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Fisiologia e biofisica - regolazione idrico-salina (seconda parte)

Appunti di Fisiologia e biofisica del professor Brizzi sulla regolazione idrico-salina, parte seconda: la vasopressina, l'aldosterone, schema di fotografie al m.e., l’ormone natriuretico atriale, gittata cardiaca, circolazione coronarica, la sistole, il flusso coronarico.

Esame di Fisiologia e Biofisica docente Prof. G. Brizzi

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Tutto quello segnato in rosso,è inibito dal fattore natriuretico atriale,in definitiva il fattore natriuretico

atriale,inibisce l’ADH; sulle arterie ha un effetto rilasciante; inibisce l’aldosterone e le catecolammine.

Il fattore natriuretico atriale,in qualche modo controlla l’azione dell’aldosterone,ha già un effetto diretto

sull’ADH,ed inibisce l’aldosterone,l’inibizione non è intesa come blocco,ma in base alla quantità di

Na,acqua,in base ai volumi nella parete atriale,va a dare un controllo sull’aldosterone,sostanzialmente si

oppone all’aldosterone.

Se l’aldosterone tende ad aumentare la pressione,l’ormone natriuretico ha effetto vaso rilasciante,va

contro l’angiotensina,riduce l’aldosterone,riduce l’ADH,alla fine risulta essere un fattore che riduce la

pressione.

L’ormone natriuretico,si oppone all’azione dell’aldosterone e dell’ADH.

Ho una regolazione di un qualche cosa che viene dalla parete atriale,dove c’è una bassa pressione,quindi

mi porta un segnale di variazione minima,cioè di valori bassi.

Valori bassi e valori alti di pressione,sono regolati in modo complesso sia a modo riflesso che con

ormoni,come il fattore natriuretico, l’ADH, barorecettori e chemorecettori.

I segnali fondamentali abbiamo detto che sono il VOLUME e L’OSMOLARITA’,però non ci

dimentichiamo che in base alla pressione dell’atrio,possiamo produrre più o meno AN,che mi regola

l’ADH e mi inibisce un pochino anche l’aldosterone.

CIRCOLAZIONE CORONARICA (CC) E GITTATA CARDIACA

La gittata cardiaca è come la gittata d’acqua,si valuta quanto sangue viene pompato dal cuore in un dato

tempo.La possiamo misurare a riposo,sotto sforzo etc. A riposo si aggira intorno ai 5 L al minuto.

Vediamo come questo sangue va distribuito al minuto tra i vari organi,perché non è distribuito

uniformemente.Al rene ne arriva il 25-30% della gittata; in condizioni di riposo poco sangue va ai

muscoli (i quali rappresentano una quota notevole,perché il loro peso totale si aggira intorno ai 20 kg),

però l’afflusso di sangue ai muscoli,aumenta quando essi sono messi sotto sforzo.

Il rene a riposo ha un enorme quantità di sangue,non in senso assoluto,ma in senso relativo. I reni pesano

pesano 150 g ognuno,ed insieme i due reni prendono ¼ della gittata cardiaca.

E’ una quantità enorme,rapportato a ogni grammo di tessuto.

* La circolazione coronaria,apporta al miocardio un’adeguata quantità di sangue per le sue necessità

funzionali.Mediante il sangue giungono alle cellule miocardiche i principi nutrizionali e biochimici da

esso trasportati e l’ossigeno derivato dalla respirazione,mentre sono allontanati i prodotti della loro

attività metabolica (CO2 e vari metabolici).

La continua circolazione del sangue come in tutti gli organi,rifornisce le cellule di ossigeno,ma si ricordi

che il muscolo cardiaco,funziona sempre,anche durante lo stato di riposo dell’organismo,quando i

muscoli scheletrici sono ad attività quasi nulla.

