Fisiologia - Sistema Cardiovascolare

VASOMOTILITA'

Per la legge di Poiseuille, la resistenza R è inversamente proporzionale alla quarta potenza del

raggio r; quindi piccoli aumenti di r si traducono in notevoli aumenti di R. Variazioni di R

determinano variazioni della PAM e del flusso nei vari organi.

Meccanismi estrinseci atti a variare il calibro dei vasi, che si sovrappongono a una grossolana

regolazione intrinseca, permettono una regolazione della PAM e del flusso nei diversi distretti

circolatori. Si distinguono meccanismi: nervosi, ormonali e locali.

Controllo nervoso

Viene effettuato da fibre nervose vasomotorie appartenenti al sistema nervoso vegetativo. Vi è

una sezione ortosimpatica (prevalentemente rappresentata), costituita da fibre vasocostrittrici e

fibre vasodilatatrici, e una sezione parasimpatica (poco rappresentata), costituita da fibre

vasodilatatrici.

Le fibre ortosimpatiche vasocostrittrici sono le fibre più numerose; sono presenti in quasi tutti i

distretti, ma sono più abbondanti nella cute e nei visceri; mancano nei vasi cerebrali. Innervano

le arteriole (si ramificano tra la tonaca media e la tonaca avventizia) e sono responsabili del

tono vasale. Il mediatore delle terminazioni nervose è la noradrenalina, ed il recettore è il

recettore -adrenergico. Possiedono attività tonica; la loro frequenza di scarica è di 2-3 impulsi

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al secondo, provocando una parziale vasocostrizione basale; un aumento della frequenza di

scarica provoca un aumento della vasocostrizione, mentre una diminuzione della frequenza di

scarica provoca vasodilatazione passiva.

Le fibre ortosimpatiche vasodilatatrici sono dirette alla muscolatura liscia dei vasi dei muscoli

scheletrici. Il neurotrasmettitore in questo caso è l'acetilcolina. Non posseggono attività tonica.

La loro attivazione determina vasodilatazione, con aumento dell'afflusso di sangue ai muscoli

per le reazioni di attacco o fuga.

Le fibre parasimpatiche vasodilatatrici sono poco importanti nell'emodinamica generale, in

quanto innervano soltanto la muscolatura liscia dei vasi dei genitali esterni. Le fibre provengono

dal parasimpatico sacrale. Il neurotrasmettitore è l'acetilcolina, ed il recettore è di tipo

muscarinico. La loro attivazione determina il rilascio di NO, provocando vasodilatazione, con

aumento dell'afflusso di sangue ai corpi cavernosi del pene e conseguente erezione. Le fibre

parasimpatiche destinate alle ghiandole salivari e sudoripare, oltre a stimolare direttamente la

secrezione, determinano anche vasodilatazione, ma con un meccanismo indiretto, favorendo il

rilascio di peptidi proteolitici, le callicreine, che liberano chinine dai chininogeni, provocando

vasodilatazione.

L'attivazione dei recettori -adrenergici provoca vasocostrizione; questi sono presenti

α 1

maggiormente nei vasi cutanei e splancnici, ma anche in tutti gli altri distretti; il

neurotrasmettitore che agisce su di essi, provocando vasocostrizione generalizzata, è la

noradrenalina. L'attivazione dei recettori -adrenergici provoca vasodilatazione; questi sono

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presenti maggiormente nei vasi dei muscoli scheletrici e del miocardio; il neurotrasmettitore che

agisce su di essi, provocando vasodilatazione nel distretto muscolare e vasocostrizione negli altri

territori, è l'adrenalina.

L'angiotensina è una proteina che stimola la vasocostrizione aumentando la pressione arteriosa.

L'angiotensina I è formata dall'azione della renina verso l'angiotensinogeno; l'angiotensina I

non ha attività biologica, ma esiste solo in qualità di precursore dell'angiotensina II, che provoca

vasocostrizione; la conversione in angiotensina II avviene ad opera dell'enzima convertitore

dell'angiotensina ACE. L'ACE è il bersaglio degli ACE-inibitori, che ne diminuiscono il livello di

produzione, riducendo conseguentemente la formazione di angiotensina II; sono perciò tra i

più efficaci farmaci contro l'ipertensione. I sartani sono farmaci che antagonizzano

l'angiotensina II a livello del suo recettore, e vengono quindi impiegati principalmente in caso di

ipertensione.

Il controllo nervoso è indirizzato prevalentemente alle arteriole. Il controllo ormonale è invece

piuttosto generalizzato. I meccanismi di controllo locale, invece, regolano la pervietà dei vasi

precapillari e quindi l'afflusso di sangue, nell'ambito di un distretto, tra i singoli organi e i singoli

tessuti, diversificando quelli attivi e quelli meno attivi. Numerosi fattori sono in grado di

influenzare localmente l'afflusso di sangue; sono rilasciati soprattutto dalle stesse cellule

endoteliali, ma anche dalle cellule dei tessuti irrorati. Molti di questi sono indici dell'attività

metabolica tissutale, e quindi regolano il flusso in base alle richieste locali. Esempi di sostanze

vasoattive locali sono l'ossigeno, l'anidride carbonica, gli ioni potassio e gli ioni idrogeno,

l'adenosina, l'ossido nitrico, la bradichinina, e altri; in particolare, l'aumento di anidride

carbonica o di temperatura, o la diminuzione del pH o dell'ossigeno, induce vasodilatazione.

