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Quindi, tale meccanismo ci dice che aumenti dello stiramento delle

miofibre cardiache, indotto da un aumento del volume

ventricolare, inducono un aumento della GS.

Variazioni del V ventricolare possono verificarsi come

adattamento alle variazioni FC  durante la BRADICARDIA,

l’aumentata durata della diastole consente un maggior riempimento

ventricolare. Il conseguente aumento della lunghezza delle fibre

miocardiche provoca un ↑GS. Essendo la GC=GS x FC, la GC rimane

costante, in quanto una ↓FC è compensata da ↑GS.

Equilibrio tra gittate ventricolari dx – sx si realizza a Patriali

differenti  Ogni improvviso ↑GITTATA DI UN VENTRICOLO

provoca in breve tempo un ↑RITORNO VENOSO nell’altro

ventricolo.

Il meccanismi di Frank-Starling ha quindi la funzione di mantenere un

preciso equilibrio tra i V sangue espulsi dal ventricolo dx e sx.

Uno squilibrio delle gittate dei 2 ventricoli, avrebbe delle conseguenze

catastrofiche.

L’equilibrio tra il volume ventricolare dx-sx avviene in una condizione in

cui la P atriale è diversa nei 2 atri. In particolar modo, l’eiezione da

entrambi i ventricoli diventa uguale, quando si ha una maggior Patriale

nel atrio sx rispetto al dx (img.pag.430). Invece, x uguali pressioni

nell’atrio dx-sx, l’eiezione del ventricolo dx supera quella del ventricolo

sx. Ciò comporta che il VOLUME SANGUE che fluirà dal ventricolo dx 

all’atrio sx e quindi ventricolo sx, sarà maggiore di quello espulso dal

VENTRICOLO SX. Tale aumento di volume provoca un ↑VOLUME

DIASTOLICO - ↑P atriale. L’aumentano volume diastolico, stira le miofibre

cardiache, si attua cioè il meccanismo di Frank-Starling, che permette

di ↑EIEZIONE VENTRICOLO SX e portarlo a eguagliare l’EIEZIONE

VENTRICOLO DX (come detto questa condizioni di realizza a Patriali

differenti).

Regolazione della GC indotta dalla FC  l’analisi è complessa, in

 quanto una variazione della FC altera anche 3 fattori che

determinano la GS: pre-carico – post-carico – contrattilità.

Quindi, se ↑FC, si riduce la durata della diastole. Pertanto, il

riempimento ventricolare è abbreviato, quindi  PRE-CARICO ↓.

Inoltre l’aumento FC determina anche un ↑GC, che provoca a sua volta

una modifica della PA, cioè si modifica il POST CARICO.

2+

Infine ↑FC provoca un ↑ FLUSSO Ca in maniera graduale all’interno

cellula muscolare cardiaca e di conseguenza  ↑CONTRATTILITA’.

2+

Questo incremento di Ca è dovuto a 2 meccanismi: 2+

Aumento num. di contrazioni al min  il Ca entra nella cellula

o durante il PLATEU del PA. L’aumento delle stimolazioni al minuto,

provocano un aumento del NUM.PLATEU al min, con

2+

conseguente incremento intracellulare di Ca . 2+

Aumento della corrente entrante del Ca x ogni

o depolarizzazione  ad ogni contrazione successiva, aumenta

2+ 2+

l’ingresso di Ca (grafico pag.431), questo incremento di Ca

nel citosol rende più potente la contrazione del miocita.

È stato visto che ad un incremento FC, consegue una progressiva

riduzione GS. Tale riduzione è dovuta alla riduzione del tempo di

riempimento ventricolare, ma non sembra ridursi in maniera

proporzionale alla FC (stud. es.pag.459).

Di conseguenza la relazione che viene a stabilirsi tra GC e FC è a forma di

U rovesciata, ma tale relazione non è definitiva, in quanto può variare in

modo quantitativo tra diversi soggetti e nello stesso soggetto in base

alle condizioni fisiologiche. Ad es. in un sogg. che esegue att.fisica, la

GC e FC di norma aumentano in modo proporzionale e la GS rimane

costante o aumenta di poco. Ciò farebbe ritenere che aumenti della

GC siano indotti solo da aumenti della FC, ma tuttavia x una vasta

gamma di valori, le variazioni di FC di x sé hanno scarsa

influenza sulla GC. L’incremento della GC deve quindi necessariamente

dipendere da altri fattori: pronunciata riduzione resist. periferiche,

provocata da vasodilatazione a livello m.attivi - ↑contrattilità

cuore dovuto all’aumento generalizzato dell’att.simpatica.

Nonostante quanto detto, ↑ FC svolgono comunque un ruolo facilitante

nell’aumento GC; se si impedisce aumento FC, incremento GC e

possibilità di fare eser. sono fortemente limitati.

Per quanto riguarda la GS, durante l’esercizio cambia solo di poco.

Regolazione ESTRINSECA dell’att.cardiaca

I fattori regolatori ESTRINSECI del cuore possono essere suddivisi in:

Fattori nervosi: il cuore è innervato da un cospicuo numero di fibre nervose

autonome che nell'insieme prendono il nome di PLESSO CARDIACO. In questo

plesso ritroviamo sia fibre nervose SIMPATICHE che PARASIMPATICHE:

Influenze simpatiche  L'innervazione simpatica del cuore è fornita

 dalle fibre simpatiche postgangliari provenienti dal tronco del

simpatico (in particolare dal ganglio cervicale superiore, dal ganglio

cervicale medio, dal ganglio stellato e dai gangli toracici sino al quarto).

L’att.nervosa simpatica incrementa sia la contrattilità atriale, sia

ventricolare. In particolar modo, la prestazione cardiaca viene

2+

aumentata modificando le dinamiche del Ca intracellulare: le

terminazioni delle fibre simpatiche, liberano NA che va a interagire con i

recettori B-adrenergici….

Influenze parasimpatiche  Il nervo vago, tramite i suoi rami di destra

 e di sinistra, rappresenta il principale nervo deputato all'innervazione

parasimpatica e sensitiva del cuore. I nervi vaghi, esercitano profondi

effetti depressivi sul: pacemaker cardiaco – atrii – tessuto

conduzione AV. Svolge anche effetti depressori sui ventricoli, ma in

misura minore rispetto agli atrii.

Gli EFFETTI che la stimolazione vagale produce sono:↓Pmax ventricolo

sx - ↓della massima velocità con cui viene sviluppata la P - ↓

della max velocità di declino pressorio durante la diastole.

L’effetto depressivo del vago, può essere raggiunto attraverso 2

meccanismi:

Ach, liberato dalle terminaz. vagali, interagisce con i

o rec.muscarinici della memb. cell.cardiache. Quest’interazione

comporta effetti opposti al meccanismo simpatico: inbizione

2+

adenilato ciclasi  ↓AMPc intracell.  ↓conduttanza Ca

della memb.cell.  ↓contrattilità miocardio.

Ach rilasciata, può andare a inibire il rilascio di NA dai

o terminali nervosi simpatici circostanti.

Fattori chimici

Ormoni midollare surrene  il principale ormone secreto è l’ADRENALINA

(viene anche secreta una certa quantità di NA). Il ritmo di secrezione delle

catecolamine è sotto il controllo dei medesimi meccanismi che

controllano att. del SN simpatico: la concentrazione di queste

catecolamine nel sangue, aumenta nelle stesse situazioni che attivano il

sist.simpatico. In condizioni normali, tuttavia, le catecolamine circolanti

esercitano effetti trascurabili sul sist.cardiovascolare. Le fibre simpatiche

cardiache, rilasciano però più NA che adrenalina.

Ormoni corticale surrene  (situazione controversa riguardo influenza

steroidi sul miocardio) ormoni corticosurrenalici aumentano la contrattilità

miocardio oppure, ad es. idrocortisone, potenzia effetti cardiotonici delle

catecolamine.

Ormoni tiroide  ↑contrattilità cuore. Nell’ipertiroidismo si ha un ↑velocità

2+

idrolisi ATP e ↑captazione Ca da parte RS. I soggetti ipertesi mostrano:

tachicardia - ↑GC – palpitazioni – aritmie.

Gli ormoni tiroidei, stimolano la produzione di proteine nel cuore, inducendo

IPERTROFIA CARDIACA. Alcuni studi, dimostrano anche che aumentano la

densità rec. b-adrenergici nel tess.cardiaco. L’iperfuzione tiroidea aumenta il

ritmo metabolismo generale e questo, a sua volta, comporta dilatazione

arteriole e quindi, ↓resist.periferiche tot.  ↑GC.

Insulina  ↑forza contrazione. Tale effetto risulta potenziato dal blocco rec.

B-adrenergici. L’aumento di contrattilità non può essere spiegato in modo

soddisfacente con il concomitante aumento del trasferimento di glucosio

dentro la cellula cardiaca).

Glucagone  ↑forza contrazione - ↑FREQUENZA CONTRAZ. CARDIACHE.

Ruolo fisiologico non significativo nella normale regolazione del

sist.cardiovascolare.

Regolazione della forza di contrazione

Nel cuore la FORZA DI CONTRAZIONE non viene incrementata reclutando più

fibre musc. come avviene nel m.sch., ma le fibre musc. cardiache si

contraggono tutte insieme.

Il prolungato PA presente nel cuore, dovuto all’attivazione dei canali

2+

Ca voltaggio-dipendenti, determina un lungo periodo refrattario, che a sua

volta impedisce il TETANO, anche perché un tetano altererebbe l’azione di

pompaggio del cuore, portando alla morte.

Per poter incrementare la FORZA DI CONTRAZIONE nel cuore esistono diversi

meccanismi.

Meccanismo di ↑forza contrazione in seguito a STIMOLAZIONE

SIMPATICA  la stimolazione simpatica si verifica in periodi di eccitamento o

paura e coinvolge l’attivazione RECETTORI β-ADRENERGICI del cuore, da

parte della NORADRENALINA (rilasciata terminali nerv. cuore) o ADRENALINA

(rilasciata da midollare surrene).

L’attivazione dei RECETTORI β-ADRENERGICI comporta:

Incremento FORZA CONTRAZIONE  INOTROPISMO POSITIVO

 (effetto ionotropo positivo).

Incremento VELOCITA’ RILASCIAMENTO (contrazione + breve) 

 LUSITROPISMO POSITIVO

Incremento FREQUENZA CONTRAZ. CARDIACHE 

 CRONOTROPISMO POSITIVO

Si hanno perciò contrazioni più energiche – più brevi – più frequenti.

Effetti ADRENALINA – NORADRENALINA: si legano ai RECETTORI

β-ADRENERGICI attivando il processo di fosforilazione (adenilanto ciclasi 

AMP ciclico), che porta alla fosforilazione:

2+ 2+

canali Ca voltaggio dipendente (responsabili entrata Ca extracell.)

 2+

 provoca ingresso quantità maggiore di Ca extracellulare.

proteina fosfolambano, associata al SERCA  consente al RS di

 2+

accumulare più Ca al suo interno, prima che esso sia espulso dalla

+ 2+

cellula dall’ANTIPORTO 3Na -1Ca - pompa sarcolemmare. Ciò consente

al RS di rilasciare, durante il successivo PA, una quantità

2+

maggiore di Ca , che promuove più interazioni ACT-MIO e quindi una

FORZA DI CONTRAZIONE MAGGIORE.

L’aumentata attività del SERCA dopo stimolazione simpatica promuove

2+

una contrazione più breve a causa del rapido riaccumulo di Ca da

parte del RS. Questo consente al cuore di aumentare la FREQUENZA

CONTRAZIONE.

Una conseguenza della stimolazione simpatica è un aumento frequenza di

contrazione dovuta ad effetto diretto sulle CELLULE PACEMAKER.

Meccanismo di ↑forza contrazione in seguito a STIRAMENTO FIBRE

MUSCOLARI CARDIACHE: legge di Frank-Starling  il cuore sviluppa una F

contrazione maggiore quando è STIRATO, fenomeno che avviene nei periodi

in cui il ritorno del sangue venoso al cuore è aumentato.

L’importanza di questo meccanismo è di consentire al cuore di pompare

qualsiasi volume di sangue che riceve, in particolar modo, quando

l’afflusso di sangue al cuore è molto elevato, i ventricoli vengono stirati, e il

cuore aumenta la sua FORZA CONTRAZIONE, assicurando l’espulsione

del volume extra di sangue.

Lo stiramento delle fibre muscolari cardiache è però limitato dalla TENSIONE

PASSIVA, che si viene a generare in seguito alla sovrabbondanza di

tess.connettivo e proteine intracellulari elastiche (titina). Di

conseguenza lo stiramento non sfocerà in SOVRADISTENSIONE, ma permette di

rimanere entro un range di SOVRAPPOSIZIONE OTTIMALE dei filamenti ACT-MIO.

A cosa è dovuto l’AUMENTO DI FORZA CONTRATTILE all’AUMENTARE DELO

STIRAMENTO?  è dovuto al fatto che lo stiramento riduce lo spazio tra i

filamenti spessi-sottili, e questo determina la possibilità che un numero

maggiore di molecole di miosina possano interagire con l’actina.

Responsabile ciò, sembrerebbe essere la TITINA, la quale si lega sia alla

miosina che all’actina, spingendo entrambi i filamenti ad avvicinarsi tra

loro quando essa è stirata (img.pag.303); ciò comporta un incremento della

2+

possibilità di interazione ACT-MIO ad una data concentrazione Ca .

2+

Altro effetto di questo stiramento è una maggiore sensibilità al Ca : nel

2+

MIOCARDIO STIRATO la concentrazione Ca che permette di raggiungere una

certa forza di contrazione, risulta essere più bassa rispetto ad un MIOCARDIO

NON STIRATO, nel quale x raggiungere la stessa forza di contrazione è

2+

necessaria una concentrazione Ca più alta (img.pag.302 figura B).

Inoltre, nonostante nel m.scheletrico sia presente TITINA, questo fenomeno di

↑FORZA CONTRATTILE all’aumentare LUNGHEZZA MUSC. (STIRAMENTO) non

avviene. Ciò potrebbe essere spiegato in una differente isoforma della

TITINA (o miosina, troponina, tropo miosina) presenti nelle 2 tipologie di

muscolo.

CIRCOLAZIONE DEL SANGUE

Il sist. vascolare è costituito da un sistema chiuso di condotti (vasi) che

distribuiscono il sangue: CUORE  TESSUTI e TESSUTI  CUORE. Può

essere suddiviso in 3 componenti:

Sistema arterioso  trasferisce sangue CUORE  TESSUTI

 Sistema venoso  trasferisce sangue TESSUTI  CUORE

 Microcircolazione  divide il sist.arterioso da quello venoso e

 costituisce la sede dove vengono scambiati nutrienti e cataboliti cell.

tra SANGUE-TESSUTI.

Quadro generale del SIST.VASCOLARE

Il sangue scorre rapidamente dall’AORTA alle sue BRANCHE ARTERIOSE (grandi

arterie – piccole arterie – arteriole – capillari), riducendosi

progressivamente di diametro e con le pareti che si assottigliano mano

a mano che si procede verso la periferia. Modifiche si hanno anche da un

punto di vista istologico: si passa da una struttura prevalentemente elastica

dell’AORTA, ad una più muscolare delle ARTERIE PERIFERICHE e ad una

prevalentemente muscolare delle ARTERIOLE, mentre i capillari che non

presentano tess.muscolare – fibroso, ma solo endotelio.

Il sangue ritorna al cuore passando dai CAPILLARI alla VENA CAVA

(CAPILLARI-VENULE-PICCOLE VENULE –GRANDI VENULE – VENA CAVA). In

questo percorso verso il cuore si ha una diminuzione num.vene - aumento

progressivo del diametro di ogni vaso - pareti che si ispessiscono. Da un

punto di vista istologico si passa da una struttura costituita solo da

ENDOTELIO, tipica del CAPILLARE, ad una più muscolare delle

GRANDI-PICCOLE VENE, ad una prevalentemente muscolare ed elastica

della VENA CAVA (tab.pag.330).

Il percorso sanguigno nei diversi canali arteriosi-venosi della GRANDE

CIRCOLAZIONE (vedi tab.pag.331)  nel percorso che porta il sangue

arterioso dall’AORTA ai CAPILLARI, si assiste ad una riduzione velocità

flusso sanguigno, ciò è dovuto ad un aumento AREA SEZIONE

TRASVERSA TOTALE (sebbene ciascun vaso, progressivamente più piccolo,

presenta singolarmente un AREA SEZ.TRASVERSA sempre più piccola), cioè

aumentando il numero dei vasi, aumenta la possibilità del sangue di potersi

distribuire su una superficie maggiore, ciò determina un rallentamento flusso

sanguigno. Tale condizione configura una situazione di relazione inversa

SEZ.TRASVERSA – VELOCITA’ FLUSSO. Si assiste inoltre ad una

progressiva riduzione pressione, con la MASSIMA CADUTA DI PRESSIONE

che si ha quando il sangue passa da PICCOLA ARTERIA – ARTERIOLA.

Nel percorso che riporta il sangue al cuore si assiste ad una diminuzione

AREA SEZ.TRASVERSA TOTALE - quindi ad un AUMENTO VELOCITA’

FLUSSO - riduzione PRESSIONE. L’AREA SEZ.TRASVERSA delle VENE CAVE è

maggiore di quella dell’AORTA, di conseguenza si avrà una VELOCITA’ DI

FLUSSO minore rispetto a quella presente nell’AORTA (nelle VENE il sangue

circola in maniera più rallentata rispetto ARTERIE) (tabella pag.330).

Descrizione dettagliata reazione flusso sanguigno nei vari canali

(grafico pag.331):

GRANDI ARTERIE  piccola RESISTENZA FRIZIONALE, quindi alta

VELOCITA’ di flusso – sezione trasversa ridotta – alta PRESSIONE –

flusso sanguigno PULSATILE.

PICCOLE ARTERIE  moderata RESIST.FRIZIONALE – sezione trasversa

totale più grande rispetto a SEZIONE TRASV. TOT. GRANDI ARTERIE, quindi

VELOCITA’ flusso più ridotta rispetto alle GRANDI ARTERIE – PRESSIONE +

bassa rispetto GRANDI ARTERIE - flusso sanguigno PULSATILE.

ARTERIOLE  massima RESIST.FRIZIONALE – quindi massima CADUTA

PRESSIONE - sezione trasversa totale più grande rispetto alla SEZIONE

TRASVERSA TOTALE GRANDI-PICCOLE ARTERIE –quindi VELOCITA’

notevolmente ridotta (img.pag.331). La VELOCITA’ PIU’ RALLENTATA –

L’ESTENDIBILITA’ DELLE GRANDI ARTERIE (che permette durante la DIASTOLE

un RITORNO ELASTICO, responsabile della spinta avanti flusso sanguigno)

è responsabile di un flusso sanguigno non più PULSATILE, ma CONTINUO.

Gli aggiustamenti del grado di contrazione della muscolatura di questi piccoli

vasi, regolano il flusso sanguigno nel tessuto e svolgono un ruolo importante

nella regolaz. della PRESSIONE ARTERIOSA.

CAPILLARI  sebbene il capillare presenta la più piccola sezione trasversa

rispetto a tutti gli altri vasi, ciò che conta è la sezione trasversa totale del

letto capillare (insieme di tutti i capillari) che risulta maggiore di tutti i

vasi. Di conseguenza, una volta che il sangue passa dall’ARTERIOLA 

CAPILLARE si distribuisce su di un’area molto più ampia e ciò determina un

ulteriore rallentamento del flusso sanguigno– pressione bassa.

EMODINAMICA

Velocità del sangue

La velocità del sangue dipenda dal rapporto tra FLUSSO (Q)/AREA

SEZ.TRASVERSA (A): V=Q/A.

Da questo rapporto si nota come la VEL. SANGUE sia inversamente

proporz. all’AREA SEZ.TRASVERSA dei vasi: VELOCITA’ e maggiore nel

vaso con SEZ.TRASVERSA più piccola e viceversa nel vaso con SEZ.TRASVERSA

più grande.

A livello del SIST.VASCOLARE, avremo che la VELOCITA’ SANGUE si riduce

progressivamente quando il sangue attraversa SIST.ARTERIOSO, in

particolare, nei CAPILLARI avremo il valore minimo di velocità. Quando il

sangue attraversa il SIST.VENOSO, avremo invece un aumento progressivo

della velocità sangue.

Relazione VELOCITA’ – PRESSIONE SANGUE

La velocità del flusso sanguigno può avere importati effetti sulla pressione

all’interno del vaso.

La PRESSIONE TOTALE all’interno di un vaso è data dalla somma della

PRESSIONE DINAMICA + PRESSIONE STATICA. La PRESS.DINAMICA è

determinata anche dalla velocità flusso (formula pag.376), in particolar modo

essa risulta direttamente proporzionale alla PRESS.DINAMICA. La

velocità aumenta nei vasi con sez.trasversa più piccola, ciò determina un

incremento della P DINAMICA in quel vaso.

Relazione PRESSIONE – FLUSSO

Legge di Poiseuille  attraverso un’equazione (pag.376) ci fornisce info

importati sui FATTORI DETERMINANTI del FLUSSO SANGUIGNO

attraverso il sist.vascolare.

Il flusso attraverso un condotto AUMENTA  all’aumentare del GRADIENTE

PRESSORIO

DIMINUISCE  all’aumentare VISCOSITA’ FLUIDO – LUNGHEZZA CONDOTTO.

Resistenza al flusso

Si intende la resistenze che il flusso incontra nel suo procedere. Secondo la

formula pag.377, si può comprendere come la resistenza dipenda dalle

CARATTERISTICHE DEL FLUIDO - DIMENSIONE DEL CONDOTTO. Il principale

fattore determinante la resistenze del flusso attraverso ogni singolo vaso è il

calibro del vaso. Dalla formula si nota come il raggio (r) sia inversamente

proporzionale alla resistenza al flusso, perciò ne deriva che:

AUMENTO CALIBRO  ↓resist.flusso

 DIMINUZIONE CALIBRO  ↑resist.flusso

Nel sist.vascolare, se prendiamo in considerazione i SINGOLI VASI, notiamo

come vasi con il più piccolo calibro sono i capillari, nei quali si avrà perciò una

resistenza elevata, che tende a ridursi con l’aumentare del diametro

degli altri vasi più grossi (grafico pag.377). Dobbiamo però tenere in

considerazione la strutturazione dell’interno sist.vascolare, in quanto la

RESISTENZA varia a seconda che i canali vascolari, nei quali fluisce il sangue,

siano disposti in SERIE o in PARALLELO.