Anche a riposo la CC pur essendo minore di quella sotto sforzo,deve apportare una quantità di ossigeno e

nutrienti cellulari,tali da soddisfare le esigenze metaboliche del miocardio,che sono superiori a quello dei

muscoli scheletrici a riposo *

Il muscolo cardiaco funziona sempre,come il respiratorio (tutte le cellule funzionano sempre),però il

minimo metabolico del muscolo,non è lo stesso del minimo metabolico del cuore.Quando dormiamo,il

minimo metabolico delle cellule muscolari,non è zero,ma c’è un minimo che è molto più basso del

minimo del cuore,che per quanto sia a riposo,pompa.Dobbiamo tener presente che abbiamo un organo

(cuore) che funziona ad un livello maggiore degli altri,quindi metabolicamente ha bisogno di un maggior

rifornimento e di un controllo diverso.

Siamo abituati a pensare che sia il muscolo scheletrico ad aver bisogno di un maggiore apporto

metabolico,però a riposo,no.

Nella dinamica dell’adattamento,bisogna sapere quanto si può adattare il muscolo,il cuore,il rene etc

Il muscolo può andare in debito di ossigeno,il cuore non può contrarre il debito di ossigeno,in quanto non

ha un vero periodo di riposo,durante il quale può essere pagato questo debito,cosa che può fare meglio il

muscolo scheletrico.Queste sono differenze strutturali per capire da dove si può ottenere energia.

CARATTERISTICHE DELLA CIRCOLAZIONE CORONARICA 3

Compiti specifici

- mantenimento di un alto apporto di ossigeno

- L’apporto di ossigeno deve essere proporzionato al lavoro cardiaco.

Adattamento strutturale

- Alta densità capillare,breve spazio di diffusione.

Adattamento funzionale

- Alta estrazione di ossigeno ( > 60%)

Altro aspetto importante è l’adattamento funzionale,è un organo che pur partendo da un livello di attività

abbastanza alto rispetto al muscolo,può aumentare o diminuire e con una notevole rapidità,

esempio,se corriamo,l’attività del cuore cambia in pochi secondi,non dopo mezz’ora.

Come fa a cambiare rapidamente?

C’è anche un’altra cosa,c’è un breve spazio di diffusione,ma alta densità di capillari,

Problemi specifici

- Presenza di arterie terminali,con rischio di infarto e angina (l’anatomia ci dice che,le

coronarie,specialmente quelle di terminazione,hanno poche diramazioni,se si interrompe il flusso in un

ramo,è difficile fare un circolo collaterale).Per cui è più facile avere un disturbo circolatorio nel muscolo

cardiaco che non nell’intestino,nel quale la chiusura di un ramo,non crea problemi,perché vi sono dei

rami collaterali.

- interferenza meccanica

Il flusso in condizioni basali nella circolazione coronaria,di 70-80 ml/min per ogni 100 g di tessuto.

Quando si fa attività fisica,può aumentare a 300-400.Questo ci dà indicazione del fatto che non può

aumentare di 10 volte.

Perché il cuore non può fare più di quello che fa?

Perché c’è alla base dell’attività miocardia,un sistema di conduzione del segnale che parte dal Nodo del

seno e poi deve essere condotto attraverso un sistema atrio-ventricolare,fasci di His,che hanno delle altre

caratteristiche.Il cuore è costituito da muscolo e dal tessuto di conduzione che non è muscolo e neppure

sistema nervoso,sono cellule muscolari modificate,che hanno la caratteristica di condurre un segnale in un

dato modo,con una velocità diversa.Ricordate che la velocità di conduzione del segnale dal nodo del seno,

lungo la parete atriale o attraverso la parete atriale,poi attraverso il nodo atrio-ventricolare e poi sul fascio

di His, la velocità è uguale o diversa?

E’ diversa.Tutto il sistema non ha la stessa velocità di conduzione.

Se avessimo la stessa velocità in tutto il sistema,cosa succederebbe? Il cuore si fermerebbe.

