Fisiologia Generale (riassunti completi)

PRINCIPIO DI BERNOULLI

Tale principio stabilisce la relazione tra la pressione laterale esercitata da un liquido contro le pareti del

tubo e la sua velocità.

In un liquido ideale, incomprimibile e sprovvisto di attrito interno, in movimento stazionario

La legge di Bernoulli, stabilisce la relazione tra: Pressione laterale esercitata dal liquido contro le

pareti del tubo e la sua velocità, la quale ha sempre la forma di parabola.

Prendiamo in considerazione l’immagine riportata nella slide sopra: se all’interno di un tubo

nel quale scorre una certa quantità di acqua introduciamo un tubicino, ad esempio di vetro, che

peschi il liquido al centro del vaso stesso, vedremo che il liquido che scaturisce dal tubo di vetro si

posizionerà ad un certo livello, ossia M2.

Ora, supponiamo di far partire una cannula dalla parete del cilindro di vetro; in tal caso il liquido si

dispone ad un altro livello, ossia M1. Ciò significa che la velocità con cui scorre il liquido al centro

del vaso ha un’energia cinetica proporzionale al valore della velocità al quadrato.

Ec (energia cinetica ) = 1 / 2 m v2 . Pertanto, la velocità che si registra al centro del vaso avrà

un valore decisamente maggiore rispetto a quella che si ha a livello laterale, cioè a livello della

parete del vaso stesso.

In particolare: Il valore M1 viene definito pressione laterale, ossia è la pressione che il liquido

esercita in quel determinato punto (partendo dal presupposto che la somma di energia cinetica e

potenziale è costante in ogni punto).

l’energia cinetica di questo liquido sarà rappresentata dalla seguente relazione:

–

M2 M1 = Ec = 1 / 2 m v2

Ossia, la differenza tra i livelli M2 ed M1 ci dà il valore dell’energia cinetica che il liquido possiede

nella parte centrale del tubo e la quale è maggiore proprio perché il liquido ha una velocità

maggiore.

BERNOULLI E FLUSSO:

La legge di Bernoulli spiega, in termini di energia potenziale e cinetica, la base della differente velocità che

possiedono le lamine ideali del liquido che scorre all’interno del vaso e le pressioni che si esercitano nella

parte centrale e laterale del tubo stesso.

Plasma skimming (scrematura del plasma)

E’ il fenomeno per cui la viscosità del sangue varia al variare del diametro del condotto in cui fluisce e

diminuisce passando in vasi sempre più sottili. Questo fenomeno si osserva a partire da diametri del

condotto di circa 300 μm, e diventa più evidente al diminuire del diametro del vaso, finché la viscosità

raggiunge un minimo nei piccoli capillari di diametro pari a 4-5 μm.

Cosa succede quando tra l’asse del vaso e la parete si trova a passare un globulo rosso?

Esso sarà sottoposto a due forze:

-la pressione Pa, diretta dal centro del vaso verso la parete

-la pressione Pe, diretta dalla parete del vaso verso l’asse vasale

-Pa è inferiore a Pe, perciò se calcoliamo la differenza tra la pressione Pe e la pressione Pa otterremo un

vettore che possiamo rappresentare come forza F, la quale tende a spingere il globulo rosso

costantemente verso l’asse del vaso.

Il fatto che l’energia laterale sia minore rispetto a quella esercitata dalla parete del vaso verso il centro fa sì

che, qualunque elemento figurato passi, sia sottoposto ad una forza maggiore verso l’asse del vaso,

rispetto alla forza che lo sposta verso la parete del vaso. Di conseguenza il globulo rosso sarà costretto a

muoversi sempre in prossimità dell’asse del vaso e, qualora dovesse spostarsi verso le pareti, la differente

somma di energia potenziale e cinetica farà sì che i globuli rossi viaggino, tendenzialmente, incolonnati

nella parte centrale del vaso sanguigno.

In vasi molto piccoli (d ≤ 0,5 mm) la viscosità del

sangue diminuisce. Il sangue forma uno strato limite

in prossimità della parete (dell'ordine di qualche

micron) che contiene solo plasma e sarà quindi meno

viscoso. Lo strato limite svolge la funzione di

cuscinetto idrodinamico, che tende a ridurre l'attrito

del sangue in corrispondenza delle pareti, dove

normalmente viene dissipata la maggior parte

dell'energia. RELAZIONE DI LAPLACE

La tensione T (tensione Circonferenziale/parietale) cui sono sottoposte le pareti di un vaso di raggio r per

equilibrare la pressione P è espressa dalla relazione di LAPLACE:

T = P r

Es.: aorta, vene, capillari Complicanza: parete muscolare

L’equazione ci dice, quindi, che la tensione circonferenziale sarà tanto maggiore quanto maggiore sarà il

valore del raggio r; perciò nel momento in cui un vaso presenta un diametro ampio (come ad esempio una

vena cava, l’aorta, un’arteria ) la tensione circonferenziale, a parità di pressione arteriosa, sarà

notevolmente più alta. Per impedire che la tensione T comporti uno slargamento del vaso, cosa che

potrebbe portare alla rottura dello stesso vaso, la parete dovrà avere una certa consistenza dal punto di

vista strutturale.

In particolare, abbiamo visto che:

-il tessuto fibroso è piuttosto abbondante in quei vasi dotati di grande diametro, tra cui aorta e vene cave.

