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dimensioni del soggetto(la correlazione migliore è in base alla superficie corporea misurata in

maniera sperimentale). Le variazioni di gittata cardiaca possono essere correlate

proporzionalmente al livello di attività metabolica dell'organismo(consumo di ossigeno). Questo

avviene con una stimolazione ortosimpatica.

Lezione 15/04

Il flusso della coronaria destra durante la fase di contrazione non subisce un particolare

discostamento dalla pressione aortica a causa della parete sottile. Diversamente la coronaria di

sinistra, subisce una compressione meccanica da parte della muscolatura sinistra. Il flusso è

impedito maggiormente nei rami subendocardici durante la contrazione isometrica. La fibra

muscolare cardiaca è più piccola di quella scheletrica con una rete capillare che consente una più

efficiente irrorazione. Nel circolo coronarico è molto importante la regolazione chimica basata

sul consumo di ossigeno: l'adenosina è importante per la regolazione del flusso ematico di tutti

gli organi ma in particolare del muscolo cardiaco. Nella maggior parte dei distretti è presente

l'ortosimpatico che controlla il calibro arteriolare; nel muscolo cardiaco vi è anche la

stimolazione parasimpatica. A livello cardiaco una stimolazione continua dell'ortosimpatico

registra un aumento dell'attività metabolica del cuore con produzione di adenosina e conseguente

vasodilatazione ed aumento del flusso. La stimolazione vagale riduce la frequenza cardiaca ed

aumenta il flusso coronarico(rilascio della muscolatura atriale). Il fattore più importante per la

determinazione della pressione diastolica è il valore delle resistenze periferiche(la velocità della

caduta pressoria). Di conseguenza una vasocostrizione/vasodilatazione periferica, influenza

pesantemente la pressione diastolica. Tale pressione è anche influenzata dalla frequenza cardiaca.

In vasi con pareti non perfettamente elastiche si avrà una variazione di pressione variabile a

seconda dell'effettivo volume del vaso. La pressione media è la pressione presente mediamente

nelle arterie nel tempo(occorrerebbe ottenerla per integrazione). Nella pratica PM= PD + 1/3(PS

+ PD). In caso di stenosi aortica si riduce il volume di eiezione con un maggior dispendio da

parte del cuore. Si avrà un valore più basso di pressione massima. INvece, nell'insufficienza

aortica, si avrà sia un'innalzamento della

1sistolica che un abbassamento della diastolica(si ha una chiusura errata della valvola aortica che

consente un reflusso). Le variazioni di pressione tra aorta e altre arterie sono marcate tanto più le

rilevazioni sono distanti: man mano che ci si allontana dal cuore, la differenza tra diastolica e

sistolica aumenta. La variazione delle ampiezze è dipendente da fenomeni di risonanza ed alla

composizione della parete arteriosa. Il principio utilizzato per la misurazione della pressione può

essere diretto o indiretto: il diretto prevede la misurazione invasiva tramite l'introduzione di un

catetere. Questo metodo deve prevede un trasduttore meccanico della pressione che verifica la

differenza di pressione tra interno ed esterno. Più praticamente la pressione di misura con metedo

indiretto che misura la pressione fuori dal vaso consentendo di verificare la pressione massima e

la pressione minima. Lo strumento utilizzato è lo sfigmomanometro. Il principio base per il quale

noi riusciamo a sentire rumore è il passaggio da flusso laminare a turbolanto con emissione di

rumore. A seconda della distensione del vaso si ha la distribuzione sanguigna e per questo il 70%

del sangeu si trova a livello venoso.

Lezione 16/04

Il fluido compie un moto(flusso) in seguito a differenza di energia totale data dalla somma di

energia presoria ed energia cinetica. La resistenza per il sangue circolante dipende dalla viscosità

del fluido, dalla lunghezza e dal raggio del condotto ed anche da fattori geometrici. in particolare

il raggio ha grande influenza(potenza alla 4). Siccome il flusso percorre contemporaneamente

tutti i vasi in una disposizione in parallelo, la resistenza diventa progressivamente minore. Per

conoscere la resistenza totale del circuito, occorre applicare l'analoga formula della legge di Ohm

R= deltaP/F. deltaP è circa 100 ed F 5l/min. Di conseguenza la R corrisponde a 29mmHg/l/min.

Per il circolo pomonare varia la deltaP che risulta circa 15 con una R di circa 3-4. La R risulta

quindi di circa 1/5 rispetto al cicolo sistemico. Per quanto riguarda i vari segmenti, le arterie non

offrono una grande resistenza(4), le arteriole, viceversa, tramite i meccanismi di vasocostrizione,

hanno una resistenza uguale a 10. Di fatto le arteriole contribuiscono per circa la metà della

resistenza totale. Nei distretti capillari e vene troviamo una resistenza uguale a 3. Nel circolo

polmonare non esistono vere e proprie arteriole con un calo graduale della pressione. Ogni

distretto corporeo va considerato come una resistenza a parte e tali resistenza vanno messe in

parallelo. A seconda del grado di attività metabolica di quell'organi si avrà una certa dilatazione

arteriolare con una conseguente perfuzione elevata. Per esempio il cuore ha una perfuzione

molto ampia nonostante le dimensioni e stessa cosa per il cervello. Di contro il muscolo

scheletrico, in condizioni di riposo, ha una perfuzione molto bassa(i capillari vengono reclutati

con l'attività muscolare). In ogni caso con aumento di attività metaboica, si hanno diverse

variazioni di diversi distretti. La viscosità si può intendere come la resistenza di scorrimento di

due lamine di liquido; sia gli elementi corpuscolati che le proteine aumentano le interazione tra

lamine aumentando la viscosità: la viscosità del sangue, seppur influenzata dall'ematocrito, è di

circa 4 volte quella dell'acqua. Nel passaggio nei capillari il glubulo rosso si deforma, vi sono

poche lamine e si riduce la viscosità. La viscosità si esprime relativamente alla viscosità

dell'acqua. Possiamo porre che la resistenza sia unicamente proporzionale alla viscosità ponendo

costante lunghezza e dimensione del tubo. La viscosità si misura tramite il viscometro. Anche

con piccoli aumenti dell'ematocrito si ha un grande aumento di viscosità e quindi della resistenza

generale con un lavoro supplementare del cuore. Oltre all'ematocrito la viscosità può essere

influenzata dalla temperatura.

Lezione 19/04

Le cellule muscolari lisce sono unite sia dal punto di vista meccanico che da quello

elettrofisiologico. Esistono due tipi di muscolo liscio: multiunitario(più diffuso) ed unitario. Le

proteine contrattili non variano rispetto agli altri tipi di muscolo. Il controllo del muscolo liscio

può essere ormonale o nervoso. Sia la forza generata che la velocità di contrazione sono inferiori

al muscolo striato. L'innervazione da parte del sistema nervoso autonomo si verifica solo in

alcuni punti della lamina(l'impulso si propaga velocemente). Il neurotrasmettitore principale è la

noradrenalina(pareti vasali). Questa molecola innalza la concentrazione intracellulare di calcio. Il

parasimpatico ha una scarsa importanza nel tono del muscolo liscio vascolare(tranne alcuni casi

come le coronarie). Alcuni ormoni che stimolano la contrazione muscolare sono anche

neurotrasmettitori. Per la depolarizzazionedelle cellule vicine si utilizzano canali per il calcio

voltaggio dipendenti. L'effetto finale è la formazuione del complesso Ca-calmodulina che togli

l'inibizione ed attiva le teste innescando il meccanismo di contrazione. Il Ca viene tolto dalla

cellula consumando energia utilizando pompe ATPasiche. I ponti della miosina sono disposti

nell'intera molecola ed hanno disposizioni differenti. Questo si riflette funzionalmente in due tipi

di contrazione: fasica e tonica. Nella tonica si ha un mantenimento a lungo dello stato di

contrazione. Questa tipologia è tipica degli sfinteri che garantiscono una contrazione tonica con

ridotto consumo di ossigeno. Altro esempio sono i muscoli arteriolari(contrazione parziale). A

seconda della tipologia di recettori adrenergici presenti su un determinato muscolo si avrà una

reazione differente ad una stessa stimolazione. Il tessuto liscio di alcune sedi ha un potenziale di

automatismo tramite delle oscillazioni del potenziale autoritmiche. Il sistema vascolare è

stimolato essenzialmente dalla noradrenalina che in questa sede, ha effetti sui recettori alpha.

L'ormone adrenalina, invece, ha effetti sia sui recettori alpha che sui recettori beta. I recettori più

rappresentati sulla muscolatura arteriolare sono gli alpha 1 e consentono la contrazione.

L'adrenalina agisce soprattutto sui beta2. La stimolazione dei beta2 porta ad un rilasciamento del

muscolo. La risposta definitiva del muscolo è in funzione della proporzione tra i due recettori.

Per esempio la muscolatura liscia delle vie aeree ha prevalentemente beta2 con conseguente

rilassamento con stimolazione ortosimpatica. A livello cardiaco i beta1 sono stimolatori positivi

della forza di contrazione e del ritmo cardiaco. Alcuni tessuti muscolari vascolari sono in grado

di generare automomamente onde lente che se raggiungono la soglia causano una contrazione

proporzionale al periodo di depolarizzazione. La noradrenalina incrementa questo fenomeno.

Alcune cellule muscolari lisce con un accoppiamento farmaco-meccanico possono contrarsi

senza potenziale d'azione. Il controllo del tono dele arteriole fa variare la pressione pre-capillare

mentre il tono delle vene la pressione post-capillare e capacità venosa. In alcuni capillari sono

presenti cellule muscolari che possono variare la capacità di scambio(pericicliche). Tra i fattori

locali di controllo del tono muscolare vi sono fattori locali come prostaglandine, temperatura e

PO2(un aumento della pO2 causa una vasocrostrizione). La renina da un'importante

vasocostrizione. L'ormone ADH, ha sia un effetto di vasocostrizione che un effetto

renale(aumenta il riassorbimento di acqua). Invece, l'effetto vasodilatatorio lo hanno l'adrenalina,

l'endotelina ed istamina negli ormoni. Solo in alcuni distretti(ghiandole salivari, testicolim e

muscolatura vascolare cardiaca), vi è una stimolazione parasimpatica. Tra i fattori locali vi è

l'adenosina, il potassio ecc. A seguito di aumento pressorio a livello di organo, si dovrebbe

riscontrare un aumento di flusso. In realtà questo fenomeno avviene per pochi istanti con una

riduzione del calibro del vaso con il risultato che il flusso si ridurrà addirittura sotto il valore

normale. IN questo modo, il flusso rimane costante anche con sbalzi pressori(sia positivi che

negativi). Questo avviene per assicurare un regolare scambio di liquido a livello capillare. Tale

fenomeno si osseerca anche con la differenza di pressione idrostatica che viene controllata nei

distretti inferiori per evitare edemi.

Lezione 20/04

Nel muscolo che sta contraendosi ritmicamente si prevede un flusso che presenta continue

oscillazioni(intermittenza). Questo provoca anche l'alterazione di flussi anterogradi e retrogradi.

La produzione di ossido nitrico a livello muscolare viene stimolata dallo stesso

neurotrasmettitore che causa la contrazione(oltre che dalla stessa pressione a livello endoteliale).

se si inibisce la prodizione di ossido nitrico tramite particolari sostanze, il flusso diminuisce.