La differente velocità ha delle sue ragioni.Anche il nodo atrio-ventricolare ha un ritardo di conduzione

elettrica,è un fattore che mette in evidenza le caratteristiche del muscolo.

L’energia necessaria alla contrazione del miocardio,deriva per la maggior parte (60%) dagli acidi grassi

e solo il resto dal glucosio,da una piccola quantità di glicogeno e dai corpi chetonici,dall’acido lattico

specialmente durante l’esercizio fisico.Il cuore predilige più composti grassi che non il glucosio come il

cervello.Il miocardio utilizza quello che ha a disposizione,i substrati disponibili,per cui,in

esercizio,utilizza il lattato e i corpi chetonici meglio degli altri muscoli che utilizzano soprattutto il

glucosio.Questo ci fa capire che per ragioni biochimiche,può utilizzare prevalentemente acidi grassi,e

glucosio,ma anche i corpi chetonici (se sotto sforzo).E’ adattabile,può ottenere energia da tutte le parti,ma

preferibilmente dagli ac.grassi.

Vedere dal libro,la distribuzione delle arterie Coronariche di destra e di sinistra.

La rete capillare del miocardio è molto sviluppata (circa 3000 capillari/mm²).

Le coronarie sono innervate molto dal SIMPATICO (noradrenalina) e in parte dal PARASIMPATICO

(adrenalina).Essendo il cuore sotto il controllo vegetativo,un’attivazione del vegetativo può provocare una

variazione di flusso,se pur di breve tempo.

Il fabbisogno di ossigeno del cuore è abbastanza costante,ed aumenta con l’aumentare del lavoro

cardiaco.Questa cosa può sembrare abbastanza ovvia,però qual è la differenza rispetto altri tessuti?

Quando c’è un aumento nell’apporto di ossigeno,si ha un aumento dell’ estrazione di ossigeno.

Il contenuto di ossigeno nel sangue venoso e nel sangue arterioso,quant’è? 4

Nel sangue arterioso il contenuto di ossigeno è circa 19-20 mL/100 ml di sangue.

Nel sangue venoso il contenuto di ossigeno è di circa 14-15 mL/100 ml.

Ciò vuol dire che in condizioni di riposo,estraiamo circa ¼ dell’ossigeno disponibile,non utilizziamo tutto

l’ossigeno,ne utilizziamo ¼ .Quindi il sangue venoso,non è molto carente di ossigeno,questo ci

permette,nel caso ci mettessimo a correre,di poter utilizzare una riserva funzionale.

Per cui non diciamo che il sangue venoso è povero di ossigeno,perché non è così.

L’organismo in toto,estrae dal sangue circa 5 ml di ossigeno su 19 ml in 100 ml di sangue arterioso,per

cui restano nel sangue circa 14 ml di ossigeno nel sangue venoso.E’ questa,una riserva di ossigeno che

può essere utilizzata da un tessuto che aumenta il suo metabolismo.

Il cuore,in condizioni di riposo,estrae circa il 70% dell’ossigeno che gli arriva,quindi la riserva funzionale

del cuore è minore,perché già a riposo ne estrae di più.Se l’estrazione a livello cardiaco è

maggiore,l’organo avrà meno possibilità di aumentare un’attività metabolica,rispetto ad altri organi.

La portata del circolo coronario è gia notevole a riposo (circa 200 ml/min),però quando c’è una richiesta

sotto sforzo,può anche aumentare notevolmente,perché l’ossigeno consumato dal cuore,può aumentare

fino a nove volte,ma il punto è ; quanto può aumentare il flusso coronario?

Se viene aumentato il volume di sangue che arriva attraverso le coronarie,viene aumento l’apporto di

ossigeno,e quindi l’estrazione maggiore di ossigeno.

Quindi sono importanti i fattori che controllano il flusso coronario,cioè quanto sangue arriva ai tessuti e

quanto può cambiare il flusso di sangue.