L'ischemia locale provoca aumento di anidride carbonica e di temperatura, e la diminuzione di

ossigeno e pH, inducendo iperemia reattiva alla sospensione dell'ischemia. Come detto

precedentemente, anche altre sostanze di origine tissutale sono in grado di influenzare

localmente l'afflusso di sangue. I composti adenosinici, ad esempio, come l'adenosina, l'ADP o

l'AMP, prodotti soprattutto dal tessuto muscolare, hanno effetto vasodilatatore. L'istamina, che

si libera dai tessuti in seguito ad estese lesioni, passando in circolo, provoca un'intensa

vasodilatazione generalizzata, provocando grave ipotensione. Precedentemente abbiamo anche

visto come le callicreine agiscano scindendo i chininogeni in chinine, provocando dilatazione

dei vasi. Le prostaglandine PGA e PGE provocano vasodilatazione, mentre la PGF provoca

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vasocostrizione; in particolare, la PGE , rilasciata dalla midollare renale, antagonizza localmente

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l'effetto vasocostrittore dell'adrenalina e dell'angiotensina. L'ossido nitrico NO (monossido di

azoto) è un gas sintetizzato a partire dall'arginina per mezzo di un enzima presente nelle cellule

endoteliali (eNOS); quest'enzima viene attivato dall'acetilcolina, dalla bradichinina,

dall'istamina, dall'ATP e dalla serotonina; tramite attivazione del cGMP determina

vasodilatazione; i farmaci che riducono la rimozione del cGMP (VIAGRA, CIALIS), inibendo la

fosfodiesterasi-5, sono utilizzati nella terapia delle disfunzioni erettili, ma hanno effetti

collaterali anche cardiaci. Le endoteline sono peptidi di 21 aminoacidi ad effetto vasocostrittore;

sono in grado di aumentare la pressione arteriosa; hanno anche effetto cronotropo ed inotropo

positivo.

Oltre alle sostanze rilasciate dall'endotelio e dai tessuti, in alcuni distretti (parte inferiore del

corpo) il controllo locale si realizza anche grazie all'autoregolazione miogena del calibro delle

arteriole. Un aumento della pressione provoca distensione delle arteriole, apertura dei canali per

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il Ca nella membrana della muscolatura liscia e quindi contrazione. Permette di mantenere un

flusso normale anche se aumenta notevolmente la pressione transmurale; è importante nel

mantenere la pressione nei capillari della parte inferiore del corpo quando si passa dalla posizione

supina a quella eretta.

CONTROLLO DEL SISTEMA CARDIOCIRCOLATORIO

Si distinguono due meccanismi di controllo del sistema cardiocircolatorio: i meccanismi a breve

termine, mediati dal sistema nervoso vegetativo e dalle catecolamine surrenaliche, ed i

meccanismi a lungo termine, mediati dall'ADH (ormone antidiuretico o vasopressina),

dall'angiotensina e dall'aldosterone.

I meccanismi a breve termine originano nei centri nervosi bulbari. Una sezione dell'asse

cerebro-spinale al livello inferiore del bulbo provoca una grave caduta della pressione arteriosa;

questo effetto non si osserva se la sezione è effettuata cranialmente al bulbo; ciò significa che i

centri nervosi che controllano la pressione arteriosa si trovano nel bulbo; in particolare sono

localizzati nel pavimento del IV ventricolo e si estendono fino al margine inferiore del ponte;

controllano sia la funzione cardiaca che la vasomotilità. Il centro inibitore corrisponde al nucleo

ambiguo e al nucleo motore dorsale del X; un amento del tono parasimpatico cardiaco

(diminuzione gittata cardiaca), provoca diminuzione della pressione arteriosa. Il centro cardio-

vasomotore corrisponde al bulbo ventrolaterale rostrale; attiva i centri midollari

dell'ortosimpatico, aumentando il tono ortosimpatico cardiaco (aumento gittata cardiaca e

tono arteriolare), con conseguente aumento della pressione arteriosa; il bulbo ventrolaterale

rostrale è inibito dal bulbo ventrolaterale caudale. I neuroni del bulbo ventrolaterale rostrale

hanno attività spontanea (pacemaker) e sono quindi responsabili del tono vasale. Le

informazioni che dalla periferia arrivano ai centri bulbari sono di natura barocettiva (i più

importanti), volocettiva e chemiocettiva. I barocettori sono recettori sensibili alla distensione

dei vasi arteriosi; sono arborizzazioni nervose presenti nel connettivo dell'avventizia e nella

muscolatura liscia della media dell'arco aortico e del seno carotideo; dai barocettori dell'arco

aortico partono fibre afferenti decorrenti lungo il X, mentre dai barocettori del seno carotideo

parte il nervo di Hering, ramo del IX. Presentano canali ionici sensibili allo stiramento; nelle

fibre afferenti non si registrano potenziali d'azione per valori pressori inferiori a 50 mmHg; per

valori compresi tra 80 e 120 mmHg, la sensibilità alle variazioni è massima; per valori pressori

maggiori, la sensibilità alle variazioni si riduce. Sono fasici (si adattano); nell'ipertensione

cronica, la frequenza di scarica nella fibra afferente è uguale a quella di un soggetto normoteso.

Un aumento pressorio nelle arterie provoca distensione dell'aorta e delle carotidi comuni, con

stimolazione dei barocettori, che aumentano la loro frequenza di scarica attivando il nucleo del

tratto solitario del X; l'attivazione di quest'ultimo provoca attivazione del bulbo ventrolaterale

caudale che inibisce il bulbo ventrolaterale rostrale, con inibizione dell'ortosimpatico; inoltre,

l'attivazione del nucleo del tratto solitario del X provoca l'attivazione del nucleo ambiguo e del

nucleo motore dorsale del X (parasimpatico); in definitiva, si ha diminuzione dell'attività

cardiaca e del tono arteriolare, con conseguente diminuzione della pressione arteriosa.

L'occlusione delle carotidi è interpretata dal sistema barocettivo come grave ed improvvisa

ipotensione. Una emorragia