Altro fattore improtante nel corso dell'allenamento è il rimodellamento muscolare con un

progressivo allenamento si ha una modificazione della parete vascolare con aumento del calibro

vascolare(oltre ad un aumento dell'irrorazione vascolare). Il flusso è maggiore in un muscolo

allenato. L'iperemia attiva si manifesta quando viene ostruito il vaso e poi viene rimossa

l'occlusione: questa è dovuta all'istaurarsi in periodi di ischemia di fenomeni che inducono

vasodilatazione(si abbassa la pO2 e si accumula CO2). La vasodilatazione si evidenzia anche in

corrispondenza di una lezione cutanea: alcune sostanze come la serotonina vanno a stimolare i

nocicettori. L'assone ha diramazioni laterali attraverso le quali il potenziale torna per via

retrograda e stimola i mastociti(che rilasciano istamina che provoca vasodilatazione) o

direttamente la muscolatura vasale. il mediatore è la sostanza P. La noradrenalina ha uno spiccato

effetto vasocostrittore mentre l'adrenalina ha un potere minore. Alla somministrazione di queste

sostanze subentrano meccanismi compensatori con stimolazione con noradrenalina, si aumenta la

pressione diastolica e di conseguenza si avrebbe riduzione del volume di eiezione, intervengono

successivamente meccanismi compensatori. I capillari sono i distretti in cui avvengono gli

scambi. Il diametro all'estremo venulare è più ampio(6um) rispetto a quello arteriolare(5,5um).

Maggiore è la densità di capillare maggiori sono gli scambi. In condizione funzionale la

membrana non consente il passaggio di soluti idrofobi ma la barriera composta dalle cellule

endoteliali, consente il passaggio di tutte le sostanze eccetto le proteine. L'endotelio può avere

permeabilità variabile: nel distretto cerebrale si ha la permeabilità minima con giunzioni serrate;

il capillare muscolare è intermedio. Il passaggio di sostanze può essere intercelulare o

intracellulare tramite vescicole(acqua in particolare tramite le acquaporine). Le proteine possono

essere trasportate mediante un processo di transcitosi. Il glicocalice è presente a investire tutte le

superfici compresi gli spazi intercelluali. la percentuale di acqua rispetto al peso è 60% nella

femmina e 80% nel maschio. Il volume di liquido viene controllato prevalentemente dai reni ma

anche dall'epitelio, dai polmini e dall'apparato gastrointestinale. Il flusso attraverso lo strato

capillare è indicato dalla permeabilità indicata con la conducibilità idraulica. QUesta può essere

influenzata dalle differenze di pressione e dalle differenze di pressione osmotica. La permeabilità

di una data membrana è considerata in base ad un parametro che consente di identificare la reale

pressione osmotica. La pressione colloide-osmotica rappresentata dalle proteine è circa

20mmHg. Tenendo presente che il flusso di liquido è mmosso da due forze(idraulica e osmotica),

e anche dalla differenza colloide-osmotica derivata dalle proteine plasmatiche, la pressione

interstiziale diventa addirittura negativa. Ad un certo punto del capillare, con la diminuzione

della pressione idraulica si avrà un rientro di liquido.

Lezione 22/04

L'acqua interstiziale è intrappolata nelle maglie della trama dell'interstizio. La pressione negativa

caratteristica dell'interstizio è determinata dalla stessa struttura. Il sistma linfatico ha un continuo

ruolo di rimozione del liquido interstiziale. La misurazione della pressione interstiziale è

difficoltosa a causa della sua densità. E' possibile identificare la pressione facendo aumentare la

pressione colloide-osmotica del plasma con somministrazione di destroni e verificando il

riassorbimento(misura imprecisa -2 / -5). Normalmente il volme di liquido intestiziale è 12 litri e

per diminuire tale volume occorre operare un grande lavoro(variazioni di pressione). Se il valore

pressorio viene aumentato quanto basta per alterare la configurazione delle maglie della matrice

e la sua attrazione con l'acqua, la pressione successivamente si fa aumentare molto

facilmente(formazione di edema). Un fattore di successo dell'edema è che la pressione

dell'edema stesso impedisce l'ulteriore progredire. I segmenti linfatici possiedono cellule

muscolari lisce che reagiscono con la contrazione impedendo il reflusso Il segmento successivo

presenterà cellule muscolari più dense ed effiienti che reagiscono sempre allo stiramento. Nei

linfatici pleurici non sono presenti muscolari ma lo svuotamento è influenzato dalla respirazione.

Il flusso linfatico si modifica con la pressione interstiziale. Il flusso linfatico aumenta

notevolmente con piccole variazioni di pressione(quando viene raggiunto un plateau e non

aumenta più il valore di flusso). Le proteine del plasma sono 70g/l; nel liquido interstiziale se ne

hanno invece 20-30g/l. La membrana endoteliale non è del tutto selettiva e lascia passare 10g/h.

Questi grammi sono recuperati dalla linfa. I soluti possono spostarsi per tre meccanismi: fluido

di acqua tra cellule endoteliali, flusso diffusionale e trasporto attivo.

Lezione 23/04

La diffusione può avvenire o attraverso proteine o attraverso la membrana stessa. Attraverso la

membrana avviene un fluido diffusionale: si tratta di un flusso bidirezionale ma il flusso

rappresenta la somma vettoriale dei due flussi. Il flusso è funziona della forza spingente che lo

conduce e del coefficiente di permeabilità. La legge che regola il processo diffusionale è la legge

di Fick: si ha una funzione in base al coefficiente di diffusione derivato dall'energia cinetica della

molecola e degli attriti che la molecola incontra(viscosità). L'energia cinetica e la viscosità

dipendono(inversamente) al peso molecolare(forma) del soluto. Inoltre il numero di moli che

attraversa la superficie è funzione dell'area ed anche dello spessore della membrana. I soluti

idrofili per attraversare la membrana necessitano di canali. In questo caso l'area in cui può

avvenire diffusione sono i pori. Il traportatore che attua la diffusione facilitata necessita

comunque di un gradiente di concentrazione. Il trasportatore è soggetto ad inibizione competitiva

ed anche alla cinetica di saturazione. La diffusione del glucosio è un esempio di diffusione

facilitata. Il trasporto attivo richiede energia: il primario va contro gradinte di

concentrazione(Na/K). Il SERCA nel muscolo cardiaco, pompa attivamente calcio nel reticolo

sarcoplasmatico dopo la contrazione; il secondario prevede sfruttamento del trasporto secondo

gradiente di una seconda sostanza(glucosio dal lume intestinale SGLT-1(come il sodio/glucosio).

Alivello periferico tutti i soluti passano attraverso le giunzioni endoteliali escluse le proteine. Il

trasporto attivo di acqua vi può essere se accoppiato ad altri soluti o tramite la via

endocitaria(vescicola) transepiteliale Il processo endocitotico è mediato da un recettore che

riconosce una determinata molecola proteica.

Lezione 27/04

In un tessuto che lavore le esigenze energetiche dela cellula vengono soddisfatte da un'aumentata

perfusione e un'aumentata estrazione del glucosio condiziona da un particolare gradinete. I

muscoli respiratori determinano variazioni della parete toracica che vengono seguite da

variazioni volumetriche polmonari. La ventilazione è il volume d'aria che in un minuto entra nei

polmoni. In un soggetto adulto il volume corrente è di circa 500ml(una inspirazione). Questo

valore va moltiplicato per la frequenza(15) e si ottiene il valore totale di circa 7l e mezzo. A

livello alveolare giunge un volume inferiore di aria: dei 500ml, 150 si fermano nello spazio

morto anatomico. Nel nostro apparato respiratorio sono contenuti 3l d'aria ed ad ogni atto

respiratorio ne viene cambiato il 10%. Il parametro più rilevante è la ventilazione alveolare. Vi è

una quasi corrispondenza tra ventilazione(5200ml/min) e perfusione(5l/min). Non tutti i capillari

sono pervi in condizione di riposo. Il percorso diffusionale dei fas compende due strati di plasma

oltre chea membrane. Il flusso di un gas dipende dalla differenza di pressione parziale e dalla

solubilità(alpha). La CO2 per esempio, ha una pressione parziale minore rispetto all'O2 con una

medesima quantità. La pO2 atmosferica è circa 150mmHg(un pò meno di 21% di 760mmHg).

Con l'altitudine la pO2 si riduce nonostante la composizione dell'aria sia sempre la medesima. La

CO2 nell'aria è circa 0. In un ciclo respiratorio si inalano 500ml ma il volume di aria che entra

negli spazi alveolari comprende una quota di aria residua da un ciclo precedente(spazio morto

anatomico) e aria fresca. Per questa ragione il valore medio di pO2 a livello polmonare è circa

100mmHg. Stessa cosa per pCO2 che nell'aria alveolare ha un valore di circa 40mmHg. Nel

transito nelle vie aeree, l'aria viene saturata da vapore acqueo(pH2O 47mmHg). Il valore della

pressione totale a livello alveolare è uguale a quello atmosferico. a livello capillare prima dello

scambio si ha una pO2 di 40mmHg e pCO2 46mmHg. Ne deriva un gradiente per l'ossigeno di

60mmHg e della CO2 di 6mmHg. Il processo di diffusione dell'ossigeno è cosi rapido che

l'equilibrio si raggiunge in un attimo(è quindi un sistema limitato dalla diffusione). Ne consegue

che dopo lo scambio, a livello di vene polmonari, la pO2 sarà di 95mmHg e pCO2 40mmHg.

Questi valori si possono modificare in base alle condizioni dell'individuo. La pO2 minima per

l'attività delle cellule è di 16mmHg. La pO2 e pCO2 possono essere misurate tramite l'espirato.

Occorre tener presente che i primi 150ml di aria espirata è uguale a quella ambientale poichè

residua degli spazi morti anatomici. Occorre quindi considerare il plateau successivamente

raggiunto. Con un aumento della pressione dei capillari polmonari(scompenso cardiaco sinistro),

si avrà una fuoriuscita di liquido prima nell'interstizio(edema interstiziale) e poi

nell'alveolo(edema alveolare). Questi fattori rendono più lenta la diffusione. Nell'enfisema

polmonare si ha la distruzione di setti alveolari. Anche in questo caso la pO2 non riesce a

mettersi in equilibrio con quella alveolare. Uno scambio irregolare si può avere anche con

barriera perfetta e pressioni parziali di O2 inferiori(altitudine). Questo si riflette in definitiva sul

ridotto gradiente di O2.

Lezione 29/04

La diffusione di un gas dipende dal coefficiente di diffusione (influenzato dal peso molecolare) e

dalla solubilità del gas nel fluido. IN particolare con la legge di Fick possiamo semplificare le

costanti delle proprietà intrinseche del gas e dei vasi polmonari con DlO2(capacità di diffusione

polmonare). Questa caratteristica rimane costante per un dato paziente. La seconda parte della

legge di Fick è riferita alla pressioni parziali di O2 e CO2, valori che si possono modificare.

Esistono relazioni tra volume di O2 dei capillari(ventilazione alveolare) e pressione parziale

ematica di O2. Il consumo di ossigeno dell'organismo è di circa 250ml/min. Questo è garantito

da una ventilazionedi 5l/min. COn una ipoventilazione si ha uno stato ipossiemico molto

repentino; viceversa aumentado la ventilazione è molto difficile aumentare la pO2. Con un

aumento dell'attività fisica occorre una maggiore attività ventilatoria(a causa di un calo dell'O2

nel sangue arterioso). Stessa cosa vale per la CO2 con un'ipoventilazione di ha un aumento

repentino della pCO2. L'affinità dell'emoglobina per l'ossigno oltre che dalla pO2 è influenzata

da altri fattori. Quindi nel passaggio attraverso i tessuti non solo si ha uno spostamento della

curva dell'emoglobina in base alla pO2 ma anche ad altri fattori prodotti localmente. Lo scambio

di ossigeno dei tessuti è in definitiva attribuibile all'avidità dell'emoglobina. Il monossido di

carbonio è legato con avidità molto superiore rispetto alla CO2. La presione parziale di CO

rimane quasi 0 poichè subito sequestrato dall'emoglobina.