I FATTORI CHE CONTROLLANO IL FLUSSO CORONARICO:

1. la pressione di per fusione del circolo coronario (l’entrata e l’uscita tra arteria e vena)

2. eventi meccanici del circolo coronario

3. l’entità dell’attività metabolica

4. controllo nervoso

1) Nel cuore c’è un meccanismo di auto regolazione che esiste nel cervello,nel rene e anche nel cuore.

Il cuore si può autoregolare,i meccanismi di autoregolazione,sono meccanismi intrinseci del sistema,poi

possono intervenire su di esso anche il cervello,qualche ormone etc.

Perché la frequenza cardiaca (70 battiti al min),non può aumentare più di un certo limite(180 battiti)?

Perché più di 200 battiti non hanno efficacia emodinamica?

La parte meccanica del cuore da cosa dipende? Dal sistema di conduzione

Il potenziale d’azione del miocardio che caratteristiche ha? Ha il plateau,nel tempo vado a stimolare il

muscolo cardiaco,ho una depolarizzazione della cellula,però la depolarizzazione è abbastanza rapida,il

problema è la ripolarizzazione,perché abbiamo il plateau,cioè se arriva il segnale sulla cellula

miocardia,si depolarizza.Poi bisogna vedere come si ripolarizza,in quanto tempo e con quali modalità.

C’è un plateau,scende si ripolarizza un po’, resta abbastanza costante,scende molto lentamente e dopo un

certo tempo scende del tutto e si ripolarizza.

Quanto tempo ci vuole per ripolarizzare tutta la cellula? 300 m/sec

Perché c’è questo andamento caratteristico che chiamiamo a plateau? della cellula nervosa ha il

Se stimolo una cellula nervosa,la depolarizzazione e la ripolarizzazione,lo spike

plateau ? no.La depolarizzazione e la ripolarizzazione è speculare.

La durata del potenziale d’azione (cioè,lo stimolo,la depolarizzazione,la ripolarizzazione),dura meno di 1

m/sec (0,8 m/sec).

Nel muscolo scheletrico,com’è il potenziale d’azione,quanto dura e che andamento ha?

Se stimolo il muscolo,la depolarizzazione è abbastanza rapida,sale subito,la ripolarizzazione scende

altrettanto subito,poi decade più lentamente e ci impiega 7-8 m/sec.Nel muscolo è più lenta la

ripolarizzazione.

Abbiamo tra cellula nervosa e cellula muscolare un potenziale che ha una durata nel muscolo di 10 volte

in più.

Nel cuore ,c’è una depolarizzazione rapida,da cosa dipende? Dall’apertura dei canali per il Na, si aprono

ed entra Na per il grosso gradiente e depolarizza rapidamente.Mentre nelle altre cellule i canali per il Na

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tendono a chiudersi abbastanza rapidamente,e quindi la cellula si ripolarizza,perché c’è poi anche l’uscita

del K. Se nel cuore registriamo il plateau,depolarizzo,poi inizia la ripolarizzazione,cioè i canali del Na si

sono chiusi o si stanno chiudendo,ma la ripolarizzazione per un certo periodo si mantiene alta,non va

giù,rimane abbastanza costante,questo è il famoso plateau,dopo un dato tempo,scende giù e si

ripolarizza.Che vuol dire questo?

I canali del Na si sono chiusi,ma vi è l’apertura contemporanea o poco dopo,dei canali del Ca,entra una

corrente di Ca.E’ vero che i canali del Na si sono chiusi,e ciò tenderebbe a ripolarizzare la cellula,però si

aprono poco dopo i canali del Ca che mantengono depolarizzato la membrana per un tempo un po’ più

lungo,fino all’apertura dei canali del Ca,poi quando si chiudono anche questi ultimi,si ripolarizzano.

Prendendo in considerazione il potenziale del cuore,tutto dura 250-300 m/sec.

Bisogna considerare il potenziale,il modo di comunica di una cellula.

Abbiamo tre capacità di trasmettere dati:

il nervo in un secondo invia un migliaio di segnali,il muscolo ne invia un centinaio,il cuore ne invia 3 al

massimo 4.