CANALI disposti in SERIE  il FLUSSO TOTALE di sangue è lo stesso all’interno

dei vasi arteriosi disposti in serie. Avremo quindi che la RESISTENZA TOT. in

un sist. in serie è data dalla somma delle R presente in ogni vaso.

CANALI disposti in PARALLELO  il FLUSSO TOTALE di sangue si divide x ogni

canale vascolare. La RESIST. TOTALE sarà data, anche in questo caso, dalla

somma delle resistenze di ogni singola componenti vascolare disposta

in parallelo. Solamente che ogni singola resistenza calcolata x ogni vaso =

1/R. Quindi la RESIST. TOT. sarà sempre più piccola della resistenza

calcolata x ogni singolo vaso disposto in parallelo (es.pag.379).

Detto ciò, considerando l’intero flusso si sangue passante nel sist. vascolare,

avremo che la maggiore resistenza sarà offerta non dai capillari, ma a

livello delle arteriole e piccole arterie. Il motivo risiede proprio nel fatto che

i CAPILLARI possiedono un numero notevolmente superiore di vasi

disposti in parallelo, rispetto alla ARTERIOLE.

La RESIST.VASCOLARE può essere modificata da stimoli naturali che

modificano il raggio dei vasi. Il fattore più importante che modifica il calibro

è lo stato di contrazione delle cell.muscolari lisce che circondano le

pareti vasi.

Flusso laminare e flusso turbolento

FLUSSO LAMINARE  si intende quel tipo di movimento in cui il fluido si

muove come una serie di lamine individuali e ogni lamina si muove a

una velocità diversa da quella della lamina contigua (img.pag.376). Nel

FLUSSO LAMINARE attraverso un condotto, il fluido è come se fosse costituito

da una serie di lamine cilindriche coassiali, infinitamente sottili, che

scivolano l’una sull’altra.

La differenza di velocità che si riscontra nelle lamine di questo flusso e x il

quale il flusso assume una forma “parabolica”, è dovuta al fatto che le

lamine più esterne sono a contatto con la parete del condotto. Tale

contatto crea attrito, che rallenta la velocità di queste lamine più esterne. Le

lamine centrali si spostano invece più rapidamente e al centro avremo la

massima velocità della corrente.

FLUSSO TURBOLENTO  all’aumentare del flusso di un fluido in un condotto

possono svilupparsi movimenti irregolari degli elementi del fluido; tale

tipo di flusso è denominato TURBOLENTO. A differenze del flusso laminare,

dove gli elementi del fluido rimangono in una lamina, in quelli TURBOLENTO gli

elementi del fluido non rimangono confinati nelle linee di flusso, ma si

mescolano (la parte centrale flusso si risvolta verso periferia). In queste

condizioni gli ATTRITI INTERNI, aumentano enormemente.

I fattori che provocano turbolenza sono: elevata densità fluido – bassa

viscosità sangue - diametri elevati condotti – elevate velocità. In

aggiunta altri fattori che provocano turbolenza sono: improvvise variazioni

dimensioni condotto o irregolarità della parete condotto. Avremo quindi

che nei GROSSI VASI  il flusso può divenire TURBOLENTO, nei PICCOLI VASI 

tende a rimanere LINEARE.

Per promuovere un dato flusso di fluido attraverso un condotto in condizioni di

turbolenza, è necessaria una pressione maggiore rispetto a quella del flusso

laminare. Pertanto, se si verifica una turbolenza, una pompa come il cuore

deve eseguire un lavoro considerevolmente maggiore x assicurare un

dato flusso.

Viscosità sangue

Per viscosità si intende la capacità liquidi di scorrere su se stesso. Per il

sangue, la viscosità può variare considerevolmente con le DIMENSIONI

CONDOTTO e con il FLUSSO. Il sangue è costituito da una sospensione

soprattutto di eritrociti in un liquido relativamente omogeneo costituito dal

PLASMA. Di conseguenza la viscosità del sangue varia in funzione del valore di

EMATOCRITO (x elevati valori di ematocrito si ha un aumento della viscosità

(grafico pag.381)).

Viscosità – dimensioni condotto  Per un certo valore di EMATOCRITO, la

viscosità del sangue dipende dalle dimensioni del condotto: VISCOSITA’

diminuisce progressivamente come il diametro del condotto si riduce al di sotto

0,3mm (capillari, arteriole, hanno dimensioni minori). Tenendo in

considerazione la formula resistenza pag.377, vediamo come R sia dirett. prop.

alla viscosità, quindi in vasi sanguigni ad alta resistenza, come capillari e

arteriole, il fatto di avere una BASSA VISCOSITA’  riduce la resistenza. Il

motivo x cui il DIAMETNRO CONDOTTO influenza la VISCOSITA’, è dovuto in

parte a una variazione nella composizione sangue che scorre nei piccoli

condotti: in questi piccoli condotti si ha un flusso laminare. Nelle lamine

centrali del flusso (parte più veloce del flusso) si tendono a concentrare i

globuli rossi, mentre il plasma scorre nelle lamine periferiche (più

lente). Poiché le porzioni centrali del flusso contengono una quantità maggiore

di globuli rossi e si muovono a velocità maggiore, il tempo necessario x

attraversare un condotto sarà minore x i GLOBULI ROSSI che x il

PLASMA. Inoltre i VALORI DI EMATOCRITO nei piccoli condotti, risultano essere

inferiori rispetto ai condotti più grandi.

Viscosità – velocità flusso  sono inversamente proporzionali,

all’aumentare velocità – diminuisce viscosità. Ciò è dovuto al fatto che a BASSE

VELOCITA’ si formano aggregati tra cellule, con conseguente ↑viscosità.

Questa tendenza si riduce progressivamente con l’aumentare velocità

(grafico pag.381). Altro motivo risiede nel fatto che ad ALTE VELOCITA’, gli

eritrociti tendono a concentrarsi nella lamina centrale più veloce, consentendo

una maggiore velocità con cui una lamina di fluido scorre sull’altra

contigua.

SISTEMA ARTERIOSO

Il sistema arterioso SISTEMICO e POLMONARE va a distribuire sangue ai letti

capillari del corpo.

Fattori determinanti PA

La PA può essere definita come PA media, in quanto è la media della

pressione nel tempo. Essa si divide in PA sistolica (max) – PA diastolica

(min). PA sistolica (max (110-119mmHg)) – PA diastolica (min

(75-79mmHg))  polso pressorio.

I fattori che determinano la PA sono:

Fattori FISICI:

• V sangue presente nel sist.arterioso

o Caratteristiche elastiche del sistema (compliance)

o

Fattori FISIOLOGICI:

• GC (FCxGS)

o Resistenze periferiche

o

Effetti del VOLUME SANGUE PRESENTE NEL SIST. ARTERIOSO  esso

dipende a sua volta dai 2 fattori fisiologici: GC – RESIST.PERIFERICA.

Questi 2 fattori, determinano rispettivamente un altro paramento: velocità

influsso sangue (Qi) – velocità deflusso sangue (Q2).

Qi – Q2

Se l’INFLUSSO > DEFLUSSO sangue  ↑ VOLUME ARTERIOSO e le pareti

arteriosi si distendono maggiormente con conseguente ↑PA. Per essere

maggiore l’INFLUSSO, significa che è ↑GC.

Se INFLUESSO < DEFLUSSO  ↓ VOLUME ARTERIOSO e le pareti arteriosi si

distendono in misura minore con conseguente ↓PA. Per essere maggiore il

DEFLUSSO, significa che sono ↓RESIST.PERIFERICHE.

Se INFLUSSO = DEFLUSSO  VOLUME ARTERIOSO costante e

conseguentemente una PA costante.

Da quanto detto, desumiamo che un aumento GC – RESIST.PERIFERICHE 

↑PA. Una diminuzione GC – RESIST.PERIFERICHE  ↓PA.

Durante l’EIEZIONE VENTRICOLARE (SISTOLE) si verifica una rapida e veloce

immissione nel sistema arterioso di sangue, il cui quantitativo è

superiore al volume di sangue che defluisce dalla arteriole (INFLUSSO

> DEFLUSSO). Ne consegue che il VOLUME SANGUE e PA aumentano a un

picco di pressione che rappresenta la PA SISTOLICA.

Durante la DIASTOLE, invece, l’EIEZIONE CARDIACA è nulla e quindi il

DEFLUSSO PERIFERICO è di molto maggiore. Ne consegue una RIDUZIONE

VOLUME SANGUIGNO ARTERIOSO che provoca una riduzione PA al valore

minimo (PA DIASTOLICA).

Effetti della COMPLIANCE ARTERIOSA  L’AORTA – ARTERIA POLMONARE e

le loro principali branche, presentano una parete ad elevata presenza di

elastina, che rende questi vasi molto distendibili (elevata compilance).

Questa DISTENDIBILITA’ serve a smorzare la natura pulsatile del flusso

sanguigno, determinata dal pompaggi intermittente del cuore. Con

l’eiezione del sangue durante le sistole da parte dei ventricoli, questi vasi si

distendono (accumulano en.potenziale) e durante la DIASTOLE, spingono

il sangue in avanti grazie al ritorno elastico delle loro pareti

(img.pag.383). Pertanto, l’EIEZIONE INTERMITTENTE del cuore, viene

convertita nei capillari a FLUSSO STAZIONARIO.

La natura elastica delle grosse arterie riduce anche il lavoro del cuore. Se

queste arterie fossero rigide, la pressione incrementerebbe notevolmente

durante la SISTOLE. Questa incrementata pressione imporrebbe ai ventricoli

di pompare sangue contro un carico elevato (post-carico) e quindi

incrementerebbe il lavoro del cuore (img.pag.383). Invece, il fatto che

queste arterie sono elastiche, permettono loro di distendersi durante la

SISTOLE, e il risultato sarebbe un incremento della press.sistolica in

misura minore rispetto a quanto si avrebbe nelle arterie rigide. Ne

consegue anche un lavoro cardiaco di minore intensità.

Propagazione onda di pressione

L’eiezione del ventricolo sx nell’aorta, provoca l’insorgenza di un’onda di

pressione che si propaga lungo l’AORTA e le sue branche. Essa viaggia

ad una velocità che è molto più elevata delle velocità con cui avviene il

reale movimento in avanti del sangue. È quest’onda di pressione

propagata che si percepisce come “polso” palpando un’arteria periferica.

La VELOCITA’ TRASMISSIONE ONDA PRESSIONE varia in modo inversamente

proporzionale alla COMPLIANCE VASCOLARE. In genere, la velocità di

trasmissione aumenta con l’età, confermando come le arterie diventano

meno elastiche con l’invecchiamento.

Inoltre la velocità di trasmissione aumenta quando l’onda pressoria passa

dall’AORTA alle ARTERIE PERIFERICHE e ciò dimostra come la compliance

vascolare tende a diminuire nelle porzioni arteriose più distali.

SISTEMA VENOSO

Le vene sono gli elementi del sist.circolatorio che trasferiscono sangue dai

tessuti al cuore. Le vene, inoltre, costituiscono un serbatoio molto ampio

che contiene circa il 70% del sangue in circolo. Questa funzione di

serbatoio, consente alle vene di aggiustare il volume di sangue che

ritorna al cuore (variando quindi il PRE-CARICO), in modo tale che siano

soddisfatte le necessità dell’organismo quando la GC è alterata.

Le vene sono molto distendibili e offrono una bassa resistenza al flusso

sanguigno. La bassa resist., favorisce il flusso di sangue dalle VENE

PERIFERICHE  CUORE.

La distendibilità delle vene (compliance), varia con la posizione del corpo,

tanto che le VENE ARTI INFERIORI hanno una compliance inferiore a quella

delle vene che si trovano a livello o sopra cuore. Le VENE ARTI INFERIORI,

sono inoltre più spesse delle VENE ARTI SUPERIORI o VENE CERVELLO. La

COMPLIANCE vene si riduce con l’età e l’ISPESSIMENTO che si verifica è

accompagnato da una diminuzione elastina – aumento collagene.

Variazioni del ritorno venoso si ottengono x aggiustamenti TONO

VENOMOTORE – ATT.RESPIRATORIA – STRESS ORTOSTATICO (GRAVITA’).

Gravità

Le FORZE GRAVITAZIONALI possono esercitare notevoli effetti sulla GC

(es.pag.389).

Viene spesso riferito che quanto una persona è in staz.eretta, le F gravità

agiscono contro F che di norma promuovono il ritorno venoso al cuore.

Quest’affermazione è incompleta, in quanto ignora:

il fatto che ogni F gravitazionale esercita impedimento al flusso

o sul versante venoso, è esattamente bilanciata dal fatto che essa

favorisce il flusso sul versante arterioso.

Non prende in considerazione gli effetti della gravità nel

o determinare l’accumulo venoso. A tal proposito, durante la

staz.eretta, la GRAVITA’ provoca accumulo di sangue negli arti

inferiori, e distende sia ARTERIE che VENE. Poiché la COMPLIANCE

VENOSA è maggiore di quella ARTERIOSA, questa distensione sarà

maggiore nel lato venoso rispetto a quello arterioso. Ciò provoca

effetti che assomigliano a quelli che si riscontrano durante l’emorrargia.

Quest’accumulo, provoca infatti una riduzione GC, al quale seguono

aggiustamenti compensatori (identici a quelli che si attuano in

situazioni di emorragia) che consentono all’uomo di adattarsi alla

staz.eretta.

Att.muscolare e valvole venose

Quando si passa dalla posizione SUPINA alla STAZ.ERETTA e si rimane immobili,

si assiste ad un aumento pressione a livello delle vene degli arti

inferiori.

Nelle gambe, la PRESSIONE VENOSA aumenta gradualmente e non

raggiunge un valore stabile se non dopo almeno 1 min di staz.eretta.

Questo aumento graduale di pressione venosa è attribuibile alle VALVOLE

localizzate nelle vene, che permettono il flusso in una sola direzione

del cuore. Quando una persona assume una staz.eretta, le valvole

impediscono che il sangue venoso dai livelli più elevati, refluiscano ai

piedi. Avremo quindi che la colonna di sangue venoso è sostenuta a più livelli

da queste valvole, le quali la dividono in diversi segmenti separati. Il

sangue proveniente dalle venule e altre piccole vene, continua ad entrare nei

singoli segmenti della colonna, provocando un aumento pressorio. Non

appena la pressione di un segmento diventa superiore a quella del

SEGMENTO SOPRASTANTE, le VALVOLE vengono aperte. Alla fine, tutte

le valvole saranno aperte e la colonna diviene CONTINUA.

Quando si comincia a CAMMINARE, la PRESSIONE VENOSA negli arti inferiori si

riduce in modo apprezzabile (img.pag.389). Ciò è dovuto al fatto che,

all’azione delle valvole, si aggiunge la COMPRESSIONE VENOSA

intermittente prodotta dalla CONTRAZIONE MUSCOLARE, favorendo la

spinta del sangue in direzione del CUORE.

La CONTRAZIONE MUSCOLARE, va quindi a ridurre la PRESSIONE VENOSA

MEDIA e serve come pompa ausiliaria x favorire il ritorno venoso. In

questo modo, previene l’accumulo venoso e riduce la pressione

idrostatica capillare  riducendo cosi, durante la staz.eretta, la

tendenza alla formazione di edemi nei tess. delle regioni inferiori

corpo.

MICROCIRCOLAZIONE

Compito del sist.circolatorio è quello di fornire ai tessuti una quantità di

sangue adeguata alle loro richieste di OSSIGENO – SOST.NUTRITIZE.

Per MICROCIRCOLAZIONE si intende la circolazione del sangue attraverso i

vasi più piccoli: ARTERIOLE – CAPILLARI – VENULE. Le ARTERIOLE hanno

uno spesso strato m.liscia, possono:

dare direttamente origine ai capillari. Le arteriole che danno

 direttamente origine ai capillari, costituiscono i principali vasi di

resistenza e regolano il flusso ai letti capillari, attraverso

COSTRIZIONI – DILATAZIONI della muscolatura.

I CAPILLARI sono costituiti da un singolo strato ENDOTELIO, che

consente un rapido scambio GAS – ACQUA – SOLUTI con il liquido

interstiziale. I capillari formano una rete intercomunicante di piccoli

condotti di diversa lunghezza.

oppure possono presentare comunicazioni diretta con le venule

 oppure possono andare a costituire le METARTERIOLE, condotti nel

 quale scorre il sangue, passando direttamente dalla parte arteriosa a

quella venosa, evitando i capillari, oppure andando ad alimentare il

letto capillare (img.pag.390)

Le VENE – PICCOLE VENE servono principalmente come condotti di raccolta

e deposito.

Proprietà funzionali dei capillari

Nei tessuti con elevata att.metabolica (cuore – muscolo sch.), i capillari

sono molto numerosi, mentre risultano in densità minore nei tessuti

meno attivi (tess.subcutaneo – cartilagine).

Non tutti i capillari hanno lo stesso diametro, ce ne so alcuni con dimensioni più

piccole degli ERITROCITI e ciò determina che quest’ultimi x poter passare in

questi condotti devono deformarsi (normalmente sono flessibli).

Il flusso sanguigno nei capillari NON è UNIFORME e dipende

principalmente dallo STATO CONTRATTILE delle ARTERIOLE  le

variazioni di velocità del flusso capillare possono essere di tipo CASUALE o

possono mostrare un COMPORTAMENTO OSCILLATORIO (RITMICO)

provocato dalla contrazione-rilasciamento delle arteriole o piccole arterie

(VASOMOTILITA’).

Questa VASOMOTILITA’ è determinata dallo stato di contrazione della

m.liscia delle arteriole-piccole arterie e NON dipende da FATT.ESTERNI,

ma bensì da FATT.INTERNI come ad esempio la variazione PRESSIONE

TRANSMURALE. Tale variazioni vanno proprio ad influenzare lo stato di

contrazione delle arteriole:

↑PRESS.TRANSUMARALE  provoca contrazione ARTERIOLE al

o punto in cui si originano i capillari.

↓ PRESS.TRANSUMARALE  provoca rilasciamento ARTERIOLE al

o punto in cui si originano i capillari.

Oltre alla PRESS.TRANSMURALE, variazioni della vasomotilità possono

dipendere da fatt.umorali (es.pag.391) – forse fatt. nervosi.

Possiamo quindi dire come la VELOCITA’ FLUSSO CAPILLARE possa

avvenire in maniera CASUALE, oppure essere determinata da

MODIFICHE VASOMOTOLITA’ ARTERIOLE.

Flusso nutrizionale – non nutrizionale  Il flusso ematico passante x i

capillari viene definito  FLUSSO NUTRIZIONALE

Il flusso ematico che cortocircuita i capillari, passando dal LATO ARTERIOSO a

quello VENOSO  FLUSSO NON-NUTRIZIONALE (FLUSSO

CORTOCIRCUITATO).

La scelta delle METARTERIOLE di far fluire sangue dal LATO ARTERIOSO ..>

VENOSO oppure andare ad ALIMETARE LETTO CAPILLARE, è determinato

dall’intensità dell’attività metabolica:

BASSA ATT.METABOLICA  il flusso passa dal LATO ARTERIOSO ..>

o VENOSO, in quando molte ARTERIOLE risultano chiuse.

AUMENTO ATT.METABOLICA  le arteriole che prima erano chiuse si

o aprono e il sangue che passa nelle metarteriole si rende disponibile x la

perfusione capillare.

I capillari sono privi di m.liscio e quindi non sono dotati della capacità di

modificare attivamente il loro diametro. Tuttavia le cell.endoteliali,

contengono ACT-MIO e possono modificare la loro forma in risp. a certi stimoli

chimici.

La sottile parete dei capillari può contrastare le ELEVATE PRESS.

INTERNE (PRESS. INTRAVASCOLARI) senza rompersi, in seguito al loro

lume molto piccolo  Questa proprietà è spiegata dalla Legge Laplace:

T=Pr. T sta per TENSIONE della parete e rappresenta la forza che si

oppone alla FORZA DI DISTENSIONE che tende a separare un’ipotetica

fessura del vaso.

Il piccolo raggio del lume, permette di fornire una FORZA DISTENSIONE piccola.

A pressioni aortiche-capillari normali, la TENSIONE PARETE AORTICA è circa

12.000 volte maggiore della TENSIONE PARETE CAPILLARE (es.pag.392).

Il diametro delle arteriole è determinato dall’equilibrio tra FORZA

CONTRATTILE MUSCOLO LISCIO VASCOLARE – FORZA DISTENDENTE

(prodotta da P intraluminale):

↑F CONTRATTILE M.LISCIA di un’arteriola  ↓ sarà il diametro, fino a

o quando non si raggiunge un punto (nel caso delle piccole arterie) in cui si

ha l’occlusione completa del vaso.

↓ progressiva P INTRALUMINALE  ↓diametro vaso (si riduce anche

o la TENSIONE parete vaso) e il flusso sanguigno eventualmente si

arresta. Il livello di pressione che provoca arresto del flusso viene

chiamata, PRESSIONE CRITICA DI CHIUSURA.

Ruolo vasoattivo dell’endotelio capillare  Oltre a svolgere la funzione

passiva di consentire il passaggio di acqua – piccole molecole attraverso

la parete del vaso e, trattenere cell.sangue – macromolecole, svolge

anche quella attiva di essere una fonte di sostanze capaci di provocare

contrazione – rilasciamento del m.liscio vascolare.

Queste sostanze sono:

PROSTACICLINA (PGI ), facente parte delle PROSTAGLANDINE. Viene

 2

prodotta dall’endotelio a partire dall’AC.ARACHIDONICO. La principale

funzione è inbire l’adesione delle piastrine all’endotelio e la loro

aggregazione, evitando quindi formazione trombi. Altra funzione è

quella di provocare il rilasciamento del m.liscio vascolare.