Lezione 30/04

In un soggetto di corporatura standard nei polmoni rimane circa 1l di volume residuo. Durante

un'inspirazione massimale, il movimento del diaframma è molto ampio. Con una manovra

inspiratoria massimale, si ha un volume complessivo di 5l. Il volume medio si fissa intorno a 3l.

I 3l rappresentano il volume residuo ed il volume di riserva dell'espirazione. Oltre il volume

standard si entra in un volume di riserva inspiratorio. Il volume corrente è quello inspirato

normalmente. Tranne il volume residuo, gli altri volume si possono modificare. Con uno

spirometro non si riesce a misurare il volume residuo ma unicamente gli altri volumi. Il volume

corrente vale circa mezzo litro. Se si richiede al soggetto di eseguire un'inspirazione forzata

seguita da un'espirazione forzata si ritrova la capacità vitale. Il pneumotacografo sostituisce lo

spirometro e misura non il volume ma il flusso espiratorio(il flusso deve essere laminare). Ad

una certa differenza di pressione corrisponde uno stesso flusso. Quando l'esercizio muscolare

aumenta, aumenta l'attivazione dei muscoli espiratori con deformazione del sistema a riposo ed

utilizzazione dei volumi di riserva di inspirazione ed espirazione. La regolazione è affidata a

meccanismo omeostatici in base a pH ematico, trattati da motoneuroni somatici. Durante

l'espirazione si ha una contrazione dei muscoli costrittori per consentire uno svuotamento più

lento del polmone. La pressione pleurica non può essere misurata direttamente ma occorre fare

una misurazione transesofagea. Tra i muscoli inspiratori sono presenti muscoli principali ed

accessori. Tra i principali vi è il diaframma, gli scalini, muscoli parasternali(intercostali vicino

allo sterno). Tra gli accessori vi sono per esempio i pettorali. Tra gli espiratori vi sono i muscoli

larghi dell'addome con compressione del diaframma e relativa compressione del polmone. VI

sono anche gli intercostali interni. I motoneuroni sono raggiunti ritmicamente da impulsi

provenienti dal tronco encefalico. I motoneuroni ricevono anche il fascio piramidale con il quale

possiamo impartire ordini volontari.

Lezione 03/05

Il diaframma non determina unicamente una espansione verticale ma anche orizzontale per

accomodare più volume possibile. L'espirazione è normalmente un atto passivo ma se si attivano

i muscoli espiratori si ha un'espirazione attiva(addominali, intercostali interni, trasverso). Il

polmone segue movimenti della gabbia toracica nonostante non sia in diretto contato: il liquido

pleurico mantiene una pressione subatmosferica nella cavità pleurica che consente uno

scivolamento ma non uno scollamento. Lo spessore è circa 10um(spazio pleurico) e vi sono dei

punti dove avviene un contatto tramite villi. Nella pleura parietale sono presente degli stomi

linfatici in comunicazione con i linfatici. Nella viscerale non vi è contatto diretto ma vi sono dei

linfatici nell'interstizio. Il liquido pleurico è continuakente ricambiato e si forma per filtrazione. I

meccanismi di riassorbimento sono più efficaci di quelli di filtraggio ma l'azione viene ostacolata

dai microvilli. Anche attraverso gli stomi linfatici si può drenare il liquido pleurico. Un altro

meccanismo è quello accopiato ai trasporti di soluti. Inoltre esiste un sistema di trasporto

vescicolare accompagnato da proteine.La pressione pleurica di superficie rappresenta una

pressione media con valore negativo intorno ai -4/-5 mmH2O. a pressione del liquido pleurico è

invece -10mmH2O. Il polmone a volume funzionale, circa 3l, mantiene(cerca) un volume

toracico inferiore al normare; contrariamente la gabbia toracica tende ad aumentarlo. Questo

determina un'ulteriore flessione della pressione del cavo pleurico. Il volume non varia quando le

due forze si equivalgono e questo accade quando il polmone ha volume residuo. Quando si ha

penetrazione di aria nel cavo pleurico si genera un pneumotorace con espansione emilaterale del

torace e collasso polmonare. Il volume residuo consiste nel fatto che i piccoli condotti si

chiudano prima degli alveoli e per questo rimane aria negli alveoli. Tutti gli alveoli sono rivestiti

da un velo di liquido con una tensione superficiale che tenderebbe a chiudere tutti gli alveoli(si

oppone all'espansione polmonare). Per evitare il problema è presente un surfattante che tende a

ridurre la tensione superficiale del liquido. Oltre a questo è presente una serie di fasci che

dall'esterno penetrano il polmone per inserirsi nelle vie aeree. Gli alveoli sono collegati tra loro

da molto connessioni(pori) atte alla stabilizzazione della struttura.

Lezione 06/05

La pressione pleurica polmonare varia a seconda dell'altezza a cui si rileva: nelle parti basali a

causa del minor volume alveolare, si osserva una pressione pleurica meno negativa. Il dettaglio,

questo dipende dalla forza di retrazione alveolare. L'aria inspirata andrà prevalentemente negli

alveoli dela base polmonare essendo meno espansi(quelli già espansi si espandono ancora molto

difficilmente). In conseguenza anche la ventilazione è maggiore agli apici. Questo fatto si riflette

sui differenti valori di pO2 e pCO2. IN rapporto a perfusione e ventilazione, le basi sono

ipoventilate mentre gli apici sono iperventilati. Gli alveoli degli apici tendono ad avere la stessa

composizione dell'aria ambiente. Nel polmone il muscolo liscio dei vasi polmonari risente dela

pO2 in maniera inversa rispetto ai tessuti periferici: in caso di ipossia, si ha una vasocostrizione.

Questo serve per evitare una dispersione di sangue in casi di alveoli mal ventilati o non ventilati.

COn questa esclusione dal circuito si ottimizza lo scambio di gas evitando che una quota di

sangue non scambi. La somma delle aree delle varie vie aeree va in aumento man mano che si va

in profondità nell'albero bronchiale. Nell'ultima tappa delle vie aeree, a causa di un aumento

complessivo delle sezioni, l'ossigeno diffonde autonomamente verso le zone a minor

concentrazione(la velocità di diffusione supera quella del flusso). Se si respira attraverso la

bocca, la resistenza cala di circa la metà. Nell'apparato respiratorio il tipo di flusso è un misto tra

laminare turbolento. SGAW rappresenta la conduttanza specifica delle vie aeree. Per la corretta

misurazione occorre somministrare un blando dilatatore per evitare falsamento dell'esame con

costrizioni reversibili. Per verificare se un soggetto è asmatico si somministrano broncocostrittori

a dosaggi progressivamente maggiori(una maggiore sensibilità al farmaco indica un individuo

asmatico). Il meccanismo di regolazione nervoso è l'inverso di quello vagale a causa della

prevalenza di recettori beta2: il parasimpatico provoca broncocostrizione; l'ortosimpatico

broncodilatazione. Il normale tono dipende da un bilanciamento tra i due sistemi. L'asmatico ha

la muscolatura liscia sensibile ad una certa sostanza che la fa contrarre. L'istamina chi viene

rilasciata dalle mastcellule causa vasodilatazione e broncocostrizione. La resistenza delle vie

aeree dipende dal tono, dal flusso e dal volume complessivo.

Lezione 07/05

Nei pazienti con patologie ostruttive gli alveoli vengono perfusi differentemente a seconda della

restrizione del canale che li serve. A causa dell'aumento della resistenza l'ingresso dell'aria è più

lento ma a frequenza normale, il soggetto non ha problemi; con frequenza aumetata, l'alveolo

con canale ostruito presenterà riempimento solamente parziale. Questo si riflette su un minor

volume polmonare e quindi una ipoventilazione. Nel caso di un esercizio muscolare si ha

un'attivazione dell'ortosimaptico con broncodilatazione. Questa attivazione comporta anche un

aumento delle catevolamine a causa dell'attivazione della midollare del surrene. Altro aspetto

dell'esercizio fisico è l'aumento del consumo di ossigeno; oltre una certa intensità di esercizio il

consumo di ossigeno non aumenta più con il subentrare di fonti energetiche anaerobie. Il

massimo consumo di ossigeno dipende dalla quantità di ossigeno utilizzato a livello muscolare,

sistema circolatori ed efficienza del sistema respiratorio. Da un certo valore di lavoro in poi la

ventilazione tende ad aumentare più della reale necessità. Nel momento in cui inizia l'esercizio

muscolare, si ha un repentino aumento di ventilazione innescato da segnali nervosi provenienti

dalle articolazioni(propriocettivi) e segnali discendenti motori che vengono contemporaneamente

smistati ai centri bulbari e pontini. Dopo la prima salita della ventilazione si ha un valore di

stabilità(che può permanere per ore durante l'esercizio). Questo livello viene garantito dai

chemocettori che percepiscono l'abbassamento del pH a livelo di sangue arterioso e l'aumento

della potassiemia.Per andare a regime occorre far passare almeno un paio di minuti: in questo

tempo si attivano le reazioni ossidative passando prima dalla fosfocreatina e dalla glicolisi

anaerobia. Nei primi stadi, l'ossigeno utilizzato è quello legato ala mioglobina. A riposo, il

muscolo preleva circa il 20% della gittata cardiaca. La percentuale sale notevolmente durante

l'esercizio fisico mentre si riduce la perfuzione dei visceri. La cute assume invece una perfuzione

maggiore per motivi di termoregolazione anche se con esercizi molto intensi, il muscolo rinuncia

a termoregolare(a discapito della temperatura corporea). L'aumento della gittata cardiaca è dato

da aumento del volume di eiezione ed aumento della frequenza. La pressione sistolica aumenterà

e dovrebbe aumentare anche la resistenza periferica vasale per una stimolazione

ortosimpatica(aumento pressione diastolica), ma per fenomeni locali(NO, adenina ecc.), si ha

una vasodilatazione variabile in base alla tipologia di esercizio.

Lezione 10/05

Il quoziente respiratorio oscilla tra 0,7 e 1 ma certe volte può anche essere superiore a

1(metabolismo anaerobio). Il consumo di ossigeno rappresenta la potenza

metabolica(energia/tempo). Man mano che il consumo di ossigeno aument il lavoro ha sempre

un valore minore poichè a seconda dell'intensità del lavoro vi sarà più o meno riserva di energia.

