Fisiologia e biofisica - circolazione sanguigna

Fisiologia (03/11/2006) Raucci Antonio

Circolazione sanguigna - Compliance o distensibilità totale

La compliance misura la distensibilità delle strutture cave dell’organismo; esprime l’incremento di volume di una struttura per un unitario aumento di pressione. ΔV = C ΔP. Compliance significa “adattabilità”.

La variazione di volume di una struttura cava è sempre costante per un aumento unitario di pressione? È vero che per raddoppiare il volume di due palloncini, entrambi ad uno stesso volume iniziale, devo badare esclusivamente a raddoppiare la pressione dell’aria o del fluido di cui sono riempiti?

Esempio 1

Palloncino A: è ad un volume iniziale di 1 litro che porto a 2 litri applicando 10 mmHg di pressione.

Palloncino B: è anche ad un volume iniziale di 1 litro, ma per portarlo ad un volume di 2 litri è necessario applicare una pressione di 20 mmHg.

È stato necessario gonfiare i palloncini a pressioni diverse perché fosse uguale ΔV. Assumendo che i due palloncini siano identici nella forma, conseguenza ne è che il palloncino B deve essere strutturalmente diverso (nella sostanza di cui è costituito) dal palloncino A. Le pareti dei palloncini A e B hanno gradi di elasticità diversi e ciò influenza la loro distensibilità.

Analoghe considerazioni possono essere fatte su strutture cave dell’organismo, quali la vescica, il polmone o il sistema circolatorio per ciò che riguarda la loro distensibilità. I vasi sanguiferi, le strutture cave del sistema circolatorio, grazie alla composizione in fibre elastiche della loro parete, sono dotati di un grado di distensibilità (meccanismo che rende perifericamente costante la pressione sanguigna).

Eiettare uno stesso volume di sangue in un sistema circolatorio di vasi con pareti più rigide del normale (arteriosclerosi) significa per il cuore dover applicare una pressione maggiore attraverso una maggiore forza di contrazione, cosa che si traduce in un carico di lavoro più alto.

La compliance di una struttura cava è in relazione alla sostanza (materiale) di cui sono composte le pareti di questa: maggiore sarà la loro elasticità, maggiore sarà la compliance.

Esempio 2

È vero che per raddoppiare il volume di un palloncino devo raddoppiare la pressione che l’aria o il fluido di cui è riempito esercita sulle pareti di questo, indipendentemente dal volume iniziale? Certo che No. La deformabilità di una struttura, biologica o meno, è influenzata dall’elasticità delle sue pareti dipendente non solo dal materiale di cui è costituita, ma anche dallo stato di tensione iniziale cui queste si trovano sottoposte.

Non è sempre sufficiente applicare uno stesso aumento di pressione (ΔP) perché si abbia uno stesso aumento di volume (ΔV) in una stessa struttura a valori di volume iniziale (V₀) diversi; man mano che il volume iniziale aumenta è necessario applicare una differenza di pressione (ΔP) maggiore per ottenere un pari aumento di volume (ΔV), poiché la struttura si trova a valori sempre più prossimi al suo limite di distensibilità (elasticità).

Ciò ovviamente influenza la compliance delle strutture dell’organismo: polmoni, vasi, vescica… Un soggetto non corre lo stesso rischio se la sua pressione sistolica aumenta da 130 a 150 mmHg che se questa aumenta da 180 a 200 mmHg; pur se la variazione (ΔP) resta di 20 mmHg, la seconda condizione è molto più rischiosa.

Per valutare i rischi di un aumento di pressione non è sufficiente conoscere di quanto questa aumenti (ΔP), ma è necessario conoscerne i valori iniziali (P₀). La compliance di una struttura è influenzata dallo stato di distensione iniziale delle pareti di questa: maggiore sarà la pressione interna iniziale, minore sarà la compliance.

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