NO (monossido azoto), componente del fatt.rilasciante di origine

 endoteliale. Il rilascio di NO può essere provocato: stimolazione

cel.endoteliali con Ach o altre sost. (ATP, brachidina, serotonina,ecc) –

flusso sangue che provoca una TENSIONE TAGLIO sull’endotelio. La

2+

stimolazione delle cell.endoteliali, provoca attivazione canali Ca ,

2+ 2+

permettendo entrata Ca e quindi ↑Ca che attiva NO sintasi, il quale

ricava NO a partire da L-ARGININA. NO esce dalle cell.endotelio e

entra nelle cell.muscolari lisce dei vasi (in quanto in grado di

attraversare membrana da solo poiché ha dimensioni piccole) dove

attiva la GUANILATO CICLASI che andrà ad idrolizzare GTP  cGMP.

↑cGMP attiva PROTEINA CHINASI (PKG) che va a fosforilare diverse

proteine di membrana, tra cui:

2+ 2+

canali Ca  ↓[Ca ]

o + +

canali K  ↑[K ] iperpolarizz.membrana

o SERCA  aumenta sua attività, con conseguente maggior

o 2+

sequestro di Ca cistosolico nel RSarcoplasmatico.

Tutto ciò provoca VASODILATAZIONE.

ENDOTELINA  potende peptide vasocostrittore, sintetizzato

 dall’endotelio. Può provocare modifiche TONO VASOMOTORE –

PRESS.SANGUIGNA. Inoltre è coinvolto in eventi patologici come

aterosclerosi, ipertensione polmonare, insuff.renale, ecc.

+ +

Altre sost. vasodilatatrici come: H - CO2 – K , liberati da

 tess.parenchimali.

Ruolo passivo dell’endotelio capillare  il solvente e il soluto si muovono

attraverso la parete endoteliale del capillare x:

Diffusione: è il processo più importante. La diffusione è il fattore

 chiave che provvede allo scambio di sostanze nutritive – rifiuto tra

capillari e cell.tessuti.

DIFF.MOLECOLE INSOLUBILI NEI LIPIDI nei capillari, la diffusione delle

molecole INSOLUBILI NEI LIPIDI, non avviene liberamente, ma è

limitata dai canali o pori contenenti acqua. Il movimento di soluti

attraverso l’endotelio, non dipende solo dal gradiente di

concentrazione, ma anche da fenomeni di attrazione tra molecole

di soluto e solvente – interazione tra molecole soluto –

configurazione dei pori e cariche delle molecole in relazione alle

cariche delle cell.endoteliali. Maggiori sono le dimensioni delle

molecole insolubili nei lipidi, minore è la diffusione attraverso

capillari, perciò la diffusione attraverso il capillare, rappresenta il

fattore limitante (trasporto limitato dalla diffusione). Le piccole

molecole INSOLUBLI, diffondono molto velocemente nel tessuto, e il

solo fattore limitante è rappresentato dalla distanza CAPILLARE –

PARENCHIMA (in seguito a edema o bassa densità capillari).

DIFF.MOLECOLE SOLUBILI NEI LIPIDI  tali molecole possono passare

direttamente attraverso la memb.lipidica dell’endotelio capillare,

a velocità elevate.

O2 – CO2 sono entrambi solubili nei lipidi e possono passare

facilmente attraverso le cell.endoteliali.

Filtrazione  la permeabilità della memb.endoteliale dei capillari non è

 uguale in tutti i tessuti (es.pag.395). Anche lungo il capillare la

permeabilità non è uniforme: nel CAPO VENOSO la permeabilità è

> che nel CAPO ARTERIOSO ed è max nelle VENULE. Questa

maggiore permeabilità nel TERMINALE VENOSO DEI CAPILLARI e nelle

VENULE, è dovuto al maggior numero di PORI presenti nella parete

endoteliale.

Il numero di PORI presenti nei capillari non è lo stesso x tutti, esso può

infatti variare a seconda della tipologia di capillare, ad es. nei capillari

cerebrali dove è presente la BARRIERA EMATOENCEFALICA, i PORI sono

ASSENTI e viene impedito il passaggio soprattutto di MOLECOLE GRANDI

DIMENSIONI, le quali trovano nei PORI un punto di passaggio. I capillari

renali e dell’intestino, sono tra i più porosi e presentano fenestrature

ampie. Altri come i capillari fegato presentano capillari con un

endotelio discontinuo.

La DIREZIONE e il MOVIMENTO di liquido attraverso la parete

capillare è determinata dalla PRESSIONE IDROSTATICA –

OSMOTICA esistenti attraverso la memb.:

PRESSIONE IDROSTATICA  non è costante nei capillari e

o dipende da:

PA  ↑PA determinano ↑PRESSIONE IDROSTATICA

 Pvenosa  ↑Pvenosa determinano ↑PRESSIONE

 IDROSTATICA

RESIST. ARTERIOLE  ↑Resist.Art. (e chisura arteriole)

 determina ↓PRESS.IDROSTATICA CAPILLARE.

RESIST. VENULE (PICCOLE VENE)  ↑Resist.Venule

 determina ↑PRESS.IDROSTATICA CAPILLARE.

Variazioni della RESISTENZA VENOSA, determina modifiche della

PRESS.IDROSTATICA CAPILLARE più di quanto non facciano

le variazioni RESIST.ART.

La PRESS.IDROSTATICA CAPILLARE varia da tess. a tess. e anche

nello stesso tess.

La P TISSUTALE all’esterno del capillare, svolge la funzione di

opporsi alla filtrazione capillare, ma in condizioni normali la P

TISSUTALE è prossimo a ZERO, perciò la PRESS.CAPILLARE (che

permette la spinta dei liquido da CAPILLARE ..> TESSUTI)

non risulta influenzata.

PRESSIONE OSMOTICA  il fattore più importante che impedisce

o l’uscita di liquido dai capillari è la PRESS.OSMOTICA delle

PROTEINE PLASMATICHE (PRESSIONE ONCOTICA). Tale

pressione ha un ruolo importante nello scambio di liquido

attraverso la parete capillare, in quanto le PROT.PLASMATICHE

rimangono essenzialmente confinate nello spazio

INTRAvascolare, mentre gli ELETTROLITI hanno uguale

concentrazione ai lati dell’endotelio.

Tra le proteine plasmatiche, l’ALBUMINA ha un effetto

preponderante nel determinare la press.osmotica. Il motivo

risiede nel fatto che essa esercita una forza osmotica

superiore a quella che dovrebbe essere esercitata sulla

base della sua concentrazione nel plasma. La forza osmotica

aumenta ulteriormente ad ALTE CONCENTARZIONI di ALBUMINA

(come nel plasma). Una spiegazione di questo comportamento

dell’albumina è da ricercarsi nella sua carica negativa presente a

-

pH ematico normale. L’albumina lega un piccolo numero di Cl

che aumentano ulteriormente la sua carica negativa e, qiundi

presenta una maggiore capacità di trattenere all’interno del

+

capillare Na . Questo comportamento permette al plasma di

avere una concentrazione di elettroliti superiore rispetto a

quella del liquido interstiziale, aumentando così la FORZA

OSMOTICA.

Equilibrio tra FORZE IDROSTATICHE – OSMOTICHE  la relazione tra

PRESS.IDROSTATICA – OSMOTICA è descritto dall’equazione di Starglin

(pag.398). A seconda della prevalenza di quei fattori responsabili della

FORZA IDROSTATICA – OSMOTICA, si avrà filtrazione – riassorbimento.

Ad es. x avere RIASSORBIMETNO dovremo avere o un ridotto valore

PRESSIONE IDROSTATICA CAPILLARE o un alto valore PRESSIONE

ONCOTICA LIQ.INTERSTIZIALE (es.pag.398).

Pinocitosi  le vescicole pinocitotiche, sono formate da introflessioni

 della memb.plasmatica delle cell.endoteliali, e permettono di

assumere sostanze da un lato della parete capillare, muoversi attraverso

la cellula e depositare il loro contenuto nel’altro lato. La quantità di

materiale trasportato, risulta però notevolmente piccolo rispetto a

quella che si muove x diffusione. Tuttavia, tale processo può essere

importante x consentire il passaggio di grosse molecole insolubili nei

lipidi. Il numero di vescicole pinocitotiche presenti nell’endotelio, varia

con il tessuto (muscolo > polmoni > cervello).

CIRCOLAZIONE NEL MUSCOLO SCHELETRICO

La velocità del flusso sanguigno nel m.sch. è in relazione diretta con il livello

att.contrattile del tessuto e varia a seconda tipo muscolo: ↑flusso –

densità capillari nelle FIBRE ROSSE rispetto alle BIANCHE.

A RIPOSO  ARTERIOLE PRE-CAPILLARI si contraggono e rilasciano a

intermittenza, di conseguenza avremo momenti in cui gran parte del letto

CAPILLARE non è perfuso. Pertanto, il flusso ematico totale nel m.sch. a

riposo è basso.

ATTIVITA’  la resistenza vascolare si ↓ e ↑ flusso ematico. L’entità

dell’aumento dipende dall’intensità del lavoro muscolare.

Regolazione del flusso ematico nel m.sch.

La circolazione muscolare è controllata da FATTORI NERVOSI – LOCALI. Nel

muscolo ATTIVO, prevale una regolazione da fatt.locali (metabolici), mentre

nel muscolo RIPOSO, prevalgono i fatt.nervosi. I meccanismi nervosi e locali

che regolano il flusso sanguigno hanno azioni tra loro opposte (es. durante

la CONTRAZIONE MUSC. prevale meccanismo vasodilatatore indotto da

fatt.locali; tuttavia una forte STIMOLAZIONE SIMPATICA, durante

l’att.muscolare, può provocare una lieve riduzione della vasodilatazione

indotta dai metaboliti locali).

FATTORI NERVOSI  La stimolazione delle FIBRE SIMPATICHE, provoca il

rilascio di NA, il quale ha effetti vasocostrittori. L’ADRENALINA, invece,

interagisce sia con i recettori ALFA sia con quelli BETA. A basse dosi sul

sistema vascolare prevalgono gli effetti BETA (vasodilatazione), mentre

ad alte dosi sono più forti gli effetti ALFA (vasocostrizione).

Poiché il muscolo rappresenta il principale costituente della massa corporea e

costituisce quindi il letto vascolare più ampio, i vasi che lo irrorano svolgono

importanti funzioni nei meccanismi che mantengono costante la PA.

Oltre a questi fattori nervosi-locali, anche il m.sch, come gli altri tessuti viene

influenzato da fatt.fisici (PA – P tessuto – viscosità sangue). Tuttavia nel

corso della contrazione entra in gioco anche un altro fatto fisico: l’azione di

compressione esercitata sui vasi dal muscolo che si contrae.

Se le contrazioni sono di tipo INTERMITTENTE  durante ogni contrazione di

breve durata si osserva una ↓flusso arterioso - ↑drenaggio venoso. Se le

contrazioni sono PROLUNGATE – INTENSE  i capillari muscolari risultano

compressi e il flusso sanguigno può temporaneamente arrestarsi.

REGOLAZIONE DELLA CIRCOLAZIONE PERIFERICA

La CIRCOLAZIONE PERIFERICA è sottoposta a un duplice controllo:

Controllo origine CENTRALE: mediato dal SN.

 Controllo origine LOCALE: si attua a livello del tessuto x mezzo di

 fattori presenti o liberati in prossimità dei vasi sanguigni.

A seconda del tipo di tessuto può essere predominante un tipo di

meccanismo sull’altro.

Importanza del m.liscio vascolare nella regolazione sanguigna  le

arteriole offrono la maggior resistenza al flusso sanguigno, pompato nei

Questa

tessuti dal cuore e sono perciò importanti nel mantenere la PA.

funzione è possibile in quanto la parete di questi vasi è costituita in gran

parte da cell.muscolari lisce che, contraendosi, vanno a regolare il lume

del vaso. Il lume può variare da una situazione di chiusura pressoché

completa ..> dovuta a forte contrazione del m.liscio – massima dilatazione

..> x completo rilasciamento del m.liscio vascolare.

Il m.liscio vascolare è perciò responsabile del controllo della resistenza

periferica tot. – tono arterioso/venoso – distribuzione flusso sangue

attraverso il corpo. Di conseguenza agendo su di esso, si va a regolare la

circolazione periferica. Il controllo sul m.liscio vascolare può avvenire

attraverso un:

Controllo INTRINSECO:

• Autoregolazione e regolazione miogenica  variazione di PA si

o associano variazioni della RESIST.VASCOLARE che tendono a

mantenere costante il FLUSSO SANGUIGNO. A incrementi o

diminuzioni di PA ne conseguono, rispettivamente, aumenti o

diminuzioni FLUSSO EMATICO. Mantenendo la PA al suo nuovo

livello x circa 30-60 sec, si assiste ad un ritorno del FLUSSO

verso VALORI DI CONTROLLO.

Queste variazioni del flusso sono dovute a variazioni della

muscolatura liscia: x un’ ELEVATA DIFF. DI PRESSIONE attraverso

la parete del vaso sanguigno (PRESSIONE TRANSUMARALE), il

muscolo si contrae, mentre si rilascia in risposta a una

RIDUZIONE PRESS.TRANSMURALE. Non è stato ancora stabilito

come la distensione dei vasi possa promuovere la loro contrazione

ma, poiché con lo stiramento del m.liscio vascolare si ha un

2+

incremento di Ca intracellulare, è stato proposto che un

2+

↑PRESS.TRANSMURALE attiva i CANALI Ca presenti su

memb.plasmatica. Tale meccanismo risulta comunque

indipendente dall’endotelio.

La PA in sogg. normali è mantenuta a un livello più o meno

costante prevalentemente attraverso RIFLESSI BAROCETTIVI, di

conseguenza l’intervento di questo meccanismo risulta minimo.

Tuttavia, quando si cambia posizione (da supina a eretta) si verifica

un’ampia variazione della PRESS.TRANSMURALE alle

estremità inferiori  e di conseguenza ARTERIOLE si

contraggono.

Regolazione mediata da endotelio  l’endotelio può produrre

o sostanze con conseguenze sulla m.liscia vascolare.

Regolazione metabolica  in alcuni tessuti il FLUSSO EMATICO è

o regolato dal livello di att.metabolica presente in quel

tessuto. Ogni intervento che provoca un apporto di O2

inadeguato (troppo o poco) alle necessità del tessuto, provoca

anche la formazione di metaboliti vasodilatatori. Questi

metaboliti sono liberati dal tessuto e agiscono localmente

dilatando i vasi di resistenza.

Tra le sost. vasodilatatrici più importanti si hanno: ac.lattico – CO2

+

– H .

Contrariamente al m.sch., il TONO BASALE del m.liscio vascolare

non è determinato dal SN. Pertanto x mantenere questo tono

deve intervenire qualche fattore metabolico (potrebbero essere:

att.m.liscio vascolare in risposta allo stiramento imposto dalla

pressione – alta tensione di O2 nel sangue arterioso – presenza di

2+

Ca ).

Un FATT.METABOLICO, sembra essere presente anche

nell’IPEREMIA REATTIVA  è una condizione che si crea quando il

flusso arterioso di un distretto viene temporaneamente bloccato,

subito dopo la rimozione dell’occlusione il flusso ematico è

superiore al flusso esistente prima dell’occlusione, x poi

ritornare gradualmente ai livelli di controllo.

Quando il m.liscio vascolare delle ARTERIOLE si rilascia in risposta

ai metaboliti vasodilatatori, rilasciati in seguito a riduzione

apporto O2, la resistenza delle ARTERIE che alimentano queste

arteriole, può ridursi. Ciò può essere dovuto al fatto che, la

dilatazione delle ARTERIOLE accelera il flusso ematico, che sarà

conseguentemente accelerato anche nelle ARTERIE, aumentando

così la tensione di taglio sull’endotelio delle arterie,

provocando vasodilatazione e rilascio NO.

Controllo ESTRINSECO:

• Influenze nervose SIMPATICHE  nel BULBO sono presenti

o alcune regioni che influenzano l’att. cardiovascolare. Alcune di

queste regioni, vanno a provocare: VASOCOSTRIZIONE - ↑FC -

↑att.miocardio. Un’altra regione provoca ↓PA. Queste regioni

menzionante, non sono intese in termini anatomici come un

aggregato circoscritto di neuroni, ma tale definizione viene fatta in

termini fisiologici.

Le REGIONI VASOCOSTRITTRICI, sono tonicamente attive e gli

stimoli riflessi e umorali ne aumentano l’att., provocando

incremento della FREQ.DEGLI IMPULSI che raggiungo i

terminali nervosi a livello dei vasi, dove viene liberata NA che

provoca VASOCOSTRIZIONE delle arteriole (agendo su rec.

alfa-adrenergici).

L’inibizione di queste regioni vasocostrittrici, diminuisce la loro

att.tonica e quindi si ↓FREQ.IMPULSI nelle fibre nervosi che

raggiungo i vasi, provocando VASODILATAZIONE. Di conseguenza

la regolazione nervosa della circolaz.periferica si attua

principalmente x modificazione della FREQ.SCARICA delle

FIBRE NERVOSE SIMPATICHE VASOCOSTRITTRICI, destinate ai

vasi (es.pag.439).

Differenza degli effetti dell’innervazione simpatica sui VASI

DI RESISTENZA (arteriole) e CAPACITA’ (vene)  le influenze

nervose esercitate sui VASI PIU’ GROSSI, hanno un significato

funzionale di minor importanza rispetto alle influenze esercitate

sulle ARTERIOLE e PICCOLE ARTERIE. Rispetto ai VASI DI

RESISTENZA, i VASI DI CAPACITA’ (vene), sembrano essere più

reattivi alla stimolazione dei nervi simpatici, in quanto

raggiungono il massimo livello di costrizione x freq. di

stimolazione più basse.

Influenze nervose PARASIMPATICHE  solo una piccola

o porzione di arteriole del corpo, ricevono fibre

parasimpatiche (es.m.sch. e cute non possiedono

innervaz.parasimaptica). Pertanto l’effetto di queste fibre sulla

resist.vascolare totale è di modesta entità.

Fattori umorali  ADRENALINA e NA esercitano un potente

o effetto sui vasi sanguigni.

ADRENALINA  nel m.sch,. in BASSE CONCENTRAZIONI ..> dilata le

arteriole (agendo su rec. beta-adrenergici), mentre ad ALTE

CONCENTRAZIONI ..> costrizione arteriole (agendo su rec.

alfa-adrenergici).

NA  in tutti tessuti l’effetto principale è la vasocostrizione.

ADRENALINA e NA sono liberate da FIBRE SIMPATICHE, ma possono

essere prodotte e rilasciante anche dalla ghiandola del surrene.

Tuttavia in condizioni fisiologiche l’effetto di queste catecolamine

liberate dalla ghiandola surrene è trascurabile se paragonato con

l’effetto provocato dalla NA liberata da FIBRE SIMPATICHE.

Riflessi vascolari  ci sono zone del BULBO che provocano riflessi

o vascolari in seguito ad afferenze che provengono da BAROCETTORI

– CHEMOCETTORI PERIFERICI – IPOTALAMO – CORTECCIA

CEREBRALE – CUTE, producendo diversi tipi di riflessi.

Barocettori arteriosi (pressocettori)  sono rec. da

 stiramento localizzati nei SENI CAROTIDEI – ARCO AORTA

(img.pag.441). Gli impulsi che arrivano dai rec. posti nei SENI

CAROTIDEI, decorrono nel NERVO SENO CAROTIDEO

(N.HERING), fino al N.GLOSSOFARINGEO (IX nervo cranico) e

attraverso quest’ultimo raggiunge il NUCLEO DEL TRATTO

SOLITARIO (NTS) nel BULBO. Questo nucleo è la staz. di arrivo

x gli impulsi che vengono dai BAROCETTORI e

CHEMOCETTORI. I rec. dell’ARCO AORTICO, raggiungono il

BULBO attraverso i N.VAGHI. L’eccitazione di questo nucleo

provoca inibizione att.simpatica destinata ai vasi

sanguigni  IPOTENSIONE (lesioni di questo nucleo provoca

vasocostrizione (IPERTENSIONE).

I terminali delle fibre dei barocettori, rispondono allo

stiramento e alla deformazione della parete vasale

indotta dalla PA:

↑PA  ↑FREQ.SCARICA  inibizione delle regioni

• vasocostrittrici  provocando VASODILATAZIONE -

↓PA.

↓PA  ↓FREQ.SCARICA.

I BAROCETTORI del SENO CAROTIDEO – ARCO AORTA, non

possiedono capacità identiche di modificare le

resistenze periferiche: BAROCETTORI DEL SENO

CAROTIDEO sono più sensibili di quell’dell’ARCO AORTA –

variazioni di PA avvertite dai REC. SENO CAROTIDEO

provocano effetti superiori a quelli provocati da

variaz.equivalenti della PA nell’ARCO AORTICO.

Per quanto riguarda il SENO CAROTIDEO, la SENSIBILITA’ del

riflesso può essere modificata: applicazioni di NA o

stimolazioni fibre nervose simpatiche destinate al

SENO CAROTIDEO  ↑sensibilità dei REC.SENO,

provocando una risposta depressoria maggiore sulle fibre

simpatiche dirette all’innervazione vasi sanguigni (forte

vasodilatazione). Questa SENSIBILITA’, si riduce

nell’ipertensione, in quanto il SENO CAROTIDEO diventa

più rigido e, quindi, meno deformabile. In queste

condizioni i REC. del SENO hanno una sensibilità minore,

tant’è che ↑PA sul SENO provoca un effetto di ↓PA meno

intenso (vasodilatazione poco intensa).

Questi BAROCETTORI (sia del SENO che ARCO AORTA), hanno

un ruolo chiave negli aggiustamenti a breve termine

della PA (come quando, nell’eser fisico, si verificano rapide

variaz. V sanguigno, GC, resist.periferiche). Tuttavia il

controllo a lungo termine della PA è dato da equilibrio

tra ASSUNZIONE – PERDITA LIQUIDI, equilibrio

controllato da RENE.