Vi sono a tal proposito delle zone limite al di sotto dele quali è possibile il lavoro. Quando

l'intensità dell'eservizio aumenta si ha anche un incremento del quoziente respiratorio. Il

consumo di O2 per una persona sedentario è di 40ml/Kg/min al massimo(il valore massimo si

ottiene dai 17 ai 30 anni). I massimi consumi si ossigeno si osservano negli sciatori di fondo a

causa dell'intensità dell'esercizio e della durata(85ml/Kg/min). Le riserve corporee di glucidi

sono 2%(10MJ) mentre i lipidi sono 76%(500MJ). Altri fattori che influenzano il quoziente sono

la gluconeogenesi che fa abbassare il quozioente o la lipogenesi che lo fa alzare(oltre

all'esercizio molto intenso che può far salire il QR sopra a 1). Durante le reazioni anaerobie si ha

una grande potenza ma con grande produzione di acido lattico. A differenza di una macchina,

l'uomo non ha mai un lavoro meccanico uguale a 0. Il consumo metabolico è differente e meno

costante rispetto ad una macchina. La nostra fonte metabolica è l'ATP che anche se non è in

grande quantità viene continuamente rigenerato. A livello muscolare, nelle prime fasi, questo

rifornimento viene creato dalla fosfocreatina. Quando finisce questa riserva entra in gioco la

glicolisi anaerobia. Per questa ragione la potenza metabolica non ha una salita repentina ma

graduale ed allo stesso modo la discesa. Questo fa rimanere scoperta un'area di energia

metabolica chiamata debito di ossieno; si tratta di un periodo di produzione meccanica senza

l'utilizzo di ossigeno. QUesto deve essere ripristinato tramite l'area del pagamento del debito di

ossigeno utile nel ripristinare almeno le scorte di fosfocreatina. COn esercizi molto intensi

occorre anca smaltire acido lattico(acidosi metabolica). Nella fase di debito di ossigeno si ha una

fase cardio-dinamica con un adattamento della frequenza cardiaca all'esercizio svolto. Un

individuo allenato riesce a rendere più rapida la salita della frequenza cardiaca per garantire una

maggiore perfusione ai tessuti. La fase di plateau del lavoro meccanico rappresenta uno stadio di

consumo aerobio. Il metabolismo aerobico può andare avanti per un periodo molto

lungo(limitato dal sonno se correttamente rifornito). La fosfocreatina è una componente

anaerobica alattacida. A seconda poi dell'intensità dell'esercizio interverrà anche l'anaerobia

lattacida. Il tao indica il tempo di dimezzamento; il tao del fosfageno è 30 secondi mentre quello

dell'acido lattico è 15 minuti. Di conseguenza il dolore muscolare giorni dopo l'esercizio fisico

non è da attribuire all'acido lattico ma alla lesività del lavoro negativo(corsa in discesa). Per la

misurazione del trasporto dei gas si utilizza il tonometro: si costruiscono curve di dissociazione

del sangue per l'ossigeno e per la CO2. Una delle differenza fondamentali tra O2 e CO2 è che la

CO2 non ha teoricamente limite di trasporto mentre O2 ha un limite di saturazione. Quando tutti

i sitid ell'emoglobina sono occupati la saturazione è 100%. Una percentuale di gas è disciolta in

funzione della legge di Henry(solubilità e pressione parziale). La solubilità di CO2 è 5 volte più

elevata rispetto a quella di O2. 0,5ml/100 è la quota di O2 disciolta. Questo va sommato

all'ossigeno legato all'emoglobina ed in totale sono 20ml/100. Questo valore è funzione di una

pressione parziale di 100mmHg.

Lezione 11/05

La concentrazione di ferro nella molecola di emoglobina è del 0,33%. La mioglobina rappresenta

una riserva muscolare di ossigeno. La velocità di associazione e di dissociazione dipendono da

una costante e dal prodotto dei reagenti. La reazione è in equilibrio quando le due velocità sono

uguali. La saturazione della mioglobina dipende dal rapporto tra mioglobina ossigenata e la

somma della mioglobina ossigenata e no. Il volume di saturazione rispetto alla pressione parziale

di O2, rappresenta un'iperbole. Questa rappresenta la curva di dissociazione della mioglobina per

l'ossigeno. A differenza della mioglobina, l'emoglobina è costituita da 4 molecole: il

comportamento è simile alla mioglobina solo per la prima associazione poi sulla base del fatto

che la K sono in base al numero dell'associazione, la curva diventa più ripida. L'andamento è

quindi sigmoide: con una saturazione di Hb uguale al 100% si hanno 20ml di ossigeno trasportati

per 100ml di sangue. La differenza della saturazione dell'O2 rispetto alla CO2 è che la prima,

giunge ad un plateau ed oltre un valore di 100% non si può andare(in quanto la solubilità

dell'ossigeno è troppo bassa o,3g/l a 100pO2). Dalla relazione i possono estrapolare la capacità

dell'Hb(altezza del grafico ad una certa pO2). Si misura in valore assoluto in mmO2.L'affinità

graficamente rappresenta la pendenza della tangente in un determinato punto. L'affinità

rappresenta la capacità di assumere ossigeno peruna particolare variazione di pO2. La curva di

dissociazione dell'emoglobina, può variare in base a temperatura, pH, altitudine, pCO2. Questi

fattori portano ad un cambiamento di pendenza della curva(spostamento della curva). Le curve si

costruiscono sperimentalmente con il tonometro. Il CO2 sulla curva dell'Hb genera due effetti:

effetto della CO2 come tale ed effetti Bohr. La CO2 non si attacca direttamente all'eme ma ai

residui amminici dell'Hb. Con questo legame cambia la conformazione e l'ossigeno perde affinità

liberandosi dala molecola di Hb. Questo porta ad un maggior rilascio di ossigeno con più CO2(la

saturazione sarà inferiore per una uguale pO2 con spostamento a destra della curva). Il secondo

effetto, l'effetto Bohr, prevede la riduzione dell'emoglobina. L'HbO2 è un acido leggermente più

forte di HbH per cui in presenza di H+, HbH tende a liberare l'ossigeno. Anche in questo caso si

ha lo spostamento a destra. Questo effetto si può anche riscontrare in una variazione del pH.

HbO2 essendo un acido debole più forte di HbH, riesce a dissociarsi a pH inferiori. Se ci fosse

solo questo effetto a pH polmonare il pH sarebbe acido ma a questo livello con molti H+, viene

prodotto acido carbonico che dissocia il CO2 e H2O. La perdita di CO2 con la respirazione è un

processo alcalinizzante cosi come l'assunzione di O2 da parte dell'Hb. Per una molecola di O2

assunta da Hb, si devono liberare 0,7 molecole di CO2. Questo deve essere bilanciato da un

quoziente respiratorio inferiore a 1(maggior produzione di CO2). Un aumento della temperatura

porta uno spostamento verso destrea. Il 2,3 DPG sposta anche lui la curva verso destra e viene

prodotto in situazioni di ipossia. Quando siamo in montagna, si iperventila per equilibrare l'O2

ma nel contempo si elimina troppa CO2 che sposta la curva verso sinistra. Qui interviene la 2,3

DPG che sposta la curva a destra. La CO si attacca direttamente al sito dell'ossigeno e si produce

durante le combustioni incomplete. Il legame tra CO ed emoglobina ha un'affinità di circa 260

volte maggiore rispetto all'O2. Un soggetto anemico al 40% ha un valore di ossigeno trasportato

uguale ad un soggetto avvelenato da CO al 60%. Il sangue avvelenato da CO tende a trattenere. I

sostituti del sangue sono i perfluorocarburi che permettono il trasporto maggiorato dell'O2

disciolto. L'ossigeno in eccesso può essere dannoso: soprattutto negli infanti la somministrazione

di O2 puro prolungata causa la fibromatosi retrolenticolare con cecità completa. Per gli adulti

sono importanti gli effetti polmonari con irritazione polmonare e poi polmonite franca. Al

sistema nervoso può portare convulsioni. Invece i limiti della CO2 sono 25mmHg e 50mmHg.

Anche l'azoto è tossico soprattutto ad alte pressioni poichè h un'elevata solubilità.

Lezione 13/05

La cianosi è un colorito bluastro che assum l'emoglobina non ossigenata. Il colore si osserva a

livello di labbra, orecchie ecc. La cianosi dipende dalla quantità assoluta dell'emoglobina

ossidata. Il contenuto di O2 nel sangue arterioso è di 20ml/100 a livello venoso il contenuto è

invece 15ml/100. La deossigenazione in condizioni normali è di 3 ml/100, la cianosi si manifesta

quando questo valore supera i 6ml/100. La cianosi si può anche manifestare in condizioni di

esercizio strenuo. In un soggetto anemico se è presente un affaticamento si potrebbe notare

tardivamente la cianosi per assenza di emoglobina; viceversa in un individuo policitemico si può

manifestare uno stato di cianosi anche senza ipossia poichè ha più emoglobina(permanenza in

montagna con elevato ematocrito). La CO2 viene trasportata in molti più modi rispetto all'O2:

nel sangue è presente in quattro forme(più la forma legata alle proteine con i

carbaminocomposti). La prima forma è la CO2 disciolta. La quantità di gas disciolto in un

liquido è regolato dalla legge di Henry. la CO2 deve essere calcolata alla pressione parziale di

circa 40mHg. La solubilità della CO2 è 25 volte superiore rispetto a quella dell'ossigeno. Il

valore è di 3mlCO2/100. Alla stessa pressione l'O2 sarebbe 0,12ml/100. Anche la CO2 sotto

forma di carbaminocomposti è di 3ml/100. La reazione di equilibrio dell'acido carbonico è

catalizzata dall'anidrasi carbonica presente soprattutto a livello di globulo rosso. La reazione

senza enzima abbiene troppo lentamente. Nella dissociazione si tende ad includere la

concentrazione dell'acqua come una concentrazione troppo elevata. Si identifica a tal proposito

una Kid(idrica) che rappresenta la K per la concentrazione dell'acqua. La Kid dell'acido

carbonico è 10^-3. QUesto indica che rispetto alla CO2 disciolta(3ml/100), l'H2CO3 è la

millesima parte. Nella reazione successiva(H2CO3 --> HCO3 + H+), prima dissociazione

dell'acido carbonico, la costante di dissociazione è sempre 10^-3éer risolvere la concentrazione

di HCO3- bisogna utilizzare l'equazione di Andreson-Hasselbach che per questa reazione pH=

6.1 + log[HCO3-]/[CO2]. Per conoscere il rapporto si sottrae il pH del sangue. Di conseguenza il

rapporto è 20. Questo rapporto identifica nell'HCO3- la più grande riserva di CO2 ematico.

Questo infatti rappresenta il più grande trasportatore di CO2 ematico. L'ultima dissociazione di

HCO3- con CO3-- e H+ presenta K= 1.8 x 10^-10. Ne deriva che rispetto ad HCO3-, la CO3-- è

la 222esima parte. L'acido carbonico è una presenza irrisoria e viene subito convertito in anibride

carbonica o HCO3(l'anidrasi carbonica velocizza il processo). Nella curva di dissociazione della

CO2 si osserva a differenza dell'O2 che non si raggiunge mai un plateau.

Lezione 14/05

L'equilibrio di Roman prevede che lo ione degativo diffusibile si trova a più alta concentrazione

nel composto dove è persente meno ione negativo indiffusibile. I due composti sono il plasma ed

il globulo rosso. Lo ione diffusibile è HCO3 mentre quello indiffusibile sono le proteine

tendenzialmente caricate negativamente. L'equilibrio di Roman, prevede che se HCO3- si

accumula nel globulo rosso, questo viene espulso per la grande concentrazione di proteine.

L'accumulo si attua entro certi livelli. Questo è uno dei motivi per il quale nel plasma è presente

una concentrazione maggiore di HCO3-. Se si prende una soluzione di bicarbonato di

sodio(NaHCO3), si osserva una grande pendenza della funzione per piccoli valori di

ascissa(pCO2). Dal nostro punto di vista questa soluzione si comporta come un liquido non

lavorando dal punto di vista chimico ma trasportando solo la CO2 disciolta(in realtà è parallela a

quella della CO2 disciolta nel sangue). In questo caso la saturazione non va mai a 0 poichè

NaHCO3 rappresenta un complesso stabile. La riserva alcalina è la quantità di HCO3- che si

ritrova ad una pCO2 di 400mmHg. Questo funge da accettore di H+ con formazione di acido

carbonico e CO2.Le curve isopH dipendono unicamente dal pH e la pendenza(K) è sempre in

fuzione di questo. La pendenza sale con il pH. Le curve di dissociazione del sangue per la CO2

che in un grafico bilogaritmico hanno il valore di una retta, in un grafico normale vengono

rappresentate da un'equazione di potenza Y= X^b. La riserva alcalina è rappresentata da un

esponente compreso tra 0 ed 1. Anche attraverso una membrana la CO2 passa 25 volte più

velocemente. La CO2 presenta un plateau di trasporto solo con i carbammino composti.