Da ciò si intuisce perché il sistema nervoso invia più informazioni in dato periodo di tempo.

Se il potenziale d’azione del miocardio è di circa 250 m/sec,in un secondo al massimo 3 oppure 4,in un

minuto possiamo arrivare al massimo a 180,ecco perché la frequenza cardiaca non può superare tale

limite,perché il cuore più di tanto non ci può dare.

Il massimo della frequenza del cuore dipende dalla capacità di trasmettere informazioni.

In base alla lunghezza del tempo del potenziale nel cuore,che ne deriva funzionalmente?

Per tutte le cellule eccitabili ( che sono le cellule del S N,MUSCOLARE E CUORE),se eccitata,non è

eccitabile.La cellula depolarizzata,se viene stimolata non risponde,quel periodo lo chiamiamo

“refrattario”.Perché non risponde?

Il concetto è sempre quello dei canali,vengono aperti i canali del Na,poi devono chiudersi,ma,fino a

quando sono aperti,se gli diamo un altro stimolo,non succede nulla,bisogna aspettare che si chiudano per

poterli riaprire.

Il periodo refrattario è di tutte le cellule eccitabili.E’ il periodo in cui la porta(canale) resta aperta,per cui

un ulteriore stimolo,non riesce a cambiare le condizioni elettriche,perché la porta è ancora aperta.Bisogna

aspettare che qualche porta si chiuda,per cui un ulteriore stimolo può riaprirla.

Distinguiamo un periodo refrattario assoluto e relativo,in cui la cellula non risponde perché tutti i canali

sono ancora aperti (periodo refrattario assoluto),poi alcuni canali iniziano a chiudersi,mentre altri saranno

ancora aperti,per cui se si invia un altro segnale,quelli chiusi,potranno riaprirsi e potranno dare una certa

risposta (periodo refrattario relativo).

Per cui il periodo refrattario del nervo,del muscolo e del cuore,sono molto diversi.

In tutte le cellule eccitabili vi è il periodo refrattario,anche nel nervo,chiaramente se tutto il potenziale mi

dura 0,8 milli/sec,il periodo refrattario sarà minimo (0,3 milli/sec).

Nel cuore con un potenziale di 250 milli/sec,il periodo refrattario sarà di 200 m/sec.La probabilità di

trovare il miocardio nel periodo refrattario è molto alto,perché vi è un tempo lungo di

depolarizzazione,che assicura una data funzionalità,se non si è ripolarizzato tutto,qualsiasi altro segnale

che arriva in mezzo,non ha effetto oppure ha poco effetto.

Le cellule non eccitabili,non hanno canali,oppure i canali sono pochi e rispondono poco,oppure

potrebbero essere sempre aperti o sempre chiusi.

Vi sono anche i “ canali passivi”,cosa sono? Sono canali sempre aperti.

Il ciclo cardiaco quanto tempo dura?

Dura circa 0,8 milli/sec,la frequenza media è di 70 battiti al minuto.

Se un soggetto ha 58 di frequenza lo ricoverate? No.Se il soggetto normalmente ha 80 e poi 58,se si sente

male è un problema.Se invece il soggetto ha avuto sempre 58 per una regolazione vagotonica (simpatico-

parasimpatico) ad un livello diverso,non vi sono problemi.

Soggetti con frequenze basse,sono predisposti meglio alle attività sportive,gli sportivi hanno anche freq di

40,esempio un ciclista con frequenza bassa,al massimo dello sforzo fisico,può arrivare a 110 di

frequenza,mentre chi parte già da 70,arriva anche a 140. 6


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flaviael

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (ordinamento U.E. - durata 6 anni) (CASERTA, NAPOLI)
SSD:
Docente: Brizzi G.
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher flaviael di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisiologia e Biofisica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Seconda Università di Napoli SUN - Unina2 o del prof Brizzi G..

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