Barocettori cardiopolmonari  sono localizzati negli ATRI

 – VENTRICOLI – VASI POLMONARI. Questi barocettori sono

innervati da fibre afferenti vagali e simpatiche. I riflessi

cardiopolmonari sono tonicamente attivi e possono

modificare le resist.periferiche quando si modificano le

pressioni intracardiache – venosa – polmonare. In

particolar modo, negli atri, sono presenti 2 tipi di

BAROCETTORI CARDIOPOLMONARI:

Rec. A ..> attivati dalla tensione sviluppata

• durante la contrazione atriale.

Rec. B ..> attivati dallo stiramento della parete

• atriale durante il suo riempimento.

Gli impulsi rilevati da questi rec.atriali vengono inviati

attraverso i N.VAGHI ai CENTRI BULBARI DEL VAGO. Ne

consegue una riduzione att.simpatica destinata al rene e

un incremento di quella destinata al nodo SA.

Chemocettori periferici  sono contenuti in piccoli corpi

 (glomi), situati nell’ARCO AORTICO e SENI CAROTIDEI

(img.pag.441). Sono sensibili a: variazioni tensione CO2 –

O2 – pH sangue.

Sebbene partecipino principalmente alla

regolaz.respirazione, questi rec. x via riflessa esercitano

anche una certa influenza sulle regioni vasomotrici:

↓tensione O2 nel sangue  stimola chemocettori e

l’aumento di freq.scarica delle loro fibre, inducono

stimolazione regioni vasocostrittrici, provocando un

↑tono nelle ARTERIOLE e VENE.

Rispondono in maniera meno marcata ad aumento CO2 e

riduzinoe pH.

Alcuni di questi chemocettori presenti nel cuore e innervati

da fibre simpatiche, sono attivati nell’ischemia e trasmettono

il dolore cardiaco (angina pectoris).

Ipotalamo  la completa attuazione dei riflessi

 cardiovascolari, richiede l’integrità delle STRUTTURE PONTINE

e IPOTALAMICHE. Quest’ultime sono anche responsabili del

controllo comportamentale ed emozionale del

sist.cardiovascolare.

Cervello  stimolazioni aree motorie e pre-motorie possono

 provocare VASOCOSTRIZIONE. Si può avere anche

VASODILATZIONE in risposta a stimoli emozionali.

Riflessi polmonari  espansione dei polmoni provoca x via

 riflessa vasodilatazione sistemica e ↓PA, in quanto le

fibre afferenti si attivano in seguito a distensione pareti

polmonari, andando ad inibire le aree vasomotorie.

L’ampiezza della risp.depressoria dipende dal grado

distensione polmoni e dal preesistente tono

vasocostrittore. Viceversa, il collasso polmoni induce

vasocostrizione sistemica.

Equilibrio tra FATT.INTRINSECI ed ESTRINSECI nella regolazione del

FLUSSO SANGUIGNO PERIFERICO

Il duplice controllo dei vasi periferici dovuto a meccanismi ESTRINSECI – INTRINSECI,

permette di apportare aggiustamenti vascolari, atti a deviare il flusso sanguigno verso

regioni che richiedono un maggior apporto di sangue, sottranedolo alle aree le cui

immediate necessità sono inferiori.

Si hanno tessuti in cui è maggiore l’efficacia di un meccanismo estrinseco o

intrinseco, in altri tale predominanza è determinata dallo stato di attività di

quel tessuto: CUORE e CERVELLO, che sono organi vitali che non tollerano

ridotti apporti di sangue, predominano MECCANISMI INTRINSECI.

CUTE, predominano MECCANISMI ESTRINSECI.

M.SCH. esiste un intergioco tra MECC.INTRINSECI – ESTRINSECI. Nel M. a

RIPOSO il controllo nervoso (tono vaso costrittore) è dominante

(MEC.ESTRINSECO). All’inizio eser. muscolare, il MECC.INTRINSECO diventa

dominante e, a causa dell’aumento locali metaboliti, si verifica

VASODILATAZIONE nei m.attivi. In questi m.attivi arrivano comunque gli

IMPULSI COSTRITTORI delle fibre simpatiche, in quanto tonicamente attive,

ma tali impulsi risultano inferiori a quelli derivanti dall’azione dei metaboliti.

ADATTAMENTI DELLA FUNZIONE CARDIOCIRCOLATORIA ALL’ATT.FISICA

E ALLENAMENTO

Le modificazioni cadivoascolare durante il lavoro muscolare dipendono dalla

combinazione e interazione di:

FATTORI NERVOSI: includono:

 Comando centrale  è l’attivazione corticocerebrale del SN

o SIMPATICO che provoca ↑FC - ↑F CONTRATTILE CUORE –

VASOCOSTRIZIONE PERIFERICA.

Riflessi iniziati dai m.attivi  possono essere attivati negli stessi

o muscoli x stimolazione MECCANOCETTORI (in seguito stiramento,

tensione) – CHEMOCETTORI (da parte prodotti metabolismo) in

risposta a contrazione muscolare.

Riflessi barocettivi

o

FATTORI LOCALI (CHIMICI)

Esercizio fisico LIEVE o MODERATO

Nell’uomo, la preparazione a compiere att.fisica inibisce l’att.nervosa

vagale destinata al cuore e provoca attivazione di quella simpatica. Gli

effetti coordinati dell’INBIZIONE CENTRI VAGALI e dell’ATTIVAZIONE DI QUELLI

SIMPATICI, provocano ↑FC e ↑CONTRATTILITA’ MIOCARDIO.

↑FC + ↑CONTRATTILITA’ MIOCARDIO  ↑GC.

Resistenze periferiche  contemporaneamente alla stimolazione cardiaca, il

SIMPATICO provoca variazione delle resist.vascolari periferiche. Nella cute,

rene, regioni splaniche, M.INATTIVI, si verifica vasocostrizione simpatica, che

aumenta resistenze vascolare, provocando deviazione di sangue nei M.ATTIVI.

L’aumentata resistenza vascolare nei TESS.INATTIVI, persiste x tutto il periodo

di att.fisica.

La GC e il FLUSSO EMATICO aumenta nei M.ATTIVI con l’incremento

dell’intensità dell’eser.fisico.

Il flusso ematico attraverso il miocardio aumenta, mentre rimane immodificato

nel cervello.

Le principali VARIAZ.EMODINAMICHE in corso di eser.fisico prolungato,

avvengono nei VASI dei M.ATTIVI. Uno delle cause di queste variazioni

emodinamiche dirette ai vasi dei m.attivi, è la formazione locale di

METABOLITI VASOATTIVI, che provocano una notevole dilatazione delle

ARTERIOLE. Questa vasodilatazione, aumenta all’aumentare

dell’intensità dell’eser. Tra le sost. vasodilatatrici liberate durante la

+

contrazione, si hanno: K , responsabile dell’iniziale riduzione della resistenza

vascolare dei M.ATTIVI; ADENOSINA; ↓pH.

Questa vasodilatazione dei vasi dei m.attivi, permette di

↓RESIST.PERIFERICA, tale riduzione consente al cuore di pompare una

quantità maggiore di sangue contro un carico minore e con un

rendimento maggiore rispetto a quello che si avrebbe se la

RESIST.PERIFERICA rimanesse immodificata.

Oltre alla vasodilatazione, si verificano anche marcate variazioni della

circolazione capillare. A riposo solo pochi capillari sono pervi, mentre

nell’eser. tutti o quasi tutti i capillari sono ripieni di sangue, la superficie

disponibile x lo scambio di sostanze (gas, acqua, soluti) viene incrementata

di molte volte. Inoltre, il rilasciamento delle ARTERIOLE, favorisce un

↑PRESS.IDROSTATICA nei capillari e ciò contribuisce al movimento netto di

sostanze dai CAPILLARI  TESSUTI. Tale pressione nei capillari (press.tissutale),

aumenta e rimane elevata durante tutto l’eser. Ciò provoca anche un aumento

del flusso linfatico, favorito anche dall’effetto massaggio esercitato dai m. che

si contraggono sui vasi linfatici.

Il muscolo che si contrae, estrea avidamente O2 necessario dal sangue e

quindi ↑Δ(a-v).

Inoltre il rilascio di O2 dal sangue è facilitato da una maggiore tendenza

alla dissociazione di O2 dall’EMOGLOBINA, di conseguenza i globuli rossi

tratterranno sempre una minore quantità di O2 e si avrà una più

efficace rimozione di O2 dal sangue.

Il consumo di O2 può aumentare fino a 60 volte con un incremento della GC di

sole 4 volte.

La MIOGLOBINA nel m., svolge un’importante riserva di O2 nel corso

dell’att.muscolare. La MIOGLOBINA libera O2 solo a press.parziali molto

basse, che probabilmente sono raggiunte solo nel m. che si contrae

attivamente. Inoltre, può facilitare il trasporto di O2 dai CAPILLARI 

MITOCONDRI, funzionando come trasportatore di O2.

GC  GS x FC. FC ..> A livello del nodo SA, ↑stimolazione simpatica -

↓inibizione parasimpatica, persistono x tutta la durata dell’eser. e, di

conseguenza, anche la tachicardia persiste. Se il carico di lavoro è

MODERATO ma rimane COSTANTE, la FC raggiungerà un certo livello e

rimarrà poi costante x tutto il resto del periodo di attività. Tuttavia, se il

↑CARICO LAVORO  concomitante ↑ FC, che nell’eser.molto intenso può

raggiungere il valore max.

GS ..> al contrario della FC, la GS aumenta solo del 10-35% e i valori maggiori

si osservano solo nei soggetti allenati (grafico pag.463). Negli atleti ben allenati

x le gare di fondo, la GC può arrivare fino a 6-7 volte il valore di riposo,

mentre la GS raggiunge circa il doppio del valore di riposo.

Pertanto ↑GC è dovuta principalmente al ↑FC. (nota pag.463).

Ritorno venoso  oltre al contributo dato dalla costrizione delle VENE

(mediata dal simpatico) sia nelle regioni corporee implicate nell’eser. sia in

quelle non implicate, il RITORNO VENOSO viene facilitato dall’azione POMPA

svolta dai muscoli che lavorano e dai m.respiratori. In particolar modo, la

contrazione intermittente dei muscoli comprime i vasi che decorrono al

loro interno e, nel caso delle vene, favoriscono il flusso di sangue verso il cuore,

grazie a della valvole disposte in maniera tale da garantire l’unidirezionalità

verso l’atrio dx.

Gli atti respiratori più profondi e frequenti, contribuiscono a facilitare il

flusso di sangue verso il cuore, aumentando il gradiente pressorio tra

VENE TORACICHE e ADDOMINALI.

Le riserve di sangue presenti nelle vene (RITORNO VENOSO), non

contribuiscono in maniera significativa all’incremento del volume

sangue circolate (GS). Tant’è, che il V SANGUE è di norma leggermente

ridotto nell’eser.fisico, in seguito a perdita LIQUIDO all’esterno, con

sudorazione, ventilazione e all’interno del m. che si contrae. Tali perdite

sono tuttavia contrastate in vari modi (es. ridotta formazione di urine da

parte del rene).

L’elevato volume di sangue che dalle vene torna al cuore (RITORNO VENOSO),

viene pompato così efficacemente attraverso il circolo polmonare e poi

sistemico, che la P venosa centrale rimane praticamente costante.

Perciò, durante l’eser.moderato il RITORNO VENOSO non determina un

maggiore volume di sangue che implica l’attuazione del meccanismo

Frank-Starling (es.pag.464).

Nello sforzo max invece, la P atrio dx e il V tele-diastolico ventricolare

aumentano, consentendo l’attuazione del meccanismo Frank-Starling che

contribuisce all’↑GS.

PA  se all’eser.partecipa gran parte della muscolatura (corsa, nuoto), si avrà

una vasodilatazione più diffusa, con conseguente ↓RESIST.VASCOLAR.

TOT. Nonostante ciò, la PA media aumenta con l’inizio dell’eser. e continua

ad aumentare parallelamente all’aumento dell’intensità eser. Per far si

che ciò avvenga, la GC deve essere proporzionalmente superiore alla

RIDUZIONE RESIST.VASC.TOT.

La vasocostrizione che si ha nei TESS.INATTIVI è importante x mantenere

gli elevati livelli di PA.

Inoltre, si assiste ad una certa vasocostrizione nei m.sch.attivi, quando

vengono reclutati altri muscoli (es.pag.464).

La vasodilatazione della cute che avviene durante l’eser. in seguito ad

aumento della temperatura (grafico pag.462), determinerebbe un’ulteriori

RIDUZIONE PA. Ciò viene scongiurato in quanto si assiste ad un ↑GC –

costrizione arteriole renali, splanchinche e altri tess.inattivi.

L’effetto di forte aumento della GC, viene comunque tamponata dalla

concomitante riduzione RESIST.VASC.TOT., di conseguenza avremo che la

PA aumenta di poco

La PAmedia raggiunta durante l’eser., è il risultato di un equilibrio tra

GC –RESIST.PERIFERICA.TOT.

La P sist aumenta più della P diast, in seguito soprattutto al maggior V

sist.

Esercizio intenso

Vicino all’esaurimento, i meccanismi compensatori diventano insufficienti. La

FC raggiunge il max livello e la GS raggiunge il plateu (grafico pag.463). In

queste condizioni si verifica:

Disidratazione

 vasocostrizione dei vasi cutanei (grafico pag.462)  provocando

 problematiche nella dispersione di calore. Infatti, la temperatura

corporea risulta elevata e una riduzione della perdita di calore,

provocata dalla vasocostrizione dei vasi cutanei, porta a una temp.

corporea molto elevata che si associa a sensazione di malessere

acuto.

↓pH tissutale – ematico  in seguito ad aumentata presenza di

 ac.lattico – CO2. Questa riduzione del pH rappresenta il fattore

chiave che limita la max capacità di lavoro che un individuo può

eseguire, in quanto provoca dolore muscolare – sensazione

soggettiva di esaurimento – incapacità o perdita della volontà di

continuare il lavoro fisico.

Fase di recupero post-esercizio  l’interruzione dell’eser., provoca una ↓FC

- ↓GC e la stimolazione simpatica del cuore viene rimossa. La

RESIST.VASC.TOT., rimane ridotta x un certo periodo di tempo dopo

l’eser. e ciò sembra essere dovuto ai METABOLITI VASODILATATORI che si

sono accumulati nel m. durante il periodo di att. La ridotta GC e la

bassa RPT, provocano una caduta di PA, x un breve periodo al di sotto del

livello precedente di att.

Subito dopo la PA si stabilisce a livelli di normalità, grazie all’attivazione

RIFLESSI BAROCETTIVI.

Limite delle prestazioni fisiche

I 2 principali fattori che limitano le capacità del lavoro muscolare sono:

velocità di utilizzazione di O2 da parte del m. e rifornimento O2 allo

stesso muscolo (vale a dire la GS). Quest’ultimo sembrerebbe essere il

fattore limitante principale. Tale limitazione potrebbe essere dovuta

all’incapacità del cuore di aumentare la GC oltre un certo livello,

principalmente a causa dei limiti della GS, visto che la FC raggiunge il max

ancor prima che si raggiunga VO2max.

Allenamento fisico e condizionamento

Con l’allenamento regolare, l’app.cardiovascolare dà in risposta un: aumento

sue capacità di fornire O2 ai m.attivi e migliore utilizzazione di O2 da

parte muscoli.

In un certo individuo la VO2 max è abbastanza costante, ma può

modificarsi con l’allenamento, permettendo di raggiungere valori di VO2

max progressivamente crescenti. Il plateu viene raggiunto quanod il

condizionamento atletico raggiunge il suo livello max.

Gli effetti evidenti negli atleti ben allenati, che possiedono quindi alto livello di

VO2max sono:

FC a riposo più basse  ciò è dovuto ad un più elevato tono vagale

 e alla minore att. del simpatico. Poi durante l’att.fisica, la FCmax degli

allenati è la stessa dei NON ALLENATI, solamente che essa viene

raggiunta, nel sogg.allenato, x livelli di att.fisica più elevati.

GS maggiore

 Resist. periferiche minori rispetto ai valori osservabili nel

 pre-post allenamento  potrebbe essere legato ad un altro effetto

dell’allenamento prolungato, vale a dire l’aumentata densità di

capillari nei m.sch. al quale dovrebbe seguire anche un aumento del

num. delle ARTERIOLE (vasi di resistenza), giustificando così le basse

resist.vascolari riscontrate nell’app.muscolare.

Aumenta differenza artero-venosa  si ha una maggiore

 estrazione di O2 dal sangue da parte dei muscoli.

Aumenta densità capillari nei m.sch.

 ↑num.mitocondri

 ↑enzimi ossidativi presenti nei mitocondri

 ↑att. ATPasica

 ↑mioglobina

 ↑enzimi metabolismo lipidico

SISTEMA LINFATICO

È composto da vasi linfatici – linfonodi – tess.linfoide. Questo sistema

trasporta linfa e i materiali che trasudano dai vasi sanguigni. La

composizione chimica della linfa varia a seconda dei tessuti e degli organi

in cui si trova (per esempio la linfa che si forma durante la digestione

contiene un ricco contenuto di sostanze grasse, differenziandosi quindi dalla

linfa che si forma a digiuno). Generalmente ha una composizione simile a

quella del plasma sanguigno, con la presenza di globuli bianchi. La linfa si

forma a livello dei capillari arteriosi, dalle cui pareti trasuda il plasma per

effetto della pressione arteriosa e si diffonde nei piccoli spazi fra le

cellule.

La circolazione della linfa differisce dalla circolazione sanguigna in quanto i

vasi linfatici NON formano un circuito chiuso, ma un SISTEMA A SENSO

UNICO.

I capillari linfatici, sono molto diffusi e presentano un’alta permeabilità.

Hanno un aspetto simile a quello dei capillari sanguigni, con la differenza che:

sono privi di tihgt junction tra cell.endoteliali – possiedono sottili

filamenti che li ancorano al tess.connettivo circostante.

Con la contrazione muscolare questi SOTTILI FILAMENTI, possono distorcere i

vasi linfatici e quindi aprire gli spazi tra cell.endoteliali, consentendo

l’ingresso di proteine e grosse particelle presenti nel liquido

interstiziale. I CAPILLARI LINFATICI, drenano nei VASI LINFATICI

progressivamente più grandi, che alla fine si immettono a livello della vena

succlavia dx-sx, in prossimità della giunzioni con le rispettive VENE

GIUGULARI INTERNE.

Solo CARTILAGINE – OSSO – EPITELIO – TESS.SIST.NERVOSO sono privi di vasi

lifnatici. La funzione di qeusti vasi è restituire alla cricoalzione sanguigna

il plasma filtrato dai capillari. Questo compito viene eseguito grazie alla

presenza della pressione tissutale - facilitato grazie alla contrazione

muscolare sch. e presenza di valvole che permette uni direzionalità

flusso. A tal proposito, infatti, i VASI LINFATICI assomigliano alle VENE, con la

differenza che contengono una piccola quantità TESS.ELASTICO –

M.LISCIO.

I vasi linfatici sono l’unico mezzo con cui le proteine che escono dal

compartimento vascolare, possono ritornarvici all’interno. Se le

proteine non venissero ad essere raccolte dai linfatici, si accumulerebbero nello

spazio interstiziale, richiamando liquido dai capillari e creando edema.

Inoltre le proteine uscite, non potrebbero ritornare all’interno dei vasi sanguigni

x diffusione, in seguito alla presenza di un gradiente di concentraz.proteica

non favorevole.

Oltre a riportare liquido e proteine nei vasi sanguigni, il sist.linfatico filtra la

linfa a livello dei linfonodi, rimuovendo particelle estranee (batteri).

Il vaso linfatico più grande è il DOTTO TORACICO, il quale non solo drena la

linfa proveniente dagli arti inferiori, ma restituisce anche le proteine perse

attraverso i capillari epatici, molto permeabili e trasporta le sost.

assorbite dal tratto gastrointestinale, principalmente LIPIDI, racchiusi

all’interno dei chilomicroni.

Il flusso linfatico, varia in modo considerevole: è quasi nullo nel m.sch a

riposo, ma aumenta durante eser. in proporzione a livello di intensità

muscolare – aumenta in seguito a meccanismi che incrementano la

VELOCITA’ FILTRAZIONE CAPILLARE: ↑pressione capillari -

↑permeabilità capillari. Il V liquido trasportato nei linfatici in 24 ore è circa

uguale al V plasmatico tot. del corpo.

Quando il V liquido interstiziale supera capacità drenaggio sist.linfatico, il

LIQUIDO INTERSTIZ. Si accumula, specie nei tess. più lassi, producendo

EDEMA.

SISTEMA RESPIRATORIO

Funzioni polmoni:

Scambio di gas  immissione O2 – rimozione CO2 (funz.primaria)

 Barriera tra mondo esterno – interno

 Polmone come organo metabolico che sintetizza e metabolizza

 diversi composti

ANATOMIA SIST.RESP.

Il sist.resp. inizia con il NASO e termina all’interno dei POLMONI, negli ALVEOLI.

Possiamo distinguere gli organi che costituiscono il sist. resp. in 2 porzioni:

Vie aeree superiori: NASO – SENI – FARINGE – LARINGE. La principale

o funzione di questa prima parte è quella di condizionare l’area

inspirata, in maniera che quando l’aria arriva alla trachea, risulta

umidificata e con la stessa temp. del corpo.

Il NASO funziona anche x filtrare, trattenere ed eliminare particelle

di dimensioni superiori ai 10μm e x il senso odorato. Attraverso il

naso si realizza anche una resistenza al flusso aereo, che risulta

essere il 50% della resist.tot. del sist.respiratorio. Tale resistenza

aumenta nelle infezioni virali e con l’aumentare flusso, come

accade durante eser.fisico. Quando la resp. nasale diventa troppo

elevata, inizia la respirazione attraverso la bocca.