Lezione 17/05

I limiti fisiologici del pH sono 7.1-7.7 che rappresentano un dimezzamento o un raddoppiamento

degli idrogenioni. Il tampone si crea con un acido debole, con un'uguale quantità di sale con base

forte. Ils ale è sempre dissociato. La prima caratteristica del tampone è quello di avere pK uguale

il più possibile alla soluzione in cui stiamo lavorando. Nel nostro organismo vengono più che

altro immessi acidi e per questo ci interessa il comportamento del tampone con aggiunta di

acido. I sistemi tampone dell'organismo sono: proteine, il pK delle proteine varia da 5 a 6. Il loro

potere tamponante in generale non è elevatissimo a causa dell'alta dissociazione dei gruppi

carbossilici. L'emoglobina rappresenta una proteine particolarmente adatta a fungere da tampone.

Non tutti i siti d'attacco hanno la stessa pK. L'istidina dell'emoglobina presenta siti accettori

numerosi e con pK=7. Per questa ragione è l'istidina a captare la maggior parte degli H+; fosfati,

interessa la seconda dissociazione dell'acido fosforico(H2PO4 e HPO4). Questo tampone ha

importanza a livello renale per tamponare le urine; bicarbonati, rappresentano il principale

sistema tamponante. Nell'equazione di A-H i due parametri possono essere regolati dal

rene(HCO3-) o dalla respirazione(pCO2). A una variazione dei due parametri(primum movens),

segue un compenso. Quando si ha una grossa deviazione dalla condizione di salute si possono

avere quattro variazioni principali: diminuzione della pCO2(iperventilazione con ipossia da alta

quota), in questo caso il primum movens è la respirazione e dovrà intervenire il rene come

compensazione(eliminando HCO3-). Questo è un caso di alcalosi respiratoria che può essere

seguita da un compenso di tipo renale; in caso di insufficienza respiratoria ci possiamo trovare in

acidosi respiratoria che verrà compensata dal rene che cercherà di trattare gli HCO3-. I

meccanismi di compensazione, in particolare l'alcalosi, possono ridurre la riserva alcalina

cercando di riportare il pH a 7.4. Un'altra condizione di acidosi è la riduzione dell'HCO3- ad una

medesima pCO2. Si tratta di un'acidosi metabolica con diminuzione della riserva alcalina(la

patologia tipica è quella del diabete). Il meccanismo di compenso è l'iperventilazione. Con

l'iperventilazione si mette nuovamente in regola il pH ma per ricostituire la riserva di tampone

occorrono ore. L'alcalosi metabolica può essere alla base del vomito e diarrea prolungata. In

questo caso ipoventilando si raggiunge un compenso. Gli estremi sono la tetania ed il coma.

Lezione 18/05

Anche un rene ipofunzionale può funzionare e rendere una vita normale. Nel rene si attraversano

due reti capillari: glumerulo renale ed in corrispondenza del tubulo renale(vasa recta).

L'emodinamica è differente rispetto agli altri distretti corporei. L'osmolarità del sangue è 0,3

osmoli/l e questa caratteristica può essere controllata dal rene. Se la pressione osmotica si

mantiene allo stesso livello non si hanno situazioni di sbilanciamento idrico tissutale(come

edemi). Il rene, oltre mantenere la pressione osmotica costante, deve anche mantenere la

pressione dei vari componenti costante. Altra funzione è il mantenimento del pH del sangue,

mantenimento dei volumi corporei tramite ormone AND(atrial natriuretic factor). Cellule

dell'atrio stirate producono ANF che agisce a distanza sul rene. Si ha ancora la regolazione della

pressione sanguigna e regolazione dell'eritropiesi. La funzione fondamentale del rene è

l'utilizzazione delle scorie. Una delle scorie più importanti è l'urea. Il lavoro osmotico renale

genera un'osmolarità dell'urina più alta di quella del plasma(0,8 osmoli/l). Si tratta quindi di un

lavoro di concentrazione. pGregoV= nRT dove pGreco è la pressione osmotica. In biologia ci

confrontiamo con membrane semipermeabili. La funzione pGreco x V sarà rappresenata da

un'iperole. Il lavoro effettuato, per esempio dal rene, dipende dalla pressione osmotica

moltiplicato per la differenza di volume. Si tratta di un'integrale che da come risultato -nRT x

[lnV] che si traduce in nRT x ln VFN/VfIN. In definitiva il lavoro si traduce in L = nRT ln

pGregoFIN/pGregoIN. Se l'osmolarità non varia non si esegue lavoro osmotico(isostenuria)

anche se vi sono altri lavori. Nel caso di lavoro positivo fatto dal rene, si ha iperstenuria. Quando

il rene diminuisce invece di concentrare di ha ipostenuria. Una soluzione 1M abbassa il punto di

congelamento di 1,86#C(è un fenomeno linearmente proporzionale). Il lavoro del rene dipende

dalla pressione osmotica finale dell'urina e anche dal numero di moli di urina filtrata. Il calcolo

del lavoro osmotico renale prevede il consumo di 1Kcal/g. In realtà l'energia prelevata è

100Kcal/g. L'efficienza sarebbe in questo modo molto bassa. Questo dato però non tiene conto di

tutto il lavoro renale: il lavoro osmotico è una filtrazione aspecifica alla quale segue un

riassorbimento selettivo. Questo secondo tipo di lavoro preleva circa 40Kcal/giorno. Il 77% del

lavoro osmotico renale è fatto per concentrare l'urea. Il grosso del lavoro renale va ricercato nel

mantenimento del gradiente di concentrazione nella midollare. A riposo 1/4 della gittata cardiaca

finisce al rene, corrispondente a 1300ml di portata e sottraendo i glubuli rossi si ha 700ml di

portata plasmatica glomerulare. Di questi 700ml circa, 1/6 è il flusso di filtrazione e 125ml/min è

il plasma che passa al setaccio. Questo significa che gli altri proseguono nella seconda rete

capillare. Si produce il filtrato glomerulare. Dei 125ml/min i 7/8 vengono riassorbiti. Questo

processo è un riassorbimento obbligato poichè avviene sempre. Il restante 1/8 da parte del

riassorbimento facoltativo(15ml/min). Di questi 1/8, 1/16 si trova nell'urina che corrisponde a

circa 1ml/min. Il risultato finale è circa 1,5l al giorno. La filtrazione glomerulare si divide in:

composizione dell'ultrafiltrato, la produzione dell'ultrafiltrato è un processo passivo. La

pressione a livello glomerulare è sempre costante. Nell'ultrafiltrato in definitiva si ha il plasma

senza le proteine. La densità dell'ultrafiltrato è uguale a 1007(diminuzione della densità rispetto

al plasma). Il punto di congelamento è più basso di 0,56 gradi il che corrisponde ad una

differenza di osmolarità di 300 milliosmoli. L'osmolarità la fa il numero delle proteine e non il

loro volume. La pressione netta di filtrazione è data dalla differenza tra pressione osmotica e

pressione idrostatica. Altra pressione che interviene è la pressione dei tessuti circostanti(o della

capsula del Bowman). La pressione oncotica è sempre fissa a -25(con il segno meno poichè

tende verso il lume). La pressione della capsula del Bowmann è circa -15mmHg. Per la

misurazione della pressione idrostatica si chiude sperimentalmente l'uretere: in questa situazione

la capsula del Bowmann avrà una pressione di -30mmHg. Sapendo che la pressione netta di

filtrazione è uguale a 0 si ricava la pressione idrostatica uguale a +55mmHg. La pressione netta

di filtrazione è uguale ad un normale distretto capillare. Questa capacità è intrinseca del rene

anche privato dell'irrorazione nervosa. Il flusso renale non varia anche con pressioni arteriose

che aumentano(flusso rimane 720ml/min). Viceversa anche con piccoli cambiamenti negativi

della pressione, si ha variazione del flusso renale con danno renale. Il flusso è mantenuto

costante con una regolazione arteriosa ed arteriolare. Questo si accompagna ad un costanza del

filtrato glomerulare(120ml/min). La regolazione avviene tramite risposta della muscolatura liscia

alla distensione con mantenimento dello stesso diametro; un'altra teoria è che con l'incremento

della pressione si crea maggiore natriuresi da pressione con aumento del sodio nel tubulo distale.

In questo modo l'apparato iuxtaglomerulare rilascia renina che ha effetto di costrizione delle

arteriole(indiretto).

Lezione 20/05

La velocità di filtraggio glomerulare rimane sempre costante a 1/6 del flusso renale e corrisponde

a 122ml/min. Il tubulo distale passando nei pressi dell'apparato iuxtaglomerulare, è capace di

dare segnali per regolare l'attività di filtraggio. Per esempio se si trova più sodio si produce la

renina con effetto locale. La crearence renale o epiporzione plasmatica significa eliminazione

totale di una certa sostanza. La crearence di una certa sostanza è la quantità di plasma epurato

nell'unità di tempo. IN conseguenza si tratta di un flusso. La crearence renale è solo una

costruzione mentale in quanto vi sarà unicamente una riduzione della concentrazione della

sostanza. I limiti della crearence sono 0(per sostanza non eliminate) ed il flusso plasmatico

renale che corrisponde al 750ml/min(sostanza completamente eliminata). La crearence può

anche avvicinarsi al flusso ematico renale quando vengono eliminate sostnza attaccate ai globuli

rossi. La quantità di una certa sostanza che compare nell'urina deve essere necessariamente

uguale alla quantità sostanza che abbandona il vaso. A livello di nefrone vi sono tre zone di

scambio: il primo è il glomerulo con 1/6 di filtraggio(125mil/min). La seconda zona è nel tubulo

dove le sostanze possono essere riassorbite e riversate nella rete peritubulare. Una terza zona di

scambio è sempre a livello tubulare dove si può avere una secrezione. IN base alla sostanza che

si trova nelle urine si può fare diagnosi differenziale di diverse patologie renali associate a

diverse porzioni del nefrone. Le sostanze possono essere non soglia, se trovata nel plasma si

trova anche nelle urine(non utile all'organismo come il liquido di contrasto); sostanze soglia(che

sono sostanze desiderate come il glucosio). Queste ultime, entro una certa concentrazione

plasmatica, vengono riassorbite dal tubulo renale. Con effetto di saturazione dei trasportatori il

glucosio non riesce più ad essere riassorbito. L'inulina rappresenta una sostanza che viene

unicamente filtrata e per questo se si trova nel sangue si trova anche nelle urine. Il carico escreto

delle inulina è direttamente proporzionale alla concentrazione plasmatica. La pendenza della

retta in questo caso è la clearence dell'inulina che rappresenta una sostanza non soglia. In questo

caso si ha solo filtrato e quindi un processo nettamente passivo. In questo caso la clearence sarà

120ml/min(corrispondente al flusso di filtraggio glomerulare) La crearence dell'inulina è in

grado di monitorare la funzionalità glomerulare. Il PAI fa parte dei liquidi di contrasto e quindi

completamente inutili per l'organismo. Queste sostanze oltre al filtraggio vengono anche

secrete(tramite trasportatori attivi). In questo caso la crearence della sostanza sarà più elevata del

volume di filtraggio ma anche la curva attiva dei trasportatori. Il meccanismo attivo è un sistema

più veloce ma va a saturazione ed è per questo che la curva attiva arriva ad un plateau(ad un

valore corrispondente alla concentrazione critica). Il valore corrispondente al carico massimo

tubulare di secrezione di una singola sostanza. La somma delle due curve(attiva + pompa),

genera una nuova curva con clearence più elevata fino al valore critico per poi avere nuovamente

una clearence uguale alla concentrazione. Al di sotto del punto critico tende progressivamente ad

avvicinarsi a quella passiva. Questo meccanismo monitorerà la portat plasmatica renale. Con

valori inferiori si può ipotizzare una ridotta perfusione renale. Il glucosio è una sostanza che

viene riassorbita oltre che filtrata. Il glucosio è una sostanza soglia e per questo il riassorbimento

risulta speculare ala filtrazione fino alla concentrazione plasmatica soglia(nell'urina non deve

essere presente). Superata la soglia rappresentata dalla saturazione delle proteine trasportatrici, si

ha presenza del glucosio nelle urine. Alla soglia si ha il trasporto massimo tubulare di

riassorbimento. La concentrazione soglia del glucosio in linea teorica sarebbe 300mg/dl mentre

in clinica è 180mg/dlLo splay rappresenta la variazione riscontrata

sperimentalmente(addolcimento della curva). I motivi dello splay possono essere sia anatomici

che funzionali. Per esempio i glomeruli non sono tutti identici soprattutto come grandezza del

glomerulo e lunghezza del tubulo. Popolazione eterogenea.