-nelle arterie e nelle vene, nelle quali il diametro è inferiore, questo tessuto è relativamente inferiore, cosi

come nelle arteriole

-Nelle venule la componente fibrosa è molto bassa

-Nei capillari essa è totalmente assente, in quanto non vi è necessità della sua presenza

il capillare ha al suo interno una pressione relativamente alta, che oscilla tra i 17-30 mmHg, non necessita

del tessuto fibroso proprio perché il suo raggio è estremamente basso. Dal momento che il raggio r del

capillare è molto piccolo la tensione circonferenziale sarà piuttosto ridotta e, di conseguenza, esso non ha

bisogno di una struttura portante fortificata.

Concludendo:

la legge in questione ci spiega perché una vena ( nella quale la pressione è addirittura al di sotto di quella

che si individua all’interno del capillare ) abbia bisogno di una parete molto robusta, infatti essa presenta

una sezione ellittica che può diventare particolarmente rilevante in virtù dell’elevata quantità di sangue

che può contenere; pertanto, aumentando il valore del raggio aumenta la tensione circonferenziale e, per

poter sopportare una pressione P (anche piccola), è necessaria la presenza di una struttura fortificata.

CURIOSITA’????

Inoltre essa spiega quello che si verifica a livello, ad esempio, degli arti inferiori con la comparsa delle

varici. La varice non è altro che la dilatazione della parete di una vena, perciò man mano che essa si

estende il diametro tende ad aumentare; se la vena in questione non presenta una parete

sufficientemente robusta la tensione circonferenziale aumenterà portando, potenzialmente, alla rottura

dello stesso vaso. Tant’è che tutti quei soggetti che manifestano problemi di tipo varicoso e di alterazione

del rapporto pressione/tensione circonferenziale/raggio delle vene sono tenuti all’utilizzo delle calze

elastiche, le quali hanno la capacità di rafforzare la parete della vena. Più precisamente, la calza elastica

tende a far sì che il raggio del vaso si mantenga entro un limite fisiologico e accettabile determinando, di

conseguenza, un abbassamento della tensione circonferenziale e rendendo la possibilità di rottura del vaso

altamente improbabile. FLUSSO NELLE ARTERIE

Un’altra componente fondamentale della parete di un vaso è rappresentata da quella elastica.

In seguito alla sistole ventricolare: con la contrazione delle pareti del ventricolo sinistro le pareti dell’arco

aortico si dilatano e, nel dilatarsi, la componente elastica particolarmente abbondante nelle pareti di

questo arco acquisisce un’energia cinetica che verrà restituita, nell’istante successivo, sottoforma di

energia potenziale nello spingere il sangue verso la periferia.

Diastole ventricolare: la valvola semilunare si chiude in quanto la pressione all’interno dell’arco aortico

supera quella esistente all’interno del ventricolo, viene a mancare la spinta del sangue verso la periferia;

quindi, le fibre elastiche della parete dell’arco aortico ritornano nella posizione originaria determinando, in

questo modo, una spinta del sangue verso la periferia. Pertanto il sangue raggiungerà i capillari anche

durante la fase diastolica, proprio grazie alla spinta esercitata dalla componente elastica delle pareti del

vaso.

Quanto appena descritto vale per le arterie definite distendibili!

Se le arterie sono caratterizzate da una certa rigidità, la sistole determina il passaggio del sangue verso la

periferia ma durante la diastole il flusso attraverso il capillare può diminuire o, addirittura, arrestarsi

proprio perché viene a mancare la spinta verso la periferia. Il ritorno della componente elastica della

parete di un vaso arterioso nella sua posizione originaria determina il cosiddetto polso arterioso.

POLSO ARTERIOSO

Quando il sangue esce dal cuore, crea un'onda che dall'aorta si sposta fino al sistema periferico.

Quest'onda è detta onda sfigmica e percorre le arterie con una velocità crescente verso la periferia, dove

diminuisce la capacitanza dei vasi ed aumenta la resistenza. Il polso arterioso è una variazione pressoria

corrispondente all'onda sfigmica che si propaga, generata dalla sistole cardiaca, viene trasmessa nel

sistema vascolare grazie all'elasticità delle arterie ed è percepibile sui vasi periferici sotto forma di

"pulsazione".

Il conteggio nell'unità di tempo di queste "pulsazioni", definite dalla differenza fra pressione arteriosa

sistolica (massima) e pressione arteriosa diastolica (minima), definisce la frequenza cardiaca, cioè il

numero di battiti cardiaci al minuto. PRESSIONE ARTERIOSA

•E’ la pressione del sangue arterioso sistemico misurata a livello del cuore. Viene espressa in mmHg.

•E’ intesa come l'intensità della forza che il sangue esercita su una parete del vaso di area unitaria, varia

lungo tutto l'apparato vascolare.

•La pressione arteriosa diminuisce progressivamente dal ventricolo sinistro del cuore fino alle arteriole.

P. Max: si registra a livello aortico

e arterioso subito dopo l’apertura

delle valvole semilunari è

attribuibile alla fase sistolica del

cuore, pertanto una pressione pari

a 130-140 mmHg potrà essere

riscontrata durante i 0.3 secondi

della fase sistolica.

P. Min: si registra quando,

all’inizio della diastole, si ha la

chiusura della valvola semilunare e,

quindi, quando la pressione

all’interno dei vasi ha raggiunto i