I SENI PARANASALI svolgono 2 principali funzioni: alleggeriscono il

cranio, rendendo la postura eretta e più agevole – offrono una

risonanza x la voce – possono anche proteggere il cervello in casi

di traumi frontali.

Sia il NASO che i SENI PARANASALI, sono ricoperti da MUCOSA

RESPIRATORIAcostituito da un epitelio di rivestimento

batiprismatico pseudostratificato con numerose cellule calciformi

mucipare. Le cellule + alte sono dotate di CIGLIA VIBRATILI. La lamina

propria della mucosa, accoglie GHIANDOLE NASALI, è riccamente

vascolarizzata.

La funzione della MUCOSA RESPIRATORIA è quella di trattenere ed

eliminare il pulviscolo atmosferico che arriva dall’aria inspirata.

Le CELLULE CALCIFORMI e le GHIANDOLE della lamina propria secernano

un muco denso che trattiene il pulviscolo la cui espulsione è

facilitata dal movimento delle ciglia che lo spingono verso la

faringe. Inoltre il muco umidifica l’aria atmosferica, facendolo

giungere alle vie aeree inferiori satura di vapore acqueo. La ricca

vascolarizzazione della mucosa permette, liberando calore, di riscaldare

l’aria atmosferica.

La LARINGE è un condotto cilindrico di natura cartilaginea mantenuta in

posizione da numerosi muscoli e legamenti. Le sue funzioni sono di

consentire il passaggio di aria alle vie aeree inferiori –

produzione di suoni, grazie alla presenza delle corde vocali, l’aria

passa x queste corde e vibrando emettono suoni che variano a seconda

della tensione laringe. Importante è anche la presenza dell’epiglottide,

la quale permette di chiudere il passaggio attraverso la GLOTTIDE,

durante la masticazione, impedendo che il cibo possa penetrare

nelle vie aeree inferiori. L’atto della deglutizione del cibo dopo

masticazione di norma si verifica in 2 sec, ed è sincronizzato con riflessi

muscolari che coordinano la chiusura e l’apertura delle vie aeree.

Vie aeree inferiori: TRACHEA – BRONCHI – POLMONI. La TRACHEA fa

o seguito alla LARINGE, è un canale formato da 15-20 anelli cartilaginei

(ialina) incompleti posteriormente, ma in regolare successione. Nella

parte terminale del canale, la trachea si biforca nei 2 BRONCHI

(DX-SX). I BRONCHI originano dalla biforcazione della TRACHEA in

direzione basso-laterale e si distinguono in DX e SX, ognuno dei quali

andrà verso il rispettivo POLMONE (DX o SX). I bronchi presenti

all’esterno del polmone vengono definiti EXTRAPOLMONARI mentre

quelli che entrano all’interno del polmone si definiscono

INTRAPOLMONARI.

Essendo l’ilo del POLMONE SX più lontano rispetto al DX, il bronco DX è

+ corto del SX, ed è anche di calibro maggiore in maniera da

permettere al POLMONE DX che è + voluminoso, una ventilazione

adeguata. I bronchi si vanno ad inserire nell’ilo dei polmoni DX-SX

divenendo BRONCHI INTRAPOLMONARI e via via crea generazioni di

bronchi sempre più piccoli, quindi aventi un diametro minore, ma

un’area di superficie complessiva sempre maggiore , fino a

terminare negli ALVEOLI.

I POLMONI sono organi pieni, situati nella cavità toracica ai lati del

mediastino. Sono la sede nei quali hanno luogo gli scambi gassosi fra aria

e sangue. I POLMONI hanno la forma di coni, consistenza spugnosa ed

elastica.

La superficie esterna dei polmoni è percorsa da profonde scissure

interlobari, che dividono il polmone DX in 3 lobi, mentre il SX in 2 lobi.

Per ciascun lobo, si dirigono 1 BRONCO LOBARE.

L’aerea di superficie x lo scambio di gas ha le dimensioni di un campo da

2

tennis (circa 85m ). Quest’aerea di superficie è costituita da

numerosissime unità respiratorie (ALVEOLI) che funzionano in

modo indipendente. L’unità respiratoria (unità fisiologica) è costituita

dai BRONCHIOLI RESPIRATORI – DOTTI ALVEOLARI – ALVEOLI

(img.pag.478). Contrariamente al cuore, ma come i reni, i polmoni

presentano delle unità funzionali che dimostrano unitarietà funzionale,

vale a dire che ciascuna unità è strutturalmente identica e

funziona come tutte le altre unità. Ci sono poi BRONCHIOLI che non

contengono gli alveoli e sono perciò definiti come BRONCHIOLI NON

RESPIRATORI e sono condotti x il passaggio di aria dall’ambiente

esterno all’alveolo, ma non partecipano allo scambio gassoso,

formano perciò lo spazio morto anatomico.

La caratteristica dell’UNITA’ RESP. è quella di avere una lunghezza di

5mm circa, ma un V tot (x ogni singola unità) più grande di quello dei

polmoni (circa 2500ml=.

Gli alveoli sono costituiti da epitelio pavimentoso semplice con 2 tipi

di cellule:

PICCOLE CELLULE ALVEOLARI (pneumociti di I°tipo) 

 occupano circa il 96-98% dell’alveolo e rappresentano la cellula

principalmente responsabile dello scambio gassoso. Il sottile

citoplasma di queste cell. è ideale x la diffusione dei gas, inoltre la

loro membrane è fusa con quelle dell’endotelio capillare,

facilitando lo scambio gassoso in quanto lo spessore risulta

notevolmente ridotto.

GRANDI CELLULE ALVEOLARI (pneumociti di II°tipo) 

 presentano circa il 2% epitelio, hanno forma rotondeggiante con

grosse vescicole citoplasmatiche rotondeggianti che contengono i

corpi multi lamellari, che riversano all’interno dell’alveolo il loro

secreto, cioè una sostanza tensioattiva (TENSIOATTIVO

POLMONARE) che riduce la tensione superficiale

dell’alveolo, impedendo l’eccessiva distensione dell’alveolo

nell’inspirazione e il suo collasso nell’espirazione. Queste cellule

sono in grado di differenziarsi in tipo 1, qualora si presenti una

lesione dell’epitelio.

Lo scambio gassoso avviene negli alveoli attraverso una densa rete di

capillari attorno agli alveoli, chiamata rete alveolo-capillare. L’O2

e CO2 diffondo passivamente attraverso la barriera.

Gli alveoli sono suddivisi tra loro dalla presenza di un tessuto

interstiziale, costituito principalmente da tess.connetivo (fibre

collagene polmonare) – m.liscio – vasi linfatici – capillari – altre

cellule. Solitamente è uno spazio molto piccolo, ma può allargarsi in

condizioni patologiche in seguito a migrazione cell.infiammatorie, liquido

edema.ù

Pleure  ciascun polmone è avvolto da una membrana sierosa a

doppia parete, la PLEURE. I 2 foglietti che la costituiscono sono:

Pleura viscerale (interno):aderisce intimamente alla superficie,

 e esterna del polmone

Pleura parietale (esterna): è in rapporto con le pareti della

 cavità toracica e diaframma.

Tra i 2 foglietti è presente uno spazio definito cavità pleurica,

contenente il liquido pleurico, prodotto dalle cellule mesoteliali che

costituisce l’epitelio pavimentoso semplice (mesotelio) della

PLEURE, il quale regola lo scorrimento dei 2 foglietti durante la

respirazione, impedendo la loro adesione.

Inoltre i 2 foglietti sono in continuazione tra loro anche in prossimità

dell’ILO.

Circolazione sanguigna polmonare

I polmoni sono dotati di una duplice circolazione:

Circolazione polmonare  trasporta sangue deossigenato dal

• VENTRICOLO DX alle UNITA’ RESPIRATORIE, dove avviene lo scambio

gassoso: si assume O2 e rimosso CO2. Il sangue poi viene portato

all’ATRIO SX mediante le vene polmonari, x poi essere distribuito al resto

del corpo. Caratteristica di questa circolazione è: capacità di

accomodare grandi volumi di sangue a bassa pressione. Infatti, le

VENE POLMONARI funzionano come grande riserva di sangue, e

possono aumentare/diminuire la loro capacità x fornire una portata

COSTANTE al ventricolo sx, a fronte di un flusso variabile nell’arteria

polmonare. Tale regolazione viene fatta agendo sul proprio diametro,

grazie alla presenza di m.liscio, andando così a modificare la

resistenza al flusso sanguigno.

Il letto capillare polmonare è il più ampio letto vascolare dell’intero

organismo. Il volume di sangue passante x questo letto, aumenta da

70ml in condizioni di riposo, a 200ml in condizioni di eser. Tale

incremento è reso possibile, in parte, grazie al reclutamento di

segmenti capillari chiusi, in seguito all’aumento della P vascolare

polmonare conseguente all’incremento della portata cardiaca e,

grazie all’aumento del loro diametro (x incremento della P interna).

Circolazione bronchiale  nasce dall’aorta e fornisce sangue nutritizio

• al parenchima polmonare. Circa 1/3 del sangue ritorno all’ATRIO DX

tramite le vene bronchiali, mentre la restante parte drena nell’ATRIO SX

attraverso vene polmonari.

INNERVAZIONE

La respirazione è automatica e sotto il controllo del SNC ed integrato dal

SNA. I motoneuroni del SNC innervano i m.sch. implicati nella resp., mentre

i neuroni del SNA innervano il m.liscio, m.cardiaco e ghiandole

(img.pag.482). I polmoni sono innervati dal SNP che è sotto il controllo del

SNC. Per quanto riguarda il SNA, l’innervazione PARASIMPATICA comporta:

costrizione vie aeree – dilatazione vasi sanguigni - ↑secrezione

ghiandolare. L’innervazione parasimpatica dei polmoni, origina dal bulbo

(n.vago (X nervo cranico)), con le fibire PRE-GANGLIARI che decorrono nel

n.vago fino ai gangli prossimi alle vie aeree e vasi sanguigni polmonari. Le

FIBRE POST-GANGLIARI originano da questi gangli e vanno ad innervare

cell.m.lisce – vasi sanguigni – cell.epiteliali bronchiali. La stimolazione

parasimpatica attraverso il n.vago è responsabile della lieve costrizione

tonica del m.liscio presente nel polmone normale a riposo. Le fibre

parasimpatiche innervano anche le ghiandole e queste fibre, se stimolate,

incrementano la sintesi di glicoproteine del muco, rendendolo più

viscoso.

La stimolazione del SIMPATICO, comporta invece: rilasciamento vie aeree –

costrizione vasi sanguigni – inibizione secrezione ghiandolare. Mentre

la rispsota del SN SIMPATICO è specifica, quella del SIMPATICO è più

generalizzata.

Il SNA e SNC lavorano in modo coordinato x mantenere l’omeostasi.

Controllo centrale della respirazione

La resp. è un processo automatico, ritmico e regolato centralmente con

un controllo volontario. Il SNC e in particolare il TE, funzione come

principale centro di controllo della respirazione.

Nonostante l’ampia variabilità nelle necessità di assunzione di O2 e rimozione

CO2, i livelli arteriosi dell’O2 e CO2 sono di norma mantenuti entro

limiti molto ristretti.

La regolazione della respiraz., richiede:

Genesi e mantenimento di un RITMO RESPIRATORIO

 Modulazione ritmo respiratorio da parte dei circuiti sensoriali di

 feedback e riflessi che consentono l’adattamento alle diverse

condizioni, minimizzando i costi energetici.

Reclutamento m.respiratori che possono contrarsi in modo

 appropriato x lo scambio gassoso.

Il GENERATORE CENTRALE DEL RITMO RESPIRATORIO, è composto da

diversi gruppi di cell. del TE che hanno proprietà pacemaker. Questo

generatore è in grado di integrare le afferenze periferiche dei

rec.stiramento polmoni – rec. x O2 dei corpi carotidei – afferenze centrali

dall’ipotalamo e amigdala.

Muscoli coinvolti nella respirazione  I m.sch., forniscono la forza x

attuare la ventilazione. La loro forza di contrazione incrementa quando

sono stirati e si riduce quanto si accorciano. Pertanto, la F contrazione dei

m.respiratori aumenta con l’aumentare del V polmonare. i principali

m.respiratori coinvolti sono:

DIAFRAMMA  è il principale m.respiratorio, divide la cavità toracica

 dall’addominale. Questo muscolo si contrae con l’INSPIRAZIONE e tale

contrazione spinge il contenuto intestinale verso il basso e verso

l’esterno, questo movimento permette di aumentare verticalmente

la gabbia toracica e di creare una differenza di pressione tra

torace-addome, in particolare il torace presenterà una pressione

negativa (bassa pressione). Il diaframma durante l’inspirazione

tranquilla scende di circa 1cm e può arrivare a 10cm con l’inspirazione

forzata. Tale muscolo è innervato dal N.FRENICO che ha origine da 3°-5°

segmento cervicale del MS (C3-C5).

Con l’inspirazione, oltre che abbassamento del diaframma, si ha

l’apertura della glottide, che permette di collegare l’ambiente eterno

al sist.resp. Poiché il flusso di gas è diretto da una regione a PRESS.

PIU’ ELEVATA a una dove la PRESS. PIU’ BASSA, l’aria si muove

dall’esterno verso l’interno. Durante l’inspirazione il V polmonare

aumenta e l’O2 entra nei polmoni, mentre durante l’espirazione si ha

↑ P intratoracica e la CO2 e altri gas fluiscono passivamente dai

polmoni.

INTERCOSTALI ESTERNI  durante l’inspirazione spingono le COSTE

 in alto – verso esterno, provocando un ↑diametri laterali –

antero-posteriore della cavità toracica. Sono innervati dai

n.intercostali che hanno origine dagli stessi livelli del MS.

SCALENI  insieme ad altri m.sch. (PICCOLO-GRANDE PETTORALE –

 STERNOCLEIDOM. – ecc) intervengono nell’INSPIRAZIONE FORZATE

(eser.fisico – iperventilazione). La loro funzione è quella di spingere

verso l’alto le coste.

La fase ESPIRATORIA TRANQUILLA è una fase passiva, determinata dal

ritorno elastico del COMPLESSO POLMONI-GABBIA TORACICA, in seguito

al rilassamento dei MUSCOLI INSPIRATORI.

Nella fase ESPIRATORIA FORZATA, si hanno il coinvolgimento di altri muscoli

(M.ADDOME – INTERCOSTALI INTERNI – GRAN DORSALE – ecc) che svolgono

l’azione opposta di quelli coinvolti nell’INSPIRAZIONE FORZATA, cioè

spingono coste verso il basso – interno.

I m. respiratori possono essere allenati a eseguire un lavoro maggiore, ma

essi hanno un limite ben definito della capacità di eseguire lavoro. I

m.resp. si affaticano e la FATICA è il principale fattore dello sviluppo

dell’insuff.resp.

Presenza di liquidi nell’epitelio polmonare

Il sist. resp. è tappezzato di 3 diversi liquidi: LIQUIDO PERICILLARE –

MUCO – TENSIOATTIVO. I primi 2 ricoprono l’epitelio delle vie aeree di

conduzione dalla trachea ai bronchioli terminali e costituiscono il sist.di

trasporto muco ciliare, che serve a facilitare la rimozione di batteri,

virus, tossine dai polmoni.

TENSIOATTIVO (SURFATTANTE)  tappezza l’epitelio degli alveoli ed

esercita un’AZIONE ANTIADERENTE, riducendo la TENSIONE SUPERF.

dell’alveolo. Le parete dell’alveolo sono ricoperte da un velo di acqua.

Queste molecole d’acqua sono responsabili della TENSIONE SUPERFICIALE, con

la quale si intende la forza attrattiva, esercitata da ogni molecola d’acqua,

che tende ad attirare una molecola H2O l’una sull’altra (l’acqua tende a

Se tale fenomeno fosse presente così come descritto, porterebbe gli

contrarsi).

alveoli ad accartocciarsi, a collassare su se stessi, con il risultato che le

pareti alveolari si appiccicherebbero l’una sull’altra in seguito

all’attrazione esercitata dalle molecole H2O. Ciò decreterebbe l’impossibilità

dell’alveolo di riempirsi di aria e consentire gli scambi gassosi. Proprio

x tale motivo la TENS.SUPERFICIALE viene definita anche come quella F che

tende a ridurre al minimo l’area della superficie, rendendo più difficile

la distensione del polmone durante l’inspirazione.

L’alveolo ha una forma a sfera e l’effetto del tensioattivo varia a seconda delle

dimensioni dell’alveolo. Di x sé, la presenza della TENS.SUPERFICIALE, provoca

una pressione all’interno della sfera. Secondo la LEGGE LAPLACE (formula

pag.486), la P è inv.proporzionale al R, quindi avremo che nelle sfere più

piccole la P esercitata dalla tensione superf. risulterà > rispetto alla P

che si genera nelle sfere più grande (Psfera piccola > Psfera grande).

Questa condizione provocherebbe il movimento dell’ARIA dalla SFERA PIU’

PICCOLA (↑P)  SFERA PIU GRANDE (↓P), determinando il collasso della

sfera più piccola e l’espansione di quella più grande.

La presenza del TENSIOATTIVO, scongiura tale condizione, andando a

↓TENSIONE SUPERFICIALE più marcatamente nella SFERA PICCOLA che

in quella GRANDE (img.B pag.486). Il risultato è che le P nelle 2 sfere

diventano circa uguali e le sfere si stabilizzano. Questo permette agli

alveoli di rimanere distesi, consentendo efficienti scambi gassosi.

Riepilogo funzione TENSIOATTIVO: riducendo la TENS.SUPERFICIALE,

impedisce agli alveoli di collassare, favorendo il LAVORO RESPIRATORIO.

Altro meccanismo che impedisce agli alveoli di collassare  è dato

dall’INTERDIPENDENZA, cioè gli alveoli sono circondati da altri alveoli e la

tendenza di uno alveolo a collassare è contrastata dalla trazione

esercitata dagli alveoli circostanti.

Com’è formato il SURFATANTE?

È un composto anfipatico, secreto dalle cell. tipo II. Esso è costituito da una

miscela di lipidi (85-90%) – ac.grassi – proteine (10-15%). I lipidi sono

importanti x la formazione del monostrato all’interfaccia alveolo-aria. Le

principali vie di eliminazione del tensioattivo sono: ricaptazione delle cell.

tipo II – riassorbimento linfatici – depurazione da parte macrofagi.

PROPRIETA’ MECCANICHE DEI POLMONI E PARETE TORACICA

La principale funzione dei polmoni è lo scambio di gas. Per eseguire questa

importante funzione l’aria deve essere trasferita DENTRO e FUORI dai polmoni.

Le prop.meccaniche dei POLMONI-GABBIA TORACICA determinano la facilità

o difficoltà con cui avviene questo movimento di aria.

La meccanica dei polmoni comprende una MECCANICA STATICA, cioè riferita

alle prop.meccaniche di un polmone il cui V non cambia nel tempo; e

una MECCANICA DINAMICA, riferita alle prop.meccaniche di un polmone

il cui V cambia nel tempo.

MECCANICA POLMONARE STATICA

Capacità polmonare totale (CPT)  V tot di aria che può essere

contenuto nei polmoni. I V sono misurati in L. All’interno della CPT si può

riscontrare il volume corrente (VC) – capacità vitale (CV).

V corrente (VC)  respiro normale che viene ventilati in ciascun atto

respiratorio.

Capacità vitale (CV)  è il V tot di aria espirata, partendo da una max

inspirazione fino a una espirazione completa. Visualizzando tale capacità si

nota che dopo una espirazione max, il V non arriva a zero, ma rimane nei

polmoni dell’aria, definita come volume residuo (VR).

Il volume residuo di aria che si riscontra, invece, dopo una ESPIRAZIONE

TRANQUILLA viene definita capacità funzionale residua (CFR).

La CPT è dato  VC + VR.

Determinanti del V polmonare

Il CPT e VR è determinato dalle prop.parenchima polmonare e interazioni

polmone-parete toracica, i quali si muovono sempre insieme nei sogg.sani.

I polmoni contengono fibre elastiche che vengono stirate quando vengono

ad essere applicate F che inducono un aumento V polmonare e che si

retraggono passivamente quando le F vengono rimosse, con conseguente

riduzione del V polmonare (tale retrazione polmonare è molto elevata).

Il V della gabbia toracica può AUMENTARE quando i m.resp. vengono stirati

e si RIDUCE quando i m.si accorciano.

Così i VOLUMI POLMONARI, sono determinati dall’equilibrio tra RETRAZIONE

ELASTICA POLMONI – PROP. M. PARETE TORACICA.

Il max V aria contenuto nei polmoni e gabbia toracica (cioè CPT)  è controllato

dai m.inspiratori. Con ↑ Vpolmonare, i m. gabbia toracica si allungano

progressivamente, ma come si allungano la loro F diminuisce. La CPT si

raggiunge quando i m.inspiratori della gabbia toracica non sono più capaci

di generare ulteriori F necessarie x distendere ulteriormente la

GABBIA TORACICA – POLMONI.

Il VR  è controllato dai m.espiratori. Con la ↓Vpolmonare si ha una

↓lunghezza m.espiratori, i quali si accorciano andando a restringere la gabbia

toracica, ma la F implicata in questa restrizione di V tende a diminuire in virtù

della non ottimale sovrapposizione filamenti mio fibrillari. Intanto la gabbia

toracica, in virtù di una propria proprietà elastica, con la diminuzione di V

accumula sempre più en.elastica. Il punto in cui la F espressa dai

m.espiratori è insufficiente a vincere la F elastica gabbia toracica, non

potendo così ridurre ulteriormente il V gabbia toracica, si ha il raggiungimento

del V residuo (VR).

La CFR è invece data dall’equilibrio tra F retrazione elastica parenchima – F

retrazione elastica gabbia toracica. Infatti l’espirazione tranquilla è una

fase passiva, favorita dal ritorno elastico del parenchima (e in parte anche

della gabbia toracica che risulta cmq leggermente “stirata” nella fase di

inspirazione). Questa riduzione di V che si ha in questa fase continua fino a

quando la F retrazione elastica va ad essere controbilanciata dalla F

retrazione elastica gabbia toracica. Quest’ultima F si sviluppa in quanto la

gabbia toracica viene “lievemente compressa” e, in virtù della sua capacità

elastica, accumula en. che viene poi ad essere rilasciata sottoforma di F diretta

verso l’esterno.