LEZIONE 1 – 14/09

Lo schema generale è simile per tutti i tipi di sensibilità: si ha sempre un'interazione degli stimoli

sensoriali con gli organi di senso. Se non esistono recettori adeguati per una certa sensibilità, lo

stimolo non viene percepito. I recettori adeguati sono in grado di generare un potenziale d'azione

trasducendo le informazione al sistema nervoso centrale. Gli unici recettori polimodali sono

quelli del dolore mentre i restanti, percepiscono un'unica tipologia di stimolo. Il potenziale

recettoriale si comporta differentemente rispetto al potenziale d'azione in quanto si avrà una

modulazione d'ampiezza e non di frequenza. Non tutti i segnali sensoriali sono in grado di

produrre una sensazione di tipo cosciente. Quando il segnale viene trasferito centralmente, il

segnale viene modulato in frequenza pur mantenendo sempre il significato originale. Le strutture

di comunicazione verso le regioni centrali possono essere di diversa tipologia. Un esempio è

l'arco riflesso semplice che garantisce una protezione dai danni imminenti. In generale il sistema

sensoriale e quello motorio sono strettamente integrati. Solo se il neurone spinale ha una scarica

efficace per attivare un neurone talamico(se non vi sono inibizioni), la sensazione può procedere

per diventare cosciente. Con una stimolazione cutanea ad alta frequenza si riesce a bloccare la

via del dolore(inibizione). Non sempre, anche se la stimolazione arriva a livello corticale, lo

stimolo diventa cosciente. Per esempio nel comatoso sono presenti archi riflessi ma non

sensazioni coscienti. Anche durante il sonno la coscienza viene alterata e la stimolazione deve

essere maggiore per arrivare ad essere cosciente. Per quanto riguarda la percezione visiva, il

bianco ed il nero vengono percepiti dai bastoncelli mentre i colori vengono recepiti dai coni. Il

concetto di temperatura è dato dall'interazione tra i recettori del caldo ed i recettori del freddo. A

livello della lingua oltre ai recettori gustativi, sono intercalati recettori termici(sensazione di

menta associata a sensazione di fresco). La miracolina è in grado di stimolare i recettori del dolce

evitando altre sensazioni. Le percezioni come l'equilibrio non sono di solito percepite

coscientemente tranne nel caso in cui vi sia una forte stimolazione(perdita dell'equilibrio). Lo

stimolo previene alla membrana elettrogenica o direttamente o tramite strutture perirecettoriali.

Queste strutture possono filtrare lo stimolo. La più complessa può essere considerata quella

dell'orecchio. La membrana elettrogenica comunica l'informazione al codificatore che permuta il

segnale in digitale. Nelle strutture perirecettoriali l'ampiezza dello stimolo viene tradotta in uno

stimolo ad ampiezza proporzionale(non alla frequenza). Il corpuscolo del Pacini è in grado di

percepire sia l'inizio che la fine dello stimolo. La componente elastica e viscosa della “cupola”

del Pacini funge da filtro. In particolare nel corpuscolo del Pacini lo stimolo trasmesso è

proporzionale alla quantità di membrana stimolata. Oltre alla quantità viene registrata la qualità:

un cono reagisce differentemente a seconda del colore della luce dello stimolo. Nella sensibilità

olfattiva troviamo invece cellule differenti che rispondono ad una diversa “qualità” di stimolo. I

recettori della coclea(udito), presentano curve di intonazione cioè frequenze privilegiate a cui il

recettore funziona con maggiore accuratezza. Stessa cosa si può ritrovare nei coni. Nei

chemocettori la trasduzione si verifica in seguito ad un aumento di permeabilità in seguito ad

interazione con il ligando; i meccanocettori sono sensibili a distensioni meccaniche che

consentono una maggiore permeabilità; i fotocettori presentano il meccanismo più complesso

con una cascata complessa di trasduzione.

LEZIONE 2 – 15/09

A livello recettoriale la depolarizzazione porta all'apertura di canali aspecifici. Alla

somministrazione dello stimolo il recettore risponde con la generazione di un potenziale

generatore. Il potenziale generatore rappresenta sia la fase di dinamica(gobba) che la fase statica

dello stimolo. In particolare l'ampiezza della risposta del recettore è legata tramite logaritmo

all'intensità dello stimolo. Questo indica che il recettore non risponde esattamente allo stimolo

ma reagisce linearmente alle sue variazioni. Il potenziale d'azione, aprendo canali specifici per il

sodio, genera un potenziale d'azione con frequenza di scarica direttamente proporzionale

all'ampiezza del potenziale generatore. In particolare la frequenza di scarica si riferisce alla fase

statica. Di conseguenza si può riferire che esiste una relazione lineare tra l'intensità dello stimolo

e la frequenza di scarica finale( a mezzo logaritmico). Il recettore può avere differente guadagno

dalla trasduzione: il recettore può attenuare od amplificare lo stimolo in ingresso. Se il rapporto

tra segnale di ingresso e di uscita è unitario il recettore riporta fedelmente lo stimolo. In caso

contrario vi può essere un'amplificazione oppure una funzione di filtro. Un'altra proprietà

recettoriale è l'adattamento della risposta in cui un recettore diminuisce la sua frequenza di

scarica con un medesimo stimolo, a seconda che questo venga somministrato in un tempo più o

meno lungo(si raggiunge sperimentalmente l'intensità dello stimolo con velocità sempre

maggiore). In particolare lo stimolo applicato a velocità maggiore presenta una risposta dinamica

più elevata nonostante la frequenza a stato stabile sia identica. In definitiva la frequenza di

scarica massima iniziale è proporzionale alla velocità con cui viene somministrato lo stimolo.

Dopo il picco della fase dinamica lo stimolo tende a precipitare fino al valore statico. Questo

fenomeno è l'adattamento utile anche per la classificazione dei recettori(rapido medio e lento

adattamento). Nel rapido, si ha la scarica unicamente durante la fase dinamica(il recettore

diventa insensibile subito dopo); nel medio si hanno scariche anche dopo la fase dinamica; nel

lento la scarica prosegue fino a che lo stimolo non si esaurisce. Nel primo caso si ha dunque una

scarica fasica(puntiforme) e negli altri due casi una scarica tonica. L'adattamento tiene conto del

fatto che se viene somministrata una corrente superiore alla reobase, la cellula presenta canali del

potassio aperti in eccesso che faranno reagire la cellula con scarica di frequenza elevata

all'inizio; questi canali aperti in eccesso a causa della corrente iniziale somministrata(inverso

della corrente al potassio), consentono una frequenza di scarica maggiore(minor periodo di

refrattarietà assoluta). Oltre al valore della soglia del recettore è importante la sommazione

spaziale(più recettori coinvolti generano un maggiore stimolo). La sommazione temporale

prevede potenziali d'azione più ravvicinati che amplificano l'effetto. Alcuni recettori subiscono

una modulazione centrale o periferica: a livello di SNC alcuni recettori sono collegati con

sistemi di inibizione laterale. Solo il recettore stimolato con intensità più alta risponderà allo

stimolo. Per la misurazione del rapporto tra intensità dello stimolo ed intensità della sensazione

occorre ottenere una soglia differenziale: si identifica la minima intensità che consente di

discernere due differenti stimoli di intensità differente. Un altro modo per identificare il rapporto

è eseguire stimoli multipli dello stimolo standard(si identifica di quante volte viene percepito lo

stimolo standard). Stesso procedimento si può effettuare utilizzando multipli della soglia assoluta

per la sensazione. Il metodo più utilizzato dalla pratica medica è la determinazione della cross-

modality: uno stimolo viene identificato con unità di misura differenti. Questa modalità si

utilizza per l'identificazione di una risposta al dolore. Si utilizza una scala del dolore che pur

essendo soggettiva cerca di limitare le scelte del paziente per rendere la risposta più oggettiva

possibile(alternative limitate). Weber si accorse che esiste una relazione tra entità dello stimolo e

soglia differenziale(la capacità di discernere per esempio differenti pesi dipende dall'entità del

peso stesso). In particolare se lo stimolo diventa più grosso, la soglia differenziale diventa

progressivamente più elevata. La frazione rispetto allo stimolo di riferimento, rimane costante. In

realtà la legge di Weber presenta delle discrepanze, influenzate dall'assetto soggettivo. Con

stimoli sonori e uditivi, la costante di Weber muta con stimoli molto piccoli. Fechner esprime il

rapporto in base alla soglia assoluta e non in base alla soglia differenziale. La soglia assoluta

viene identificata per tutti i sensi: per esempio per la vista è la visione di una candela a 48Km di

distanza; per il gusto un cucchiaino di zucchero in 7,5 litri d'acqua. In definitiva esistono

incrementi unitari della sensazione con incrementi dello stimolo in base logaritmica. La legge di

Stevens supera i postulati precedenti: il rapporto che esiste tra percezione e stimolo dipende da

una costante K e da un esponente dipendente dalla natura dello stimolo. Si identifica per questo

una natura esponenziale. Trasformando la curva in una legge lineare si ha Y=K+n in un grafico

bi-logaritmico. La pendenza della retta sarà differente a seconda di n. stimolando le fibre a monte

del recettore si ha comunque sensazione di azione sul recettore in una certa zona. Questo

consente anche di identificare topograficamente sia a livello periferico che a livello di SNC. Per

acuità si intende la dimensione del campo recettivo, densità di innervazione(più è alta maggiore è

l'acuità). L'acuità identifica in definitiva la capacità di discriminazione. Per la sensibilità tattile si

identificano campi recettivi molti piccoli per i corpuscoli di Meissner(elevata acuità) mentre per i

corpuscoli del Pacini si ha un campo recettivo molto ampio. A seconda della zona corporea

stimolata si ha una differente acuità: minima a livello di schiena e massima a livello di mani e

lingua. La funzione dell'inibizione laterale è l'aumento di acuità. Il recettore più stimolato genera

una risposta maggiore e consente una maggiore definizione dello stimolo.

