

Cosa succede sa la PO2 diminuisce? Da 100 a 80 mmHg non cambia nulla xk: mioglobina.

(ventilazione resta stabile). Se PO2 va sotto 60-50-50 mmHg la ventilazione aumenta x ottenere:

equilibrio.

Fino a 60 mmHg la curva della risposta all'ipossia (carenza di O2) non cambia.

Riassumendo: PCO2, PO2, Ph → f