Compliance polmonare  l'espandibilità dei polmoni in risposta ad un

aumento della pressione alveolare (formula pag.491). L’uomo ha un valore

normale di compliance (0,2 L/cmH2O), esso può però variare con il variare

del V polmonare. Una compliance normale elevata si riferisce a polmoni

facilmente estendibili, in caso di valore contrario, si riferisce a polmone

rigido, cioè non facilmente distendibile. La compliance è modificata in

diverse malattie respiratorie.

Interazione polmone-parete toracica

Vedi Silverthon

In un sogg.sano i POLMONI – PARETE TORACICA si muovono insieme. Queste

2 strutture sono separate da uno spazio di piccolo volume, lo spazio pleurico.

Poiché POLMONI-PARETE TORACICA si muovono insieme, le variazioni dei

rispettivi V sono uguali.

Pressione trans-polmonare  è la differenza di pressione tra gli spazi aerei

(P alveolare) e la pressione attorno al polmone (P pleurica): Pp= P - P

A pl

Per consentire un ↑V polmonare ..> il polmone richiede una P

trans-polmonare positiva: il V polmonare, aumenta all’aumentare della P

trans-polmonare. Il polmone assume la sua dimensione più piccola quando la P

trans-polmonare = 0, tuttavia, in questa condizione, il polmone non è privo

d’aria, ma ne rimane un po’ in seguito alla presenza del tensioattivo che non

permette all’alveolo di collassare.

Pressione trans murale attraverso la parete toracica (P )  è la

pt

differenza tra P pleurica e P attorno alla gabbia toracica (P sulla superficie

del corpo): P – Patm.

pl

Al contrario della P trans-polmonare, quella trans murale della gabbia toracica,

risulta essere negativa nel momento di inspirazione tranquilla. Ciò è dovuto al

fatto che la P è negativa rispetto alla Patm durante l’inspirazione

pl

tranquilla.

Relazione P – V

Il gas fluisce da una regione a P elevata  regione a bassa P. In assenza di

gradiente P il flusso = 0.

Negli individui normali, prima che inizia l’inspirazione, la P pleurica < P atm.

Questa Ppl negativa è creata dalla retrazione elastica dei polmoni, che

tende ad allontanare i polmoni dalla parete toracica. In questa condizione

la Palveolare = 0 in quanto il flusso lungo le vie aeree è assente.

Con l’inizio dell’inspirazione, si ha un aumento del V gabbia toracica,

provocando una caduta della Palevolare sotto zero e con l’apertura della

glottide si ha il passaggio di aria lungo le vie aeree, x poi fluire verso gli alveoli,

favorito dalla bassa Palveolare.

MECCANICA POLMONARE DINAMICA

Il flusso nelle vie aeree

Il flusso attraverso le vie aeree si verifica quando esiste una differenza di

press. alle 2 estremità dei condotti aerei. In particolar modo, durante

l’INSPIRAZIONE, si ha una caduta della Palv sotto zero (Palv negativa),

cioè diventa minore rispetto alla Patm. Di conseguenza l’aria fluisce da un

ambiente a P maggiore, verso un ambiente a P minore.

Velocità con cui il gas fluisce nelle vie aeree  dipende da 2 fattori

principali:

Tipo di flusso aereo  esistono 2 tipi di flusso aereo:

 Flusso laminare  quando il flusso di gas è parallelo alla parete

o del condotto ed è a bassa velocità di flusso. Determinazione V

flusso lamellare formula pag.495.

Flusso turbolento  quando la velocità di flusso aumenta e le vie

o aeree si suddividono, la corrente diventa instabile e si formano

piccoli vortici. Tale turbolenza diventa maggiore a velocità di

flusso sempre più elevate. La creazione di vortici, rallenta però la

velocità di flusso, in quanto viene consumata energia nella

creazione di vortici e nei movimenti caotici. Di conseguenza è

necessaria una P di spinta più elevata x un flusso turbolento

rispetto ad uno lamellare. Aumento della P significa che la R è

elevata.

Determinazione flusso attraverso NUMERO REYNOLDS (formula

pag.496)  è un num. adimensionale. Quando questo numero > 2000 si

verifica un FLUSSO TURBOLENTO. Dalla formula si evince come tale

flusso abbia possibilità di crearsi quando la V media del flusso è

elevata – raggio è ampio – densità elevata.

Flussi di aria nelle vie aeree  nelle vie aeree il flusso ha

caratteristiche sia del flusso laminare che turbolento. In particolar

modo, si riscontra che nelle VIE AEREE PIU’ GROSSE (naso, bocca, glotide,

bronchi) un FLUSSO AEREO TURBOLENTO (anche a resp.tranquilla), in

quanto promossa dalla presenza di irregolarità e ostruzioni come la

GLOTTIDE – CORDE VOCALI. Nelle VIE AEREE PIU’ PICCOLE, il flusso

diventa LAMINARE (anche durante la max ventilazione) e ciò è dovuto al

fatto che le vie aeree più piccole sono più numerose, provocando

un’area di sezione trasversa tot. notevole e quindi una diminuzione

significativa della velocità del flusso.

Resistenza al flusso offerto dalle vie aeree  è il secondo principale

 fattore che determina la velocità del flusso delle vie aeree. La resist. delle

vie aeree varia a seconda del diametro delle vie (ciò è espresso da

formula R pag.495). Muovendo dalla trachea verso gli alveoli, le singole

vie aeree diventano via via più piccole, mentre il num. delle branche

figlie aumenta in misura notevole. Pertanto la R delle vie aeree è

data dalla somma delle R di ciascuna via (equazione pag.496). Da tale

equazione risulterebbe che le vie aeree più piccole sono quelle che

presentano la resistenza maggiore, ma in verità la resist. maggiore viene

ad essere espressa a livello grandi bronchi. Le vie aeree più piccole,

contribuiscono molto poco alla R tot dell’albero bronchiale e i motivi

sono: La V del flusso aereo si riduce nelle vie aeree più piccole grazie

o alla maggior aerea di sezione trasversa che offrono. Il flusso

passa, infatti, da TURBOLENTO a LAMINARE e quest’ultimo offre

una resistenza minore.

Le VIE AEREE sono disposte x lo più in parallelo piuttosto che in

o serie e tale disposizione consente una riduzione della resistenza

a ogni suddivisione, con il risultato che la resist. globale delle

piccole vie aeree è molto piccola.

Quindi, nelle PICCOLE VIE AEREE, nonostante la ↓DIAMETRO determina

un ↑R al flusso di ciascuna via, l’elevato num. di vie parallele riduce la

resist. a ogni suddivisione.

Fattori che contribuiscono alla R  uno dei fattori più importanti

capaci di modificare la R è il volume polmonare: il CALIBRO delle vie

aeree aumenta con l’aumentare del V polmonare. Di conseguenza,

la R al flusso si riduce all’aumentare del V polmonare e viceversa.

Altri fattori che ↑resist. sono: muco – edema delle vie aeree –

contrazione del m.liscio bronchiale.  sono tutti fattori che

↓diametro via aeree. Anche densità – viscosità del gas inspirato,

influenzano la resist. delle vie aeree (es.pag.497).

Regolazione neuro umorale delle vie aeree  la resist. via aeree può

essere modificata da agenti:

Nervosi  la stimolazione delle FIBRE EFFERENTI VAGALI, ottenuta

o direttamente o x via riflessa, provoca costrizione via aeree, con

conseguente ↑resist. via aeree.

La stimoalz. SIMPATICA, provoca il rilascio del neurotrasmettitore

postgangliare NA, inibendo la costrizione vie aeree.

Umorali  in risposta ad allergeni e virus, le cell. epiteliali presenti

o nelle vie aeree, rilasciano agenti come: istamina – Ach –

trombassano A2 – ecc; essi agiscono sulla m.liscia, provocando

costrizione e quindi ↑resist. via aeree.

Diagramma FLUSSO-VOLUME

Dal diagramma F-V si rivela che il max flusso inspiratorio è identico al max

flusso espiratorio.

Max flusso inspiratorio (img.pag.498)  I fattori responsabili del max flusso

inspiratorio sono 3:

F generata dai m.inspiratori

 F retrazione dei polmoni, che si oppone alla F dei m.inspiratori e

 tende a ridurre il max flusso inspiratorio.

↑V polmonare determina ↓resistenza vie aeree, in quanto aumenta

 il calibro di queste vie.

Questi 3 fattori, combinati tra loro, fa si che il max flusso inspiratorio si

verifichi a metà strada della capacità vitale forzata.

Max flusso espiratorio (img.pag.499)  il flusso max si verifica all’inizio

della manovra (primo 20%) x poi ridursi progressivamente, nonostante

lo sforzo aumenti. Relazione FLUSSO – SFORZO  le fasi precoci

dell’espirazione sono definiti come sforzo-dipendenti, in quanto

all’aumentare SFORZO aumenta il picco del FLUSSO ESPIRATORIO. La

restante parte dell’espirazione viene definita come sforzo-indipendente o

flusso limitante, in quanto, indipendentemente dallo sforzo, la velocità di

flusso rimane sempre la stessa. Questa limitazione del flusso si verifica

quando le vie aeree, che sono condotti distendibili, diventano compresse. Le

vie aeree diventano compresse quando la P all’esterno delle vie, supera la

P al loro interno:

PRIMA ESPIRAZIONE  la P alv e P vie aeree = 0, ciò è dovuto al fatto che non

c’è flusso. La Ppleurica è negativa e quella P transpolmonare è positiva, essa

è responsabile del mantenimento degli alveoli e condotti aerei pervi.

INIZIO ESPIRAZIONE  i m.espiratori si contraggono, determinando un

↑Ppleurica e un ↑Palv. Quest’ultima aumenta in seguito a: ↑Ppleurica – P

del ritorno elastico dei polmoni. Poiché quindi la Palv supera la Patm, il

gas fluisce dagli ALVEOLI  BOCCA quando la GLOTTIDE SI APRE…..non

continuato.

LAVORO RESPIRATORIO

Si intende la spesa energetica derivante dall’impiego dei m.respiratori x

consentire la respirazione. Il LAVORO è necessario x superare F retrazione

elastica polmoni - R al flusso – muovere polmoni e gabbia toracica. I

m.resp., come tutti gli altri m.sch., possono affaticarsi e provocare insuff.

respiratoria. L’affaticamento muscolare è la causa più frequente di

INSUFF.RESPIRATORIA.

VENTILAZIONE E PERFUSIONE

La VENTILAZIONE e PERFUSIONE sono importanti componenti dello

scambio di gas che avviene nei polmoni.

VENTILAZIONE

E’ il processo mediante il quale entra ed esce aria dai polmoni. Con il

termine ventilazione-min si intende il V aria che entra o esce dai polmoni

ogni min (formula pag.505).

Frequenza respiratoria - Respiri al minuto  La frequenza respiratoria a riposo è

di 12-16 atti al minuto. Durante l'esercizio fisico strenuo tale frequenza può arrivare

sino a 35-45 respiri al minuto.

Ventilazione min = F RESP. x V CORRENTE

In adulto di taglia media V CORRENTE è di circa 0,5L.

Ventilazione alveolare

Il processo della respirazione è caratterizzato dall’aria che viene trasportata

dall’AMBIENTE  ALVEOLI. L’aria proveniente dall’ambiente è costituita da una

miscela di gas: 78%N – 21%O – 0,9% Argon – 0,04% CO2 – ecc.

Nell’aria ambientale, i gas che la costituiscono seguono le LEGGI DEI GAS e

le leggi più importanti che governano l’aria ambientale e la ventilazione

alveolare sono 3:

Legge Boyle  a temp. costante la P e il V del gas sono in relazione

1. inversa.

Legge Henry  la CONCENTRAZIONE GAS disciolto in un liquido è

2. proporzionale alla sua Pparziale

legge Dalton afferma che: quando due o più gas vengono mescolati in

3. 

unico recipiente, senza che tra essi avvenga alcuna reazione chimica, la

Ptot esercitata dalla miscela gassosa è uguale alla somma delle pressioni

parziali esercitate dai singoli componenti. Quindi se a livello del mare ho

una P=760mmHg, tale valore è dato dalla somma delle singole P

parziali di ogni componente che costituisce la miscela d’aria:

P + P + P + Paltri gas = 760mmHg

N2 O2 argon

La Pparz. di un gas è data dal prodotto tra FRAZIONE GAS NELLA

MISCELA GASSOSA (Fgas)

- P ambientale tot. (o P barometrica):

Pparziale gas= F x P

gas barometrica

Avendo a disposizione F = 0,21 e la Pbarometrica=760mmHg,

O2

possiamo sapere qual è la Pparziale  159mmHg (calcolo pag.505).

O2

Al momento che l’aria entra all’interno della bocca con l’inspirazione,

avremo una Pparziale pari a quella ambientale  159mmHg.

O2

Visto la formula sopra riportata x la Pparz., è evidente che la Pparziale O2

all’interno della bocca può essere modificata in 2 modi: modificando

la F o la P (es.pag.506).

O2 barometrica

Quando inizia la respirazione, i gasi ambientali si immettono nelle vie aeree

dove vengono umidificati e portati a temp. corporea. Diventano saturi di

vapor acqueo (il gas è saturo già a livello della trachea), il quale esercita

una Pparziale = 47mmHg. Questa Pparziale però, non va ad aggiungersi alla

Pbarometrica, che all’interno delle vie aeree rimane costante, ma va a

diluire la P degli altri gas. Perciò avremo Pparziale dei gas che

compongono l’aria ambientale che risultano diminuiti, mentre la

Pbarometrica rimane costante (760mmHg). Le Pparz. dei vari gas,

diminuite dall’umidificazione, rimangono tali (costanti) nelle vie aeree fino

a quando il gas giunge agli alveoli.

Composizione alveolare

Quando il gas inspirato raggiunge gli alveoli, l’O2 viene trasportato

attraverso la memb. alveolare e la CO2 passa dal letto capillare agli

alveoli.

Alla fine dell’inspirazione con la glottide aperta, la Ptot nell’alveolo è uguale

a quella Patm (760mmHg). Tuttavia la composizione della miscela dei

gas, si è modificata come conseguenza dello scambio gassoso: ↓frazione

O2 - ↑frazione CO2. A causa della modificazione della frazione dei 2 gas, si

modifica anche la loro Pparziale (in quanto Pparz.= Frazione gas – Pbar).

La Pparz.O2 a livello alveolare, è data dall’equazione ideale dell’O2

alveolare (formula pag.506), dove alla Pparz.O2 inspirato, si sottrae il

rapporto tra Pparz.CO2 alveolare e quoziente respiratorio (R).

La FRAZIONE CO2 ALVEOLARE è funzione della velocità della produzione

CO2 durante il metabolismo e dalla velocità con cui la CO2 viene

eliminata dall’alveolo (ventilazione alveolare):

V = V x F

CO2 A ACO2

Da questa relazione, si nota come la F sia in relazione inversa rispetto

ACO2

alla VENTILAZIONE ALVEOLARE: ↑ V  ↓ F e viceversa.

A ACO2

QUOZIENTE RESPIRATORIO METABOLICO (QR)

E’ il risultato del rapporto tra la quantità di anidride carbonica prodotta e quella

di ossigeno consumato  QR= CO prodotta / O consumato.

2 2

A causa delle differenze chimiche che caratterizzano i diversi macronutrienti, la

completa metabolizzazione di grassi, proteine e carboidrati richiede quantità

diverse di ossigeno, incidendo anche sulla quantità di anidride carbonica

prodotta. Per ogni macronutriente si ha uno specifico QR.

Il quoziente respiratorio varia tra 0,7 – 1

QR carboidrati  Per ossidare un generico esoso (carboidrato a sei atomi di

carbonio come il glucosio) occorreranno pertanto sei molecole di ossigeno (una

x ogni carbonio), con conseguente formazione di 6 molecole di anidride

carbonica.

Il quoziente respiratorio dei carboidrati sarà pertanto uguale a: 6CO / 6O =

2 2

1,00

QR lipidi  I lipidi si distinguono dai carboidrati per il minor contenuto di

ossigeno in proporzione al numero di atomi di idrogeno. Di conseguenza la loro

ossidazione richiede una quantità di ossigeno superiore.

Es. acido palmitico  si formano 16 molecole di anidride carbonica ed acqua per

23 molecole di ossigeno consumate. C H O + 23 O → 16 CO + 16 H O  QR=

6 32 2 2 2 2

16 CO / 23 O = 0,696

2 2

Normalmente si attribuisce ai lipidi un quoziente respiratorio pari a

0,7, tenendo presente che tale valore oscilla da 0,69 a 0,73 in relazione alla

lunghezza della catena carboniosa che caratterizza l'acido grasso.

In condizioni normali si assume che il QR=0,8  significa quindi che la

quantità O2 ASSUNTA, supera CO2 liberata dagli alveoli.

In condizioni di eser.fisico  Tanto maggiore è lo sforzo fisico, maggiore

sarà il QR, in quanto viene prodotto acido lattico attivando diversi meccanismi

metabolici (sistema tampone, iperventilazione serie frequente di atti respiratori

che non portano ad un aumento massiccio di ossigeno bensì una riduzione

notevole dell'anidride carbonica nel sangue.) che determinano un aumento

della produzione di CO2, indipendentemente dall’ossidazione dei

substrati. Aumentando il dato presente al numeratore (CO2) e mantenendo

costante il denominatore (O2) il quoziente respiratorio subisce un’

impennata.

Composizione del gas nel sangue arterioso

Nei soggetti normali, la Pparz.CO2 nel sangue arterioso è strettamente

regolata, in maniera da mantenere costante il suo valore

(Pparz.CO2=PparzCO2 alveolare) (vedi tab.pag.507).

Si possono avere variazioni della Pparz.CO2 nel sangue in situazioni di:

ipoventilazione  condizione nella quale c’è una inadeguata

 ventilazione alveolare. Essendo la FRAZIONE CO2 legato in maniera

direttamente proporzionale alla Pparz.CO2 (P = F x P – P ), ed

parz.CO2 CO2 b parzH20

essendo la FRAZIONE CO2 inversamente proporzionale alla

VENTILAZIONE ALVEOLARE (formula pag.506): ↓VA  ↑FRAZIONE

CO2 (e quindi ↑Pparz.CO2). Tale condizioni è definita come 

IPERCAPNIA.

Iperventilazione  situazione contraria, che determina IPOCAPNIA.

Distribuzione ventilazione

La ventilazione nei polmoni non è distribuita in modo uniforme, in gran

parte a causa della gravità. In posizione ERETTA  gli alveoli in prossimità

dell’APICE dei polmoni sono più espansi degli alveoli alla BASE. Questo

avviene perché la Ppleurica è più bassa all’APICE che alla BASE, in quanto

il peso dei polmoni tende a spingerli in basso.

SPAZIO MORTO

Si differenzia:

SPAZIO MORTO ANATOMICO  è il volume di aria inspirata che non

• raggiunge gli

alveoli, ma rimane nelle vie aeree di conduzione (bocca, laringe,

trachea, bronchi fino agli alveoli esclusi). E' quel volume di aria che

non partecipa agli scambi gassosi. Nell’adulto è di circa 150 ml.

SPAZIO MORTO FISIOLOGICO  somma di spazio morto anatomico

• + spazio morto alveolare (somma delle aree degli alveoli

funzionalmente inattivi). Quindi tiene in considerazione il volume

totale di aria che non partecipa agli scambi gassosi.

Lo spazio morto serve a scaldare e umidificare l'aria, prima che raggiunga gli

alveoli, in modo da non sottrarre loro calore e umidità.

PERFUSIONE

È il processo mediante il quale il SANGUE DEOSSIGENATO passa attraverso

i polmoni e viene OSSIGENATO.

Circolazione polmonare

Inizia dall’ATRIO DX  poi VENTRICO DX passando x valvola tricuspide 

viene pompato a bassa pressione (9-24mmHg) nell’ARTERIA POLMONARE,

la quale a 5cm dal ventricolo dx si divide in ARTERIA DX – SX che vanno ad

irrorare rispettivamente POLMONE DX – SX. Le ARTERIE POLMONARI sono le

uniche che trasportano sangue DEOSSIGENATO. Il sangue prosegue poi in

vasi con diametro sempre più piccolo, disposti a seguire le ramificazioni delle

vie aeree. Terminano in una fitta rete di capillari che circondano l’ALVEOLO.

Le funzioni della circolazione polmonare sono:

Ossigenare il sangue ed eliminare CO2

o Cooperare all’equilibrio idrico nei polmoni

o Distribuire i prodotti metabolici ai polmoni

o

L’ossigenazione dei globuli rossi, avviene nei capillari che circondano gli

alveoli, dove i capillari si fondono con la parete alveolare, costituendo

una configurazione ottimale x lo scambio di gas.

E’ stato stimato che in un adulto normale, in ogni momento, nella RETE

ALVEOLO-CAPILLARE siano presenti 75ml di sangue, e che possono

aumentare del 50% (150-200ml) in condizioni di esercizio fisico. Questo

forte aumento è possibile in seguito ad una caratteristica posseduta solo dai

polmoni che consente aggiustamenti a condizioni di stress (come es.esercizio

fisico) e si tratta della possibilità di reclutare nuovi capillari in seguito ad un

↑pressione e flusso.

Il sangue ossigenato lascia gli alveoli attraverso una rete di piccole venule

polmonari, che man a mano si fondono tra loro costituendo vasi sempre più

grossi che terminano a livello dell’ATRIO SX, dove il sangue viene riportato al

cuore. La disposizione delle vene polmonari, non segue quella delle vie aeree,

ma decorrono lontane da esse.

Caratteristiche strutturali della circolazione polmonare – bronchiale

Struttura della circolazione polmonare  caratteristiche delle arterie della

circolazione polmonare sono:

pareti sottili con una minima quantità di m.liscio.