LEZIONE 3 – 16/09

Lo studio dei quattro recettori tattili cutanei, identifica questi elementi tra derma ed

epidermide(papille dermiche). I corpuscoli di Meissner sono all'interno della papilla mentre

quelli di Merkel sono alla base della papilla stessa. La diversa la locazione lascia pensare ad una

diversa soglia di stimolo che ne consenta l'attivazione. Attraverso apparecchi appositi si può

verificare la soglia per l'evocazione di una risposta cosciente. La registrazione microneurografica

consente la registrazione da un singolo assone. Queste tecniche sono utili per verificare il modo

in cui un assone trasmette uno stimolo tattile. Nel nervo medialo le fibre più larghe(90% del

totale), sono dedicate alla sensibilità tattile cutanea. Con l'analisi si evidenziano fibre ad

adattamento rapido e fibre ad adattamento lento. Le fibre rapide vengono classificate con F; le

lente con S. Le fibre F rispondono durante la fase transiente ma non durante la fase tonica.

Questi vengono ulteriormente divise in base al campo ricettivo che può essere piccolo(I) o

grande(II). Stessa suddivisione vale per le fibre S con un totale quindi di quattro categorie di

fibre. Dalle analisi sperimentali si è evidenziato che le fibre FI sono collegate ai corpuscoli di

Meissner mentre le fibre SI sono collegate ai corpuscoli di Merkel. Studiando il singolo recettore

si evidenzia che il corpuscolo di Meissner ha un campo recettivo molto piccolo il che dimostra

un acuità del recettore molto alta. In generale, in ogni caso, la soglia aumenta proporzionalmente

alla distanza dal recettore. I corpuscoli del Meissner sono molto presenti sulla punta delle dita,

sulle labbra, sulla lingua. Questi rappresentano una sensibilità dettagliata. I recettori SI sono a

lento adattamento e portano maggiori informazioni. Anche in questo caso il campo recettivo è

piccolo ma per la loro stimolazione è necessario uno stimolo 100 volte più alto. La distribuzione

è circa uguale a FI e sono anch'essi recettori molto discriminanti(ma sono più profondi). FAII

sono recettori profondi. In particolare un singolo corpuscolo del Pacini prende sensibilità da un

intero dito(FAII). Spostandosi dal centro del campo recettivo, la soglia rimane più o meno

uguale. I FAII hanno maggiore densità sui polpastrelli. I recettori di Ruffini(SAII) sono anche

sensibili allo spostamento del piano cutaneo(scivolamento) essendo dotato di direzionalità.

Anche qui si ha un grosso campo ricettivo. La distribuzione dei corpi di Ruffini prevede una

presenza maggiore nel palmo della mano, pur essendo poco rappresentati. I recettori più

2

rappresentati sono quelli di Meissner con 100/cm (equiparabile solo ai recettori del dolore). I

2

recettori di Ruffini sono solo 10/cm . I recettori di Merkel generano una scarica più efficace

quando la punta di stimolazione è più piccola(assenza di inibizione laterale). I recettori di Merkel

sono anche sensibili alla stimolazione sinusoidale(anche ad alta frequenza). I recettori FA sono in

grado invece di sentire la velocità. I recettori del Pacini seguono molto strettamente l'andamento

della sinusoide(vibrazione). Si evidenzia sperimentalmente che la sensibilità più elevata del

Pacini è a frequenze piuttosto alte. Le fibre afferenti che portano informazione da questi

corpuscoli sono le Aβ con una velocità di conduzione di circa 60m/sec. Le fibre afferenti si

distribuiscono al midollo con una doppia diramazione per poi arrivare al bulbo tramite le colonne

posteriori. A questo livello le fibre hanno una distribuzione somatotopica(più centrali = più

distali). A livello talamico si ha proiezione nei nuclei posteriori del talamo ed il centro-mediale.

A livello talamico vi può essere una soppressione del tono di scarica. L'ultima proiezione è

quella corticale. Le fibre talamiche collegano aree corticali differenti con preferenze di zone. La

discriminazione spaziale è determinata dalla densità di recettori in particolare i II.

LEZIONE 4 – 21/09

LEZIONE 5 – 22/09

Alcune zone della cute reagiscono unicamente a incrementi della temperatura, stessa cosa per la

sensazione di freddo. Si è osservato che diverse fibre si attivano a seconda che si avesse uno

stimolo di freddo o di caldo: vi sono due organi differenti per recepire il caldo e il freddo. La

sensibilità termica viene portata da fibre di piccolo calibro. La particolarità dei recettori che

rispondono al freddo è un incremento alla frequenza di scarica con aumento del dislivello di

temperatura. Stessa cosa vale per i recettori per il caldo. In generale la risposta segue sempre la

legge di Stevens(frequenza di scarica proporzionale all'intensità di stimolo). I recettori per il

caldo sono in grado sia di aumentare la frequenza di scarica, sia di inibire l'attività in caso di

freddo. La risposta del recettore varia anche in funzione della temperatura di partenza. Sia i

recettori del caldo che quelli per il freddo, hanno una risposta a campana con valori massimi di

risposta differenti a seconda dell'attività dell'altra tipologia di recettore: solamente tra 30°C e

45°C entrambi i recettori scaricano(anche se a valori differenti seguendo sempre l'andamento a

campana). Una particolarità dei recettori per il freddo è la risposta paradossa che si verifica al di

sopra dei 50° circa. Stessa cosa vale per i recettori per il caldo(le mani nella neve risultano

calde). Dalle curve stimolo-reazione si evidenzia una buona reazione lineare sempre in funzione

di n. La percezione dello stimolo termico è influenzata dalla temperatura della cute, velocità di

variazione termica(se la variazione è rapida la sensazione è imminente), sede dell'area

stimolata(diversa distribuzione dei recettori) ed estensione dell'area stimolata. La soglia

differenziale dello stimolo è differente per caldo e freddo anche se ci troviamo ad una medesima

temperatura cutanea(che influenza la percezione). Al di sotto dei 31°C, per avere una sensazione

di freddo, la soglia è minima; sopra i 36°C la soglia è minima invece per il caldo. La velocità di

variazione della temperatura(in °C/sec), varia la risposta dei recettori permanendo tuttavia a tutti

i valori più bassa per il freddo che per il caldo. Al di sotto degli 0,05°C/sec, si ha una soglia di

percezione elevatissima. Le fibre che trasportano la sensibilità del caldo e del freddo sono molto

piccole. Per il caldo le fibre sono di gruppo IV(1,2m/sec); per il freddo di gruppo III(14,5m/sec).

Le fibre termiche a livello midollare proiettano immediatamente al lato opposto(colonna laterale

contro laterale insieme alle fibre dolorifiche). A livello talamico vi sono neuroni specifici atti a

rispondere a variazioni termiche. A questo livello si ha una prima integrazione. La sensazione

della temperatura interna ci consente di mantenere costante la temperatura corporea.

Il dolore fisiologico rappresenta una sofferenza generata da un danno tissutale(anche se questa è

potenziale). Il potassio è l'elemento in assoluto che fa più male(pari solo all'acido ascorbico).

L'individuo impara il significato del dolore con l'esperienza. In assenza di dolore non si hanno

riferimenti nel reale pericolo ed il paziente arriva a mutilarsi senza accorgersene. Il dolore può

essere di diversa tipologia: in caso di iperestesia serve uno stimolo molto minore per generare

una sensazione; il dolore centrale è dato invece da alterazioni di strutture centrali che provocano

dolore 24 ore al giorno. Nell'identificare un dolore riferito dal paziente occorre tener presente i

fattori psicologici(come sesso ed età), i fattori situazionali(attesa, controllo, stress) e fattori

emozionali(paura). Occorre tener presente l'esperienza pregressa che ha sempre valore

importante. Il genere del paziente fa variare molto la percezione del dolore: il genere maschile ha

una soglia dolorifica molto più bassa. Il dolore è più concentrato durante le ore serali e durante la

notte. Questo comportamento deriva da particolari ritmi circadiani che influenzano non solo la

soglia del dolore ma anche la temperatura, la secrezione ormonale ecc. Anche lo stimolo del

freddo varia la sua soglia differenziale durante l'arco della giornata. Anche l'effetto dell'anestesia

è per esempio molto protratto verso le ore 13:00.

LEZIONE 6 – 23/09

Il dolore neurogenico deriva da una stimolazione impropria delle vie dolorifiche(dolore sciatico).

Il dolore centrale deriva da fenomeni per esempio tumorali, che alterano strutture a livello di

SNC causando dolore cronico. I dolori di origine simpatica non si riferiscono direttamente

all'organo danneggiato ma alla parete toracica/addominale. Questo avviene per contatti sinaptici

con i metameri che innervano la zona della parete corrispondente. La patogenesi del dolore ha

caratteristiche complesse ma si può pensare che il tutto passi per la lesione dio un tessuto con

conseguente infiammazione. L'attivazione del nocicettore è altamente aspecifica. A livello

spinale si generano riflessi di tipo protettivo. Attorno al tessuto danneggiato si verificano delle

reazione(immunitarie) che determinano la cronicizzazione del dolore o stati alterati della

percezione dello stesso. Esistono due vie per la trasmissione del dolore: propria ed impropria. Il

mesencefalo ed il talamo, sono in diretta relazione con strutture corticali, che determinano la

sensazione di dolore. Le sostanze che stimolano i nocicettori hanno azione altamente aspecifica

ma determinano la modulazione del potenziale di membrana dell'assone. I recettori della famiglia

Trp vengono attivati da fattori molto diversi ed hanno la caratteristica di aprire canali aspecifici

che consentono in definitiva la generazione di una scarica. I recettori del dolore sono collegate a

due tipi di fibre: Aδ e C(15m/sec e 1m/sec). Le fibre Aδ sono responsabili del dolore acuto; le

fibre C del dolore cronico. Rispetto ai meccanocettori, i nocicettori hanno una soglia di

reclutamento molto maggiore(si fa riferimento in questo caso ad uno stimolo pressorio).

Sperimentalmente si p osservato che in caso di flogosi l'area dei recettori ha un grosso

incremento e la sensibilità aumenta notevolmente(iperalgesia). Questa situazione si può

osservare sia a livello di fibre Aδ che a livello di fibre C. Le cellule richiamate in sede della

lesione secernono fattori stimolanti l'infiammazione e fattori neurotropi. Queste sostanze attivano

una serie di canali posti sulle cellule nervose limitrofe causando un mutamento della

permeabilità attivando i canali di calcio e sodio(processo di sensibilizzazione con abbassamento

della soglia dolorifica). Una volta che le fibre Aδ entrano nel midollo realizzano riflessi spinali e

decussano contro-lateralmente per risalire nel funicolo anteriore verso le strutture centrali. A

livello talamico vi sono collegamenti nella zona laterale. Anche le fibre che arrivano dal

trigemino fanno parte di questa via(specifica). La via aspecifica è sempre una via crociata e

comprende il fascio paleo-spino-talamico. Questa via comprende diverse strutture come la

formazione reticolare ed il grigio periacqueduttale. Da queste sedi partono delle vie discendenti

che servono per la modulazione del dolore. Le fibre Aδ e C si distribuiscono prevalentemente

alle lamine I, II e V. Le fibre C si distribuiscono prevalentemente sulla lamina II; le Aδ sulle

lamine I e V. Vi sono fibre di tipo sensoriale comune Aα e Aβ che hanno collegamenti sia con i

neuroni della lamina V che con quelli delle lamine I e II. La teoria dell'analgesia endogena(teoria

del cancello), tiene conto di questi collegamenti e giustifica la attenuazione del dolore con

stimoli di tipo tattile. L'analgesia periferica passa sotto il nome di TENSE e viene usata nei

reparti riabilitativi per ridurre il dolore. A livello spinale sono presenti interneuroni inibitori che

hanno il ruolo di modulare il guadagno tra componente acuta e cronica(primo controllo a livello

spinale). A livello talamico i campi recettivi sono molto differenti a seconda che si parli di via

specifica o di via aspecifica. A livello corticale non esiste un'area specifica per il dolore ma

esistono numerose aree. Non tutti gli organi hanno un'afferenza dolorifica ed in particolare il

cervello non ne possiede alcuna. La soglia varia ed in particolare è minima nell'area gastro-

intestinale e massima a livello di uretra. Nella sindrome dell'arto fantasma si ha dolore cronico

riferito ad un arto amputato. Questi dolori sono causati d irritazioni di fibre afferenti a livello del

moncherino(le “false” informazioni possono essere anche di natura tattile). A livello fetale lo

sviluppo delle strutture della sensibilità dolorifica, iniziano a livello della 10 settimana. Tuttavia

non vi è ancora presenza delle strutture percettive del dolore(che compaiono dopo la 30esima

settimana).

