Fisiologia, Lezione 7- il sangue

Fisiologia - Lezione 7

Il sangue

Negli organismi multicellulari, il compito di mantenere in comunicazione i vari compartimenti extracellulari dell'organismo è affidato a fluidi dalla composizione complessa, il sangue e l'emolinfa. Il sangue è una soluzione colloidale nella quale globuli rossi, globuli bianchi e piastrine (elementi corpuscolati) si trovano in sospensione in una soluzione acquosa complessa, il plasma, contenente gas, ioni, molecole organiche e vitamine. Il sangue viene pompato dal cuore ai vari distretti dell'organismo attraverso il sistema cardiocircolatorio e svolge numerose funzioni importanti per il mantenimento dell'omeostasi:

• Trasporto di gas, nutrienti, molecole regolatrici e prodotti di scarto. L'ossigeno entra nel sangue dai polmoni e viene trasportato alle cellule. L'anidride carbonica prodotta dalle cellule viene portata ai polmoni, per poi essere espulsa. In questo processo sono coinvolti i globuli rossi, o eritrociti, e l'emoglobina; oltre ai gas respiratori, il sangue trasporta molte altre molecole come i nutrienti assorbiti dal canale digerente e i prodotti di scarto delle cellule.
• Protezione contro microrganismi e sostanze estranee.
• Emostasi: la coagulazione. Questo processo protegge l'organismo dalla perdita eccessiva di sangue causata da un'emorragia e costituisce il primo passaggio per la successiva riparazione tessutale.
• Regolazione del pH e dell'osmosi. Nel sangue sono presenti sistemi tampone che mantengono il pH al valore fisiologico.
• Mantenimento della temperatura corporea. Il sangue è coinvolto nel processo della termoregolazione. Infatti, il sangue caldo viene portato dall'interno verso la superficie del corpo dove rilascia calore.

Il sangue è formato da due principali componenti:

• Parte liquida: il plasma, che costituisce il 55-60% del volume del sangue;
• Parte corpuscolata: elementi figurati, una serie di cellule specializzate presenti in sospensione nel plasma (globuli rossi, globuli bianchi, piastrine). Mediamente questi elementi corpuscolari rappresentano il 40-45% del volume totale del sangue.

Il plasma è composto dal 92% di acqua e per l'8% di proteine, ioni, nutrienti, gas e prodotti di scarto. La composizione del plasma viene mantenuta costante dall'organismo. In condizioni normali, la quantità di acqua che viene assorbita attraverso il canale digerente corrisponde alla quantità di acqua che viene persa attraverso i reni, i polmoni, l'apparato digerente e la pelle. In questo modo viene raggiunta una condizione di omeostasi idrica allo scopo di mantenere costante il volume plasmatico.

Il plasma e il liquido interstiziale costituiscono i due compartimenti del liquido extracellulare. La composizione del plasma è molto simile a quella del liquido interstiziale, ma si differenzia da questo per la presenza delle proteine plasmatiche albumina e fibrinogeno, sintetizzate dal fegato e liberate in circolo, e globuline. L'albumina costituisce il 58% delle proteine plasmatiche e la sua presenza regola il passaggio d'acqua tra tessuti e sangue. Le globuline costituiscono il 38% delle proteine plasmatiche e una classe particolare di globuline, le immunoglobuline, è sintetizzata dai globuli bianchi ed è coinvolta nella risposta immunitaria. Il fibrinogeno costituisce il 4% delle proteine plasmatiche e prende parte al processo della coagulazione.

Pressione osmotica

L'intero sistema cardiovascolare esiste con il solo scopo di seguire i capillari. È a questo livello, infatti, che avvengono gli scambi di nutrienti, ormoni, anticorpi, gas e tutto quanto è veicolato dalla corrente ematica. Le cellule, d'altra parte, dipendono strettamente dalla capacità dei capillari di apportare tutti gli elementi necessari al loro metabolismo, allontanando nel contempo i rifiuti. Gli scambi di sostanze dai capillari alle cellule possono essere di tre tipi:

• Diffusione: tipica dei gas, riflette il movimento netto di molecole dal punto a maggiore concentrazione verso quello a minore concentrazione; tale flusso continua fino a quando le molecole non si sono distribuite uniformemente in ogni parte dello spazio disponibile. La maggioranza degli scambi tra plasma e liquido interstiziale avviene per diffusione semplice, che interessa sostanze come ioni, molecole a basso peso molecolare, aminoacidi, glucosio, metaboliti, gas, ecc. Tuttavia, non filtrano molecole di peso molecolare superiore ai 60kD, come le grandi proteine e gli elementi corpuscolati del sangue. Le sostanze liposolubili passano attraverso le membrane plasmatiche e lo scambio è limitato dalla velocità del flusso sanguigno; quelle idrosolubili passano attraverso piccoli pori e il loro flusso è regolato dall'ampiezza di questi pori e dal raggio della molecola considerata. Il meccanismo della diffusione diviene meno efficiente in presenza di edema, perché l'elevata quantità di liquido interstiziale aumenta la distanza tra i tessuti e il capillare.
• Sistema filtrazione riassorbimento o flusso di massa: regola il passaggio di fluidi. Se la direzione del flusso è orientata verso l'esterno dei capillari si parla di filtrazione, mentre quando è diretta verso l'interno si parla di assorbimento. La regolazione di questi flussi dipende da tre fattori: la pressione idrostatica, la pressione oncotica e la permeabilità della parete capillare. La pressione idrostatica all'estremità arteriosa del capillare si aggira intorno ai 35 mmHg, mentre quella all'estremità venosa è circa la metà. Tali valori riflettono la pressione laterale esercitata dal flusso ematico, che tende a spingere fuori il liquido attraverso le pareti del capillare stesso. Al contrario, la pressione idrostatica esercitata dal liquido interstiziale favorisce il percorso contrario, premendo contro le pareti del capillare e favorendo l'ingresso dei liquidi al suo interno. La pressione oncotica è strettamente dipendente dalla concentrazione di proteine nei due compartimenti. Questi hanno una composizione molto simile, eccetto per le proteine plasmatiche, che risultano quasi assenti nel liquido interstiziale. La pressione oncotica rappresenta quella forza che regola il passaggio di acqua per diffusione semplice dal compartimento proteicamente meno concentrato a quello più concentrato, attraverso una membrana semipermeabile data dalle pareti dei capillari. La pressione oncotica esercitata dalle proteine nei capi...