 ↑estendibilità (compliance 7 volte maggiore delle arterie circolo sist.),

 quindi permettono di dilatarsi facilmente

In condizioni normali i vasi arterioso polmonari sono dilatati e hanno

 diametro maggiore delle arterie circolo sist.

Questi fattori contribuiscono a creare un sistema vascolare a BASSA

RESISTENZA, che facilita il flusso di sangue nel circolo polmonare,

avviato dall’attività di pompaggio meno vigorosa del VENTRICOLO DX. Questo

sist. a bassa resist. e che richiede quindi meno lavoro, spiega perché il

ventricolo dx abbia una parete muscolare meno sviluppata del sx.

(diff.gradienti press. tra sist.polmonare – sistemica pag.511).

Struttura dei vasi alveolari ed extra-alveolari e microcircolazione

polmonare  in seguito a proprietà fisiologiche diverse, i vasi della

circolazione polmonare possono essere suddivisi in 3 tipi:

Extra-alveolari (arterie-arteriolo-vene-venule)  sono più grossi

 dei vasi circolaz.sist.. Il calibro di questi vasi sono influenzati da

variazione Ppleurica – Pinterstiziale, ma NON della Palveolare. Ciò

significa che risentono di variazioni del V polmonare e F retrazione

polmoni: ↑Vpolmonare  ↓Ppleurica  vasodilatazione vasi /

↓Vpolmonare  ↑Ppleurica  vasocostrizione vasi.

Alveolari (capillari)  il loro calibro è sensibile a variazioni

 Palveolare, ma NON Pinterstiziale o Ppleurica.

Microcircolo  è usato x descrive i piccoli vasi che partecipano allo

 scambio di liquidi-soluto x mantenere l’equilibrio dei liquidi nel

polmone.

Struttura della rete alveolo-capillare  CAPILLARI-ALVEOLI sono separati

da una sottile barriera, costituita da cell.epiteliali dell’alveolo tipo I –

cell.endoteliali dei capillari – loro rispettiva memb.basali (img.pag.511).

Circondato in gran parte da aria, la RETE ALVEOLO-CAPILLARE crea un

ambiente ideale x lo scambio gassoso. I GLOBULI ROSSI passano in

singola fila attraverso questa rete in meno di 1 sec, che è un tempo

sufficiente x permettere lo scambio O2-CO2.

Oltre ad assicurare lo scambio, la RETE funziona come regolatore dei liquidi

nei polmoni. A livello dei capillari polmonari, si ha un piccolo flusso di

liquido dai VASI  SPAZIO INTERSTIZIALE. Questo LIQUIDO viene

comunque rimosso dall’interstizio polmonare, mediate il sist.linfatico x

poi rientrare nel circolo attraverso la vena cava.

La presenza delle cell.epiteliali alveolari tipo I e II, stabiliscono una stretta

barriera che impedisce a qualsiasi liquido di entrare nello spazio aereo,

in quanto altrimenti interferirebbe con la diffusione dei gas.

Regolazione del flusso sanguigno

La BASSA RESIST. DEL CIRCOLO POLMONARE determina 2 caratteristiche

uniche al circolo polmonare, che consente di incrementare il flusso

senza incremento P:

In normali condizioni di riposo, non tutti i vasi disponibili sono

 impiegati. Ciò permette il reclutamento di nuovi vasi in base a una

necessità crescente (es.durante eser.fisico) e con un incrmento min

o nullo sulla Part polmonare.

La distensibilità dei vasi del circolo polmonare consente a questi

 vasi di incrementare il diametro x effetto di un min incremento della Part

polm., provocando ↑flusso.

Fatto che influenzano RVP:

V POLMONARE può influenzare la RVP durante inspirazione-espirazione:

o nel primo caso, alla fine dell’inspirazione, le pareti alveolari distese

dall’aria presente all’interno, provoca compressione capillari alveolari

↑RVP. Viceversa in condizioni di espirazione.

 livelli Pparz. dell’O2 possono esercitare effetti sul flusso

o sanguigno:

↓P alveolare determina vasocostrizione locale dei piccoli

o O2

vasi sanguigni. L’obiettivo di questa vasocostrizione locale è

quella di deviare il flusso di sangue dalle AREE IPOSSICHE 

AREE NORMALI. È necessaria che il 20% dei capillari siano in

condizioni ipossiche x andare a provocare effetti rilevati su RVP.

↑Po2 alveololare  provoca invece vasodilatazione vasi

o polmonare, determinando ↓RVP.

Un ulteriore gamma di fattori (alcuni ormonali) possono influenzare calibro vasi,

ma ciò avviene con effetti minimi.

Influenza gravità su circolo polmonare  il fatto che è un sist. a basse

resist. lo mette in condizioni di essere maggiormente soggetto agli effetti

della F gravità, rispetto al circolo sistemico. L’effetto della F gravitaz.,

contribuisce all’ineguale distribuzione del flusso sanguigno nei polmoni.

Nei sogg. in staz. eretta, in condizioni normali di riposo, il flusso sanguigno

aumenta dall’APICE polmoni  BASE polmoni (qui il flusso è max). Allo

stesso tempo la Parteriosa polmonare sarà minore andando verso l’apice,

rispetto alla base, in quanto si và contro la F gravità, quindi la forza

pressoria viene attenuta da quella gravitazionale.

In condizioni di stress (es. eser. fisico) nel sogg. in posizione eretta, la

differenza tra il flusso sanguigno della regione apicale-basale del

polmone diventa minore, soprattutto perché la Part aumenta.

Effetti delle variazioni GC sullo scambio gassoso

La GC è l’unico fattore non respiratorio capace di modificare lo scambio

gassoso: ↓GC  ↓contenuto O2 e ↑CO2 nel sangue venoso misto - ↑GC effetti

opposti.

TRASPORTO DI O2 e CO2

Per incrementare la captazione e il trasporto di O2-CO2 tra tessuti e polmoni, si

sono evoluti meccanismi specializzati di trasporto:

Emoglobina che fissa O2

 3-

HCO x trasporto CO2

Questi meccanismi rendono possibili la contemporanea assunzione O2 –

eliminazione CO2.

DIFFUSIONE DEI GAS

I sist. respiratorio e circolatorio possiedono diverse caratteristiche

anatomiche e fisiologiche che permettono di facilitare la diffusione dei

gas: Ampie aeree di superficie con distanze di attraversamento brevi

 (barriera alveolo-capillare e capillare-tessuto)

Differenze di gradienti di Pparziale

 Gas con proprietà diffusionali vantaggiose

Lo scambio di O2-CO2 tra tess.-polmoni, dipende da LEGGI DELLA

DIFFUSIONE DEI GAS.

Leggi diffusione dei gas

Il processo di diffusione dei gas è passivo, non richiede energia ed è simile

nello stato gassoso e liquido. I gas diffondono dalla REGIONE

PRESSIONE PIU’ ELEVATA  REG.PRESSIONE MENO ELEVATA.

Legge di Fick  ci spiega come la velocità diffusione dei gas attraverso

una lamina di tessuto, sia DIRETTAMENTE PROPORZ.  all’A superficie

tessuto – differenza press.parziale del gas su ciascun lato del tessuto;

e INVERSAMENTE PROPORZ.  spessore del tessuto (formula pag.524).

Legge di Graham  la velocità di diffusione del gas attraverso un liquido è

DIRETT.PROPORZ. al coefficiente di solubilità gas.

Scambi di O2-CO2 limitata dalla PERFUSIONE

CO2 – O2 hanno una bassa solubilità nella memb. alveolo-capillare, ma

hanno un’elevata solubilità nel sangue in quanto si legano con

l’emoglobina. Nonostante la loro bassa solubilità nella memb., questi gas

superano la memb.alveolo-capillare più velocemente della velocità impiegata

dal globulo rosso x attraversare i capillari polmonari. Ciò determina una

condizioni di equilibrio tra gas presente nei capillari e alveoli, che limita la

diffusione dei gas  LIMITAZIONE DALLA PERFUSIONE.

La CO2 ha una velocità di diffusione maggiore rispetto all’O2, ma questo

vantaggio viene compensato dal fatto che la CO2 ha un minor solubilità

nella memb.-sangue, determinando i medesimi tempi di raggiungimenti

dell’equilibrio tra CO2 – O2.

La CO, al contrario della CO2-O2, nonostante presentano le stesse

caratteristiche diffusionali (↑solubilità sangue - ↓solubilità memb.),

attraversano la memb. con una bassa velocità x poi discogliersi subito nel

sangue. Ciò non consente il raggiungimento di uno stato di equilibrio tra gas

alveolare-sangue durante il tempo in cui i globuli rossi transitano attraverso il

capillare alveolare  LIMITAZIONE DA DIFFUSIONE (grafico pag.525).

TRASPORTO O2

Trasporto di O2 nel sangue può avvenire in 2 forme:

O2 si discioglie nel plasma  piccola percentuale di O2 si discioglie. Il

 contributo di questa modalità di trasporto è perciò insignificante.

O2 si lega all’EMOGLOBINA  meccanismo principale che permette di

 incrementare il trasporto di O2 del sangue di circa 65 volte. L’emoglobina

è una proteina presente all’interno del globulo rosso e il legame Hgb – O2

forma OSSIEMOGLOBINA (forma ossidata). L’Hgb non legata con O2

è DEOSSIEMOGLOBINA (forma ridotta).

Emoglobina  è una proteine con 2 principali componenti:

4 gruppi eme non proteici  ciascun gruppo contiene Fe nella

 3+

forma ridotta Fe (ferrosa) che è la sede di legame dell’O2.

Globina  costituita da 4 catene polipetidiche che differiscono tra adulto

 – bambini <1anno. La struttura presente nei bambini (Hgb fetale)

aumenta la affinità x O2 e ne facilita il trasporto attraverso la placenta.

Il legame dell’O2 all’Hgb provoca una modificazione delle proprietà di

assorbimento di luce dell’Hgb che è responsabile della variazione di

colore tra sangue arterioso ossigenato (rosso vivo) e sangue venoso

deossigenato (rosso scuro, bluastro).

La FISSAZIONE-DISSOCIAZIONE dell’O2 dall’Hgb avviene in ms, un tempo ben

adatto a quello di transito dei globuli rossi nei capillari (75ms).

Per ogni globulo rosso ci sono circa 280milioni di molecole Hgb, e ciò permette

un efficiente meccanismo x il trasporto O2.

La MIOGLOBINA, presente nel tess.muscolare, è simile all’Hgb x struttura e

funzione, con la differenza che la mioglobina ha 1 sola sub unità di Hgb. La

mioglobina facilità trasferimento di O2 dal sangue alle cell.muscolare e lo

immagazzina. Questo meccanismo risulta importante quando l’apporto di O2 è

inadeguato.

Anormalità di Hgb (anemia cell.falciformi) si hanno quando la sequenza o

disposizione spaziale delle catene polipeptidiche della globina sono

alterate, provocando anomalie della funzione dell’Hgb. 3+

Composti come CO – NO – vari cianuri, possono ossidare ulteriormente il F

4+

nella forma Fe , modificando la capacità di legare O2.

Curva di dissociazione dell’ossiemoglobina

Il legame Hgb – O2 è reversibile, consentendo all’Hgb di poter cedere O2 ai

tessuti. La relazione tra la concentrazione di O2 e la quantità di Hgb occupata è

dimostrata dalla CURVA DI DISSOCIAZIONE  questa curva illustra la

relazione tra Pparziale O2 - %siti di legame x O2 occupati da molecole

O2 (img.pag.527 e analisi pag.526). Un progressivo aumento della saturazione

Hgb al crescente valore di Pparz. O2 è dovuto al fatto che il legame dell’O2 in

ogni gruppo eme, aumenta l’affinità dell’Hgb a legare ulteriore O2.

Ogni molecola di Hgb, può legare al max 4 O2. Quando 3 dei 4 gruppi eme

sono legati all’O2, l’affinità del quarto gruppo eme a legare O2 è aumentata.

Fattori che influenzano la curva di dissociazione

Ci sono fattori che vanno ad influenzare il legame Hgb – O2, provocando una

variazione della CURVA DI DISSOCAZIONE, che potrà risultare più a dx o sx.

CURVA spostata a DX  ↓affinità Hgb – O2, il che ↑dissociazione. Per una

data Pparz.O2 si hanno livelli di saturazioni più bassi nella curva spostata verso

dx, rispetto alle condizioni normali.

CURVA spostata a SX  ↑affinità Hgb – O2, in questa condizione

dissociazione-cessione O2 ai tessuti è inibita.

Tali effetti sono visibili x la parte ripida della curva, mentre nella porzione

piatta gli effetti dei fattori sono molto scarsi.

Questi fattori sono:

pH e CO2  variaz. pH ematico provocano deviazioni curva

 dissociazione. La CO2 rilasciata dal metabolismo cellulare, va a legarsi

con H2O formando H CO (ac.carbonico), il quale essendo una

2 3 +

sost.acida, tende a rilasciare H provocando una ↓pH. Questa

diminuzione pH provoca uno spostamento verso dx della curva di

dissociazione, favorendo il rilascio di O2 dall’Hgb e la

conseguente diffusione ai tessuti. Questo variazione della curva

dovrebbe essere dovuto ad una diminuzione pH e a un effetto diretto

della CO2 sull’affinità Hgb x l’O2  effetto Bohr. Tale effetto quindi

↑cessione O2 ai tessuti - ↑assunzione O2 a livello polmoni.

Quando il sangue passa attraverso i polmoni, libera CO2, determinando

un ↑pH con conseguente spostamento verso sx della curva.

↑temp.corporea  provocano deviaz.curva dissociazine verso dx. Si

verifica una maggiore cessione di O2 ai tessuti. Ciò permette di

soddisfare la maggiore richiesta di O2 che si ha durante l’eser.fisico,

condizione che determina aumento temp.corporea.

↓ temp.corporea  provocano deviaz.curva dissociazine verso sx.

Quest’effetto è particolarmente presente alle estremità coporee, dove la

concentrazione di O2 è normale ma il rilascio di O2 non è facilitato.

Per questa ragione tali parti esibiscono una colorazione bluastra con

l’esposizione al freddo.

2,3-difosfoglicerato  i globuli rossi maturi non possiedono mitocondri

 ed utilizzano perciò il meccanismo anaerobico. Durante la glicolisi si

forma una grande quantità di 2,3-difosfoglicerato. L’affinità dell’Hgb

x O2 si riduce proporzionalmente all’incremento nel globulo rosso

di 2,3-DPG, pertanto la CURVA DISSOCIAZIONE si sposta verso dx. Tale

diminuzione dell’affinità è dovuta all’effetto allosterico del 2,3-DPG

che inibisce il legame del Hgb x l’O2.

Le condizioni che determinano ↑2,3-DPG sono ipossia, ecc.

CO  si lega al gruppo eme del Hgb, negli stessi siti in cui si lega

 O2, formando carbossiemoglobina. Il CO ha un’affinità x l’Hgb 200

volte maggiore rispetto a quello dell’O2 (grafico pag.528). Ciò

comporta un effetto competitivo del CO nei confronti del O2 x il

legame con Hgb, tant’è che a bassissime Pco2 si ha già una completa

saturazione dell’Hgb, che è incapace di legare O2. Altro effetto che

CO determina, è quello di provocare una maggiore affinità dell’Hgb x

l’O2, ciò conduce ad una deviazione della CURVA DI DISSOCIAZIONE

VERSO SX, il che significa impedire ulteriormente la cessione di O2

ai tessuti.

Questa situazione non è compatibile con la vita, ed è ciò che accade

nella morte x avvelenamento da CO.

Il trattamento di soggetti con elevati livelli di CO, è quello di

somministrare elevate concentrazioni di O2 x rimuovere CO

legato all’Hgb.

Cessione O2 ai tessuti  dipende da diversi fattori: GC – contenuto di Hgb

nel sangue – capacità dei polmoni di ossigenare sangue.

Non tutto l’O2 trasportato nel sangue viene scaricato a livello dei

tessuti. L’O2 effettivamente estratto è possibile determinarlo attraverso: GC x

Δ(a-v)  consumo O2.

Ipossia tissutale  si riferisce ad una condizione in cui O2 disponibile x le

cellule è insufficiente a mantenere un metabolismo aerobico a un livello

adeguato allo svolgimento delle normali att.cellulari. Viene quindi

stimolato il metabolismo ANAEROBICO che comporta la generazione di ↑lattato

+

- ↑H  formazione AC.LATTICO. Il risultato è una ↓pH ematico.

In casi di ipossia grave, le estremità coroporee, iniziano a diventare cianotiche

(colorazione blu-grigia) a causa della mancanza di Hgb ossigenata e un

aumento Hgb deossigenata.

Eritropoiesi  L’ossigenazione dei tessuti dipende direttamente dalla

concentrazione Hgb e quindi dal num. globuli rossi disponibili nella

circolazione. La produzione di globuli rossi (eritropoiesi) nel midollo osseo è

controllata dall’ormone eritropoietina, sintetizzato dalla coticale del

rene. In condizioni normali, la concentrazione di Hgb è stabile, ma in

condizioni di ridotta cessione O2 ai tessuti – ridotta concentrazione

Hgb, le cell.della corticale sono stimolate a produrre eritropoietina 

↑globuli rossi.

La carenza di eritropoietina, sviluppa anemia con↓concentrazione Hgb.

TRASPORTO CO2

Il meccanismo di trasporto predominante della CO2 è sottoforma di

-

bicarbonato (HCO3 ) all’interno dei globuli rossi. La CO2 viene trasportata

anche nel plasma, dove si discioglie legando alle PROT.PLASMATICHE e

EMOGLOBINA.

All’interno dei globuli rossi, la CO2 subisce una reazione ad opera della

anidrasi carbonica, trasformandosi in AC.CARBONICO (H2CO3), dal quale

- +

poi si genera HCO3 (ione bicarbonato) x liberazione di H :

+ -

CO2 + H2O  H2CO3  H + HCO3

-

Una volta formato all’interno del globulo rosso, l’HCO3 diffonde fuori dalla

-

cellula in cambio di Cl  scambio dei cloruri.

Questa reazione è REVERSIBILE e può essere deviata verso dx x generare

-

PIU’ BICARBONATO (HCO3 ) quando la CO2 entra nel sangue dai tess.,

e verso sx quando la CO2 viene espulsa dai polmoni.

+

Gli ioni H liberati, vengono rapidamente tamponati all’interno dei globuli

rossi, legando all’Hgb. Tale tamponamento è fondamentale x mantenere la

-

reaz. in direzione della formazione di HCO3 . Al contrario, elevati livelli

+

H liberi, spingono la reaz. in direzione opposta.

Regolazione della concentrazione pH

Il pH ematico nell’adulto si aggira tra 7,35 e 7,45, e viene mantenuto a questi

livello dal polmone – rene – vari sist. tampone distribuiti nei distretti

corporei.

Nel sist. respiratorio il principale meccanismo che permette di regolare il pH è

-

provocato dalla conversione CO2  HCO3

Variazioni della Pparziale alveolare della CO2, provoca modifiche della

-

concentrazione di HCO3 .

Tale variazioni della Pparz.CO2 possono essere dovute a situazioni di:

IPERVENTILAZIONE ACUTA (in seguito es. ad esercizio aerobico o stati

-

ansiosi)  determina una ↓P con conseguente ↓HCO3 e ↑pH (ALCALOSI

co2

RESPIRATORIA). In situazioni di elevata att.fisica quando il sist. aerobico non

è in grado di supportare i livelli di intensità, si tende ad una ACIDOSI, in seguito

all’IPOVENTILAZIONE e all’↑ac.lattico. -

IPOVENTILAZIONE  determina un ↑P con conseguente ↑HCO3 e ↓pH

co2

(ACIDOSI RESPIRATORIA).

Il pH viene definito mediante l’equazinoe di Henderson-Hasselbalch: pH=

-

log[A ]/[HA]. Adattata al sist. respiratorio x calcolare quanto le variazioni

pK+ -

della CO2 e HCO3 alterano il pH ematico  formula pag.531.

Curva di dissociazione CO2

La curva dissociazione CO2 del sangue è lineare ed è in relazione diretta

con la P .

CO2

Il legame dell’O2 all’Hgb, svolge effetti importanti sulla curva dissociazione

CO2. Anche se O2 e CO2 si legano a siti diversi dell’Hgb: l’Hgb

DEOSSIGENATA  ha un’affinità x CO2 maggiore della Hgb ossigenata.

Pertanto, il SANGUE DEOSSIGENATO (venoso) assume liberamente e

trasporta più CO2 del sangue arterioso ossigenato. Inoltre Hgb

+

DEOSSIGENATA, lega più facilmente H liberi rilasciati durante la formazione di

-

HCO3 .

CONTROLLO DELLA RESPIRAZIONE

Possiamo respirare senza pensare, ma possiamo volontariamente

modificare il nostro rimo respiratorio e anche sospenderlo. Il controllo

respirazione – genesi respirazione resp.ritmica, sono dovuti ai centri

respiratori che hanno sede nel TE e alla loro modificazione da parte di

afferenze originate dai centri cerebrali superiori e rec.sistemici. Lo

scopo della resp. da un punto di vista MECCANICO è minimizzare il lavoro;

da un punto di vista FISIOLOGICO è di mantenere costati i gas del sangue

(in modo specifico regolazione della P arteriosa CO2. Altro scopo è mantenere

l’equilibrio acido-base nell’ambiente cerebrale.

CONTROLLO DELLA VENTILAZIONE

Ci sono 4 principali siti x il controllo ventilazione:

Centro di controllo respiratorio  è localizzato nel TE a livello del

o bulbo. È costituito da alcuni differenti nuclei che generano e

modificano il ritmo ventilatorio di base. Il centro include 2 parti

principali:

Generatore del ritmo ventilatorio  stabilisce il ritmo normali.

o Sono coinvolti 2 distinti nuclei bulbari: GRUPPO RESP.

DORSALE (GRD) – GRUPPO RESP.VENTRALE.

I neuroni che costituiscono questi nuclei sembrano avere la

possibilità di essere inibitori o eccitatori.