La trasmissione del suono avviene solo ed unicamente in presenza del mezzo. La velocità con

cui si propaga l'onda è proporzionale alla densità del mezzo. La temperatura influenza la

propagazione del suono(0,6m/sec ogni °C). Il diapason presenta un tono puro con oscillazione

perfetta; il timbro di un determinato strumento aggiunge qualcosa alla componente oscillatoria. Il

diapason rappresenta un tono puro. La nostra capacità discriminatoria non è solo sulle frequenze

ma anche sulla tonalità(15Hz – 20000Hz); sull'armonica, sul timbro, sull'ampiezza e

sull'intensità.

LEZIONE 7 – 24/09

Invece di misurare l'ampiezza della frequenza si può misurare la pressione che arriva

all'orecchio(pressione sonora) rappresentata da circa 10-6 la pressione atmosferica. Un'onda

sonora trasporta energia. L'energia può essere erogata in tempi diversi(potenza). L'intensità è la

frequenza sulla superficie su cui si applica . La scala in decibel non è una misura assoluta ma

tiene conto di un valore di riferimento ed è rapportata ad una scala logaritmica. L'intensità sonora

si può verificare in base all'intensità sonora o in base alla pressione sonora. Si hanno in entrambi

i casi valori di riferimento. Il suono più basso percepibile è 10-12 W/m2; la soglia del dolore è

10W/m2.. Non tutte le frequenze sono percepite alla medesima intensità. Il volume sonora

rappresenta la quantità di suono percepito. Il volume sonoro può essere espresso in

son(confronto con un suono di riferimento SIL 40dB a 1000Hz) e phon. L'orecchio esterno ha il

compito della raccolta dei suoni. Alla fine del condotto uditivo è presente la membrana timpanica

che rappresenta una prima tappa della trasduzione del suono verso l'orecchio interno tramite la

catena degli ossicini. Il meccanismo di trasduzione è necessario per passare dal mezzo aria al

mezzo acqua(della coclea). Gli ossicini adattano il suono di fatto amplificando. Nella coclea

sono presenti sia cellule di sostegno che cellule che possono modificarsi in base al suono da

ricevere. Il nervo cocleare dei due lati comunica con l'oliva superiore che consente l'integrazione

e la stereofonia. La stereofonia è misurata come differenza temporale tra l'arrivo dei suoni

all'orecchio destro e all'orecchio sinistro. Da questa regione si hanno collegamenti con la

corteccia primaria uditiva. La struttura dell'orecchio esterno consente un'amplificazione dei

suoni. Le diverse strutture sono “adibite” a diverse frequenze soprattutto riferite alla frequenza

della voce umana. Da studi comparativi con gli animali si osserva che la frequenza di

comparazione si sposta a seconda delle necessità dell'animale. La pinna ed il canale provocano

uno sfasamento di 90°(ritardo) di un'onda rispetto ad un'altra(oltre a garantire un'amplificazione).

La membrana timpanica deve essere in tensione e regolabile. La tuba di Eustachio garantisce

un'uguale pressione da una parte e dall'altra della membrana timpanica. Con una sua occlusione

si ha una diminuzione della pressione nell'orecchio medio(assorbimento dell'ossigeno) con

riduzione della qualità recettoriale. L'orecchio medio presenta tre ossicini dorati di due

componenti muscolari: tensore del timpano e stapedio. Tanto più il sistema viene reso rigido,

tanto più il suono viene attutito. Il suono per passare dall'aria all'acqua, deve avere una maggiore

pressione a causa del differente valore tra le impedenze dell'acqua e quelle dell'aria.

L'amplificazione totale della catena degli ossicini è di circa 21,6 volte. Nell'orecchio interno è

presente la coclea che è connessa alla staffa tramite la finestra ovale. La coclea è divisa in due

elementi tramite la cresta ossea della coclea e membrana tettoria. Questa membrana delimita il

canale in comunicazione diretta con la finestra ovale che entrerà in comunicazione con gli altri

canali all'apice della coclea. La perilinfa rappresenta come composizione un liquido

extracellulare mentre l'endolinfa, in diretto contatto con l'organo di Corti, rappresenta un liquido

intracellulare. All'interno del canale del Corti si crea un potenziale positivo di circa 80mV. La

staffa comprime il liquido all'interno della scala vestibolare e tale movimento si va a ripercuotere

in un'estroflessione della finestra rotonda. All'interno della coclea esiste una tonotopia con zone

differenti attivate da differenti frequenze: i suoni più acuti attivano porzioni più prossimali

mentre suoni più bassi attivano porzioni nei pressi dell'elicotrema. A questa teoria si aggiunge

quella dell'onda viaggiante sulla membrana basilare. Oltre alle resistenze al movimento del

fluido si propongono anche resistenze di tipo viscoso. La membrana basilare varia le sue

dimensioni aumentando lo spessore dalla staffa verso l'elicotrema. Stessa cosa per la rigidità: più

vicini si è alla staffa più la membrana basilare è rigida.

LEZIONE 8 – 28/09

La membrana tectoria essendo in contatto con le cellule ciliate dell'organo del Corti, può

interagire con queste per generare un potenziale d'azione. Le ciglia sono disposte differentemente

a seconda che siano cellule ciliate interne e esterne. Le ciliate interne sono le vere strutture

recettoriali e presentano ciglia disposte linearmente. Queste cellule(circa 3000 per orecchio),

sono in contatto con neuroni sia afferenti(controllo) che efferenti. Le ciglia sono tra loro

collegate da ponti di struttura fibrosa per consentire movimento all'unisono. Esistono ulteriori

ponti che collegano l'apice delle ciglia più piccole con il corpo di quelle più grandi. Lo

stiramento della ciglia più piccole, consentirà l'ingresso di potassio e del calcio all'interno della

cellula generando un potenziale recettoriale. Nella scala media è presente endolinfa simile al

liquido intracellulare. Siccome il liquido endolinfatico ed endocellulare sono simili, occorre

generare un differente potenziale elettrico per consentire lo spostamento del potassio. Questo

viene effettuato dalla stria vascolare grazie ad una potente pompa K/Na che crea un potenziale di

+80mV nella scala media. Quello che si viene a creare è un passaggio di ioni tra la perilinfa e la

stria vascolare che li proietta nella scala media. Questa corrente alimenta la pompa sodio-

potassio della stria vascolare. Questo passaggio è consentito con la stimolazione. Ad aprire i

canali per il potassio sono in particolare gli elementi elastici posti all'apice delle ciglia. Il

recettore non è elemento nervoso ma è presente una sinapsi. Oltre alla depolarizzazione della

membrana si creano correnti extracellulari che seguono l'andamento dello stimolo(potenziale

microfonico).La curva di intonazione è propria di ogni recettore e rappresenta la frequenza

privilegiata a cui un recettore può essere stimolato con la minima ampiezza. Le cellule ciliate

esterne presentano ciglia con aspetto a V anche se si ha sempre la disposizione a tre file. Anche

in questo caso è presente una componente di tipo efferente(non più asso-assonica ma sinaptica)

ed una afferente. In questo caso un'azione inibitoria può bloccare completamente l'attività

sinaptica(le asso-assoniche possono solo inibire). La lunghezza delle cellule ciliate esterne

aumenta dalla base all'apice. La differente lunghezza indica la ricezione di elementi differenti in

termini di frequenza. Comparando con altri animali, si nota che la lunghezza minore risponde a

frequenza molto alte. Le cellule invece più lunghe rispondono a frequenze basse. L'angolazione

delle cellule del lato basale(verticale) e quelle apicali(inclinate) è differente. Il supporto con le

cellule del Deiters è molto più stabile nelle cellule basilari rispetto alle apicali. Inoltre nelle

cellule basali il rapporto con la membrana tectoria è molto più solido rispetto alle apicali. Le

cellule ciliate esterne sono capaci di autocontrazione. A seguito della generazione di un

potenziale d'azione nelle cellule ciliate interne, le cellule esterne iniziano a contrarsi. Con il

movimento della membrana basilare, si muoverà l'organo del Corti che interagendo con la

membrana tectoria, permetterà la stimolazione delle cellule interne. Con la contrazione delle

cellule ciliate esterne si determina un acuità della membrana ed una conseguente amplificazione

del segnale. Questo processo riduce la quantità di frequenze che potrebbero stimolare la

membrana basilare in quella situazione(filtro). Oltre a questo comportamento, l'acuità viene

determinata anche dalle caratteristiche anatomiche dell'organo del Corti e della membrana

basilare. Le cellule ciliate interne nella componente afferente sono destinate al nucleo cocleare;

le fibre efferenti di controllo sono generate dalla struttura olivare. Anche le esterne hanno

l'afferente diretta al nucleo cocleare ma le fibre efferenti provengono sia dalla oliva contro

laterale che da quella ipsilaterale. All'oliva arrivano afferenze di tipo motorio e sensoriale.

Mentre esiste una componente 1 a 1 tra neuroni centrali e cellule ciliate interne, per le cellule

ciliate esterne il rapporto varia. Si tratta quindi di un'informazione “pubblica” in quest'ultimo

caso. Il contenuto sarà meno preciso. Da un punto di vista generale esistono due vie per la

sensazione sonora: le fibre di tipo I(cellule ciliate interne) fanno sinapsi ipsilaterale nel nucleo

cocleare. Da qui si ha il collegamento con l'oliva contro laterale. Dall'oliva superiore si procede

tramite il lemnisco laterale fino al collicolo inferiore. Questa zona si può definire responsabile

della stereofonia, potendo indicare la differenza spaziale del segnale e la differenza di ampiezza.

Dal collicolo inferiore parte un terzo elemento che proietta al corpo genicolato mediale(talamo

uditivo). Da qui si ha la proiezione alla corteccia uditiva. Le cortecce uditive accessorie sono

necessarie per esempio al linguaggio. Oltre alla proiezione ipsilaterale il collicolo proietta contro

lateralmente. Questa prima via è accoppiata ad una seconda via che proietta alla formazione

reticolare. La struttura reticolare produce vigilanza nel soggetto con riflessi sottospinali. Dalla


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DESCRIZIONE APPUNTO

Appunti di Fisiologia umana per l'esame del professor Cavalieri sui seguenti argomenti: la TAC funzionale è un ottimo mezzo di studio della funzionalità cerebrale indicando le zone attive a seguito di una certa azione o di impulso sensitivo. Le strutture recettoriali sono in grado di trasdurre il segnale conservando in maniera completa le informazioni. La trasduzione porta alla formazione di un potenziale di azione. Il potenziale viene trasferito a distanza senza alcuna perdita. Un fattore che consente la riuscita dell'operazione è la mielina.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (6 anni)
SSD:
Università: Milano - Unimi
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Sephiroth88 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisiologia umana e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Milano - Unimi o del prof Cavallari Paolo.

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