Integratore  elabora le afferenze derivanti da centri cerebrali

o superiore (ipotalamo - corteccia cerebrale – amigdala –

sist.limbico – cervelletto) e chemocettori (centrali-periferici).

A livello di questo CENTRO, l’INSPIRAZIONE – ESPIRAZIONE coinvolgono 3

fasi: Inspirazione  inizia con un improvviso incremento scarica di

o alcune cell. dei nuclei del generatore ritmo ventilatorio, poi tale

freq. di scarica si imposta come andamento a gradini x tutta la fase

di inspirazione. Questo comporta una contrazione progressiva

m.resp. durante la respi.automatica. Alla fine dell’inspiraz., un

evento a interruttore (off-switch) induce una marcata

riduzione freq.scariche neuronali e inizia ESPIRAZIONE.

Espirazione (fase 1)

o Espirazione (fase 2)

o

La RESP.RITMICA dipende da un’azione intermittente tra il TONO

INSPIRATORIO (che nasce dal GRD) e INPUT ESPIRATORIO

(proveniente cervello, talamo, n.cranici, tratti ascendenti MS).

Chemocettori centrali  presenti nel SNC localizzati sulla superficie

o ventero-laterale bulbo. Rilevano variazioni Pco2 e pH liquidi

interstiziale del bulbo e modulano ventilazione. Poiché il liquido

interstiziale è in contatto con il LIQ.CEREBRO SPINALIE (LCS), variazioni

del pH del LCS modificano la ventilazione agendo su questi

chemocettori.

Visto questo contatto, il LCS sarà influenzato dall’att.metabolica delle

cell. circostanti e dalla composizione del sangue. Nonostate ciò, la

composizione del LCS è diversa da quella del sangue e ciò è dovuto alla

BARRIERA EMATO-ENCEFALICA la quale è relativamente impermeabile

+ -

H - HCO3 , ma molto permeabile alla CO2. Di conseguenza, la

P = P . La CO2 viene inoltre prodotta dal metabolismo

CO2(LCS) CO2(SANGUE)

cell.cerebrali, di conseguenza la PCO2 nel LCS è sempre più elevata (di

qualche mmHg) di quella del sangue arterioso e il pH LCS è lievemente

più acido di quello del plasma.

Chemocettori periferici  sono cell.specializzate localizzate nell’arco

o aorta e alla biforcazione dell’arteria carotide interna ed esterna. Sono

sensibili alla P – P e pH sangue arterioso e inviano info ai

O2 CO2

centri integrativi di controllo del bulbo attraverso n.vaghi e n.seno

carotideo (branche n.glossofaringei).

Incrementi della scarica dei chemocettori si hanno quando la Po2 si

riduce lievemente.

Meccanocettori polmonari  diversi RIFLESSI che originano dalla

o PARETE TORACICA – POLMONI modificano la ventilazione e ritmo

ventilatorio.

Riflesso inibito-inspiratorio di Hering-Breuer  viene attivano x

stimolazione meccanocettori sensibili agli ↑V polmonare. In

particolar modo questo riflesso viene attivato dalla distensione dei

polmoni, provocando una cessazione inspirazione x attivazione

neuroni bulbari off-switch, si provoca così un’espirazione precoce.

Questo riflesso è inattivo durante la resp.tranquilla.

Riflesso da immersione  determinato da stimolazione rec.faccia –

naso con acqua fredda. Quando viene attivato si verifica cessazione

resp. (apnea). Questo riflesso protegge gli individui dall’aspirazione

acqua nelle fasi iniziali annegamento.

Respirazione automatica  è determinata dall’uscita dal CENTRO DI

CONTROLLO RESP. (TRATTO VENTERO-LATERALE) la quale è diretta i

motoneuroni che andranno a loro volta ad innervare i m.respiratori. I

motoneuroni responsabili della resp. sono situati nelle corna anteriori del MS

(il diaframma è innervato dai n.frenici, i cui neuroni sono situati nella regione

cervicale MS).

Respirazione volontaria  in questo caso viene cortocircuita il CENTRO DI

CONTROLLO RESP. DEL BULBO. Il comando proviene dalla CORTECCIA

MOTORIA e passa ai MOTONEURONI SPINALI attraverso i TRATTI

CORTICOSPINALI.

I m.resp. sono perciò raggiunti da 2 sistemi di controllo della resp.,

VOLONTARIO (TRATTO CORTICOSPINALE) – AUTOMATICO (TRATTO

VENTERO-LATERALE). Il controllo VOLONTARIO compete con quello

AUTOMATICO a livello dei MOTONEURONI SPINALI (es.pag.533).

Ci sono anche motoneuroni che innervano i m.vie aeree superiori attraverso i

n.cranici. Questi motoneuroni sono localizzati nel bulbo in prossimità CENTRO

DI CONTROLLO RESP. Quando vengono attivati, dilatano la faringe e le grosse

vie aeree.

La vetilazione è regolata dai livello P – P – pH sangue arterioso

CO2 O2

Il più importante di questi fattori è la P . Sia la VELOCITA’ – PROFONDITA’ del

CO2

respiro sono regolate x mantenere P prossima a 40mmHg (grafico

CO2

pag.534).

Variazioni della P parziale arteriosa della CO2 vengono rilevate dai

CHEMOCETTORI CENTRALI – PERIFERICI che trasmettono l’info ai CENTRI DI

CONTROLLO RESP., i quali cercano di mantenere la P parziale arteriosa

CO2 entro certi limiti. Questo mantenimento viene fatto attraverso

variazioni della VENTILAZIONE: ↑Palveolare CO2  ↑VENTILAZIONE. Si

ha un aumento della ventilazione x contrastare l’aumento della CO2

(iperventilazione determina lo spostamento della reaz. verso sx).

L’effetto di iperventilazione tende ad essere amplificato quando, ad un

aumento Pparz.CO2 (ipercapnia), si somma una situazione di bassa

Pparz. O2 (asfissia). Ciò è dovuto ad una maggiore stimolazione dei

chemocettori che portano ad un aumento della ventilazione.

La risp.ventilatoria alle variazioni di P può essere ridotta da alcuni farmaci

CO2

(morfina, anestetici, ecc) che deprimo il centro resp. e riducono la

risp.ventilatoria alla CO2 e O2.

ESERCIZIO

La capacità di eseguire att.fisica dipende dalla CAPACITA’ SIST.CARDIACO e

RESPIRATORIO di incrementare trasferimento O2 ai TESSUTI –

rimuovere CO2 dall’organismo.

Dal punto di vista del sist. resp., quando l’esercizio inizia, la VENTILAZIONE

incrementa immediatamente, di pari passo incrementa il CONSUMO O2

e la produzione CO2.

Durante l’eser. che va da lieve a moderato e poi massimale, non si notano

modifiche significative del pH – LATTATO – Pparz. O2 – Pparz.CO2,

mentre la VENTILAZIONE – CONSUMO O2 aumentano linearmente e

proporzionalmente con l’aumentare intensità (grafico pag.540).

Dal momento che si arriva alla SOGLIA ANAEROBICA si assiste ad

importanti modifiche a livello del LATTATO che aumenta, provocando ↓pH

 ACIDOSI METABOLICA. Per contrastare questa acidosi, il sist. respiratorio

mette in atto una IPERVENTILAZIONE, che determina un forte incremento

CONSUMO O2 (con ↑Pparz.O2) e una ↓Pparz.CO2 (grafico pag.540).

RENI

I RENI sono più ORGANI DI REGOLAZIONE che di ESCREZIONE. Tuttavia la

funzione ESCRETORIA è importante x permettere di svolgere l’att.di

regolazione.

RENI come ORGANI DI REGOLAZIONE, regolano:

Osmolalità liquidi corporei  è importante x mantenere il normale

 volume cellulare in tutti i tessuti dell’organismo.

V liquidi corporei  il controllo V liquidi corporei è importante x corretta

 funzione sist.cardiovascolare.

+ + - - + 2+

Bilancio elettroliti (Na - K - Cl - HCO3 - H - Ca - Pi)  x

 mantenere bilancio appropriato, ESCREZIONE – ASSUNZIONE

GIORNALIERA elettroliti, deve essere in equilibrio. Per molti di questi

elettroliti, il rene rappresenta la sola e fondamentale via di escrezione.

Equilibrio acido-base  azione coordinata con polmone.

RENI come ORGANI DI ESCREZIONE  determinano l’escrezione di prodotti

del metabolismo che non sono più utili: UREA – AC.URICO –

CREATININA – prodotto terminali metabolismo Hgb – metaboliti

ormoni. I reni eliminano queste sostanze a una velocità commisurata alla

loro produzione. I reni eliminano anche pesticidi, farmaci, ecc.

RENI come ORGANI ENDOCRINI  producono:

CALCITRIOLO  metabolita VITAMINA D3, è necessario x il normale

o 2+ 2+

assorbimento Ca a livello intestinale e x deposizione ossea Ca

RENINA  attiva sist. RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONE, che svolge

o + +

funzioni nella regolazione PA e equilibrio Na -K .

ERITROPOIETINA  stimola formazione globuli rossi nel midollo

o osseo.

ANATOMIA FUNZIONALE RENI

Sono organi retro peritoneali, presentano una caratteristica forma a fagiolo e

sono situati nella parte superiore e posteriore della cavità addominale al di

sotto del DIAFRAMMA e lateralmente alla colonna vertebrale in uno spazio

chiamato loggia renale. Il RENE DX è posizionato leggermente + in basso

rispetto al sinistro, in quanto influenzato dalla presenza del fegato.

Conformazione interna  all’interno del RENE possiamo riscontrare una:

ZONA CORTICALE: in questa zona sono presenti tubuli renali

o convoluti e tubulari contorti del NEFRONE.

ZONA MIDOLLARE: ha una forma piramidale e ogni zona è divisa dalla

o presenza di colonne renali, cioè prolungamenti della CORTICALE.

Presentano una serie di formazioni tubulari epiteliali (anse di Henle, dotti

collettori e dotti papillari) e vascolari (vene rette).

Il parenchima del rene viene suddiviso in:

LOBI: porzione di parenchima che comprende un’intera piramide

o midollare, una parte delle colonne renali adiacenti e tutta la zona

corticale sopra la piramide.

L’APICE PIRAMIDE presenta estroflessioni coniche (PAPILLE RENALI).

Queste papille presentano molte piccole aperture da cui gocciola l’urina

la quale viene immessa nei CALICI RENALI MINORI (collegate alla

papilla), che poi confluiranno in CALICI MAGGIORI. Questi calici

rappresentano le ramificazioni del BACINETTO RENALE (PELVI

RENALI: formazione dilatata e ramificata) nel quale confluirà l’urina che

poi seguiterà nell’URETERE.

LOBULI RENALI: porzione del LOBO RENALE che comprende un singolo

• raggio midollare con tutta la corticale adiacente.

Tale suddivisione in LOBI e LOBULI ha un riscontro funzionale x quanto riguarda

la vascolarizzazione renale.

Il parenchima è costituito da circa 1 milione di unità funzionali, il NEFRONE.

Vascolarizzazione RENE  la VASCOLARIZZAZIONE ARTERIOSA del rene è

assicurata in seguito alla presenza dell’ ARTERIA RENALE, la quale entra

attraverso l’ilo e si divide in 5 ARTERIE SEGMENTALI che dividono il rene in

5 zone vascolarizzate in modo indipendente tra loro.

Dalle ARTERIE SEGMENTALI nascono le ARTERIE INTERLOBARI che decorrono

lungo la piramide midollare andando a costituire prima le ARTERIE

ARCIFORMI che decorrono alla BASE della piramide, e poi le ARTERIE

INTERLOBULARI che invece si dirigono verso la superficie della CORTICALE. Le

ARTERIE INTERLOBULARI, a loro volta danno origine alle ARTERIE

GLOMERULARI AFFERENTI che si capillarizzano e vanno a costituire i

GLOMULI RENALI, dai quali si originano le ARTERIOLE GLOMERULARI

EFFERENTI. Queste arteriole andranno poi a capillarizzarsi attorno ai TUBULI

RENALI dando origine ai CAPILLARI PERITUBULARI e ai VASI RETTI SPURI.

ARTERIE RENALI  5 ARTERIE SEGMENTALI  INTERLOBARI  ARCIFORMI

 INTERLOBULARI GLOMERULARI AFFERENTI  ARTERIE

GLOMERULARI EFFERENTI  CAPILLARI PERITUBOLARI/VASI RETTI

SPURI

Per quanto riguarda la VASCOLARIZZAZIONE VENOSA, dai CAPILLARI

PERITUBULARI, hanno inizio le VENE DI DRENAGGIO

(interlobulari-arciformi-interlobari-renali) che andranno poi a sboccare

nella VENA CAVA INFERIORE.

CAPILLARI PERITUBOLARI  INTERLOBULARI  ARCIFORMI 

INTERLOBARI  RENALI

NEFRONE

È l’unità funzionale del rene ed è costituito da:

CORPUSCOLO RENALE DI MALPIGHI: svolgono il ruolo di

• ultrafiltrazione filtrando il sangue, il prodotto di questa filtrazione è la

preurina (nelle 24 ore si estraggono dal sangue circa 160-180 L di

preurina). Tali corpuscoli sono formazioni sferoidali che possono trovarsi

nella corticale del rene e nelle colonne renali, e sono composti da 3

elementi:

Gomitolo di capillari: i capillari presenti all’interno del glomerulo,

o avvolti a gomitolo, presentano un endotelio fenestrato e le varie

anse sono unite tra loro da capillari a ponte.

Capsula di Bowman: formazione sferica in cui si distinguono 2

o poli: Polo arterioso: punto della capsula in cui entra l’arteria

 glomerulare AFFERENTE e dove esce l’arteria

glomerulare EFFERENTE.

Polo urinifero: è il punto in cui inizia il tubulo renale, dove

 quindi esce il plasma ultra filtrato.

Tale capsula è costituita da 2 foglietti: quello più esterno è un

epitelio pavimentoso semplice, che a livello del POLO

ARTERIOSO va a costituire il foglietto interno, foglietto viscerale

formato da cellule chiamate podociti, in grado di cambiare forma e

funzione. Queste cellule sono inoltre dotate di prolungamenti che

terminano sulla parete dei CAPILLARI GLOMURALI, chiamati

pedicelli. Tra un pedicello e l’altro è presente uno spazio chiuso

dalla presenza di un sottile diaframma (vedi img.pag.259).

Podociti e cellule endoteliali dei capillari hanno ognuno una

propria lamina, che però si fondono a costituirne un’unica lamina

densa che rappresenta un importante elemento di filtro renale.

Glomerulo renale: rappresenta l’insieme dei capillari

o glomerulari che collegano l’arteriola efferente con quella

afferente.

Nel corpuscolo avviene l’ULTRAFILTRAZIONE  si intende il

passaggio di sangue dal CAPILLARE GLOMERULARE all’interno della

CAMERA GLOMERULARE, attraverso filtri:

Fenestrature dell’endotelio glomerulare

 Lamina densa

 Fessure di filtrazione, si intendono i punti di contatto dei

 pedicelli con la lamina basale, separati da un sottile diaframma.

Questi filtri renali, possono essere superati da ioni e molecole con

dimensioni inferiori a 7nm e con PM minore a 40.000 Da (glucosio, aa,

piccoli peptidi,ecc).

Il passaggio dal CAPILLARE  CAMERA GLOMERULARE (SPAZIO BOWMAN)

avviene x formazione di un gradiente pressorio tra i 2 ambienti.

All’interno del CAPILLARE la pressione è più elevata rispetto a quella della

CAMERA e ciò è possibile in seguito alla differenza di calibro tra

l’ARTERIOLA AFFERENTE (maggiore) e l’ARTERIOLA EFFERENTE

(minore).

Molecole più grosse, come la maggior parte delle PROTEINE

PLASMATICHE non supera il filtro, rimanendo nel circolo sanguigno e

venendo espulso dal GLOMERULO RENALE attraverso l’ARTERIOLA

EFFERENTE, di conseguenza dopo l’ultrafiltrazione il liquido all’interno

delle ARTERIOLE può contenere solo tracce di proteine.

Può capitare che piccoli peptidi passino all’interno della CAMERA x poi

venire immessi nuovamente nel circolo sanguigno in seguito alla

presenza di capillari intorno ai TUBULI RENALI (es.albumina). Oppure può

accadere che alcune proteine rimanghino incastrate nella lamina basale,

a questo punto intervengono le cellule del mesangio intraglomerulare

che svolgendo una funzione fagocitaria, ripuliscono il filtro.

TUBULI RENALI: l’ultrafiltrato passa poi dal CORPUSCOLO ai TUBULI

• RENALI, dove gran parte degli elettroliti e dell’acqua viene in gran parte

riassorbita e riportata al sangue (circa il 99%) la restante parte (1%)

viene eliminata sottoforma di urina.

All’interno dei TUBULI avvengono le altre 2 funzioni di assorbimento

( senza riassorbimento di liquidi da parte del rene la diuresi sarebbe pari a 180 L

al giorno. Naturalmente il corpo non può permettersi di sprecare un elemento

così prezioso, quindi riassorbe la stragrande maggioranza del filtrato

)e secrezione e queste funzioni

glomerulare e dei nutrienti in esso contenuti

vengono svolte dalle 3 porzioni in cui il TUBULO è suddiviso:

tubulo contorto prossimale  ansa di Henle  tubulo contorto

distale

Il tubulo contorto distale prende poi contatto con l’ARTERIOLA

AFFERENTE del PROPRIO CORPUSCOLO DI MALPIGHI e prosegue poi

(assieme ai tubuli di altri nefroni) nel DOTTO COLLETTORE (si è

calcolato che la lunghezza totale dei nefroni dei 2 reni supera i 50km).

Tubulo contorto prossimale: l’epitelio di questo tubulo è un

 epitelio cilindrico semplice, dotato di molti microvilli diretti

verso il lume e di numerosi mitocondri allungati presenti nella

parte basale della cellula.

In questa porzione del tubulo viene svolta la funzione di

assorbimento attivo di glucosio, acqua, ioni bicarbonato,

proteine a basso PM, ecc, diminuendo del 65% il volume

dell’ultrafiltrato.

L’elevato consumo di energia che il trasporto richiede, spiega la

presenza di numerosi mitocondri mentre la presenza dei

microvilli permette di incrementare la superficie assorbente.

Anse di Henle: presenta un primo tratto discendente

 (costituito da cellule piatte) verso la midollare, nella quale può

entrare più o meno profondamente, è permeabile all’acqua e ai

soluti. Questo tratto poi è seguito da un ansa a U, x poi continuare

con il tratto ascendente il quale non permette all’acqua di

fuoriuscire ma fuoriescono solo soluti.

Tubulo contorto distale: questa porzione presente un epitelio

 isoprismatico con cellule provviste di corti microvilli e

+

numerosi mitocondri. Continua il riassorbimento attivo di Na

e di acqua. Inoltre in questo segmento si trova l’apparato

iuxtaglomerulare il quale è in stretto contatto con il POLO

VASCOLARE del corpuscolo.

APPARATO IUXTAGLOMERUALRE (img.pag.261) è un insieme di

formazioni situate in vicinanza del POLO ARTERIOSO del

CORPUSCOLE DEL MALPIGHI. La sua particolare posizione gli

consente di regolare la pressione sanguigna all’interno del

glomerulo assicurando una normale ultrafiltrazione.

È costituito da:

Cellule iuxtaglomerulari: localizzati nella parete

o dell’ARTERIOLA AFFERENTE a contatto con le cellule della

MACULA DENSA.

Queste cellule sono meccanocettori sensibili alla pressione

del sangue che scorre nell’ARTERIA AFFERENTE (nell’arteriola

AFFERENTE la pressione è maggiore in seguito ad una maggior

calibro rispetto all’arteriole EFFERENTE. I capillari attorno ai

tubuli renali che vengono forniti dall’arteriole EFFERENTE hanno

una pressione minore rispetto a quella presente nei capillari del

glomerulo. Questa bassa pressione favorisce il drenaggio del

liquido dai tubuli ai capillari.) in cui sono localizzate. In seguito a

un abbassamento di pressione viene rilasciato l’enzima RENINA,

il quale trasforma l’ANGIOTENSINOGENO in ANGIOTENSINA I che

a sua volta vie trasformata in ANGIOTENSINA II (vedi

CORTICALE SURRENE) da un enzima di conversione presente

nell’endotelio polmonare. L’ANGIOTENSINA II provoca

vasocostrizione delle arteriole e attiva la produzione e rilascio di

ALDOSTERONE, che induce un riassorbimento di Na e H2O a

livello dei tubuli distali. Come risultato finale si ha un aumento

notevole, ma transitorio, della pressione e un aumento di

assorbimento di Na (in seguito a costrizione delle arteriole).

Cellule della MACULA DENSA: presenti nella parete del

o TUBULO CONTORTO DISTALE. Queste cellule sono osmocettori,

+

sensibili alla variazione della concentrazione di Na all’interno

del tubulo. Una diminuzione della pressione arteriosa provoca

una minor produzione di ultrafiltrato, determinando una minore

+

concentrazione di Na . In seguito a questa minor

concentrazione le cellule della macula densa inducono il

rilascio di RENINA presso le CELLULE IUXTAGLOMERULARI

determinando un aumento di pressione.

Cellule del MESANGIO EXTRAGLOMERULARE: tali cellule si

o trovano in continuazione con quelle del MESANGIO

INTRAGLOMERULARE e sono localizzate nell’angolo formato da

dall’ARTERIOLA AFFERENTE e EFFERENTE (vedi

img.pag.259-261).

Dotto collettori: i TUBULI DISTALI continuano poi con il DOTTO

 COLLETTORE costituito da un epitelio cubico che in assenza di

stimolazione ormonale è IMPERMEABILE ALL’ACQUA (che

quindi non esce dal DOTTO). In seguito però al rilascio della

vasopressina, ormone antidiuretico, i DOTTI COLLETTORI

diventano permeabili all’acqua che quindi esce dai tubuli in

quanto attratta dall’IPEROSMOLARITA’ dell’interstizio, creata dal

TUBULO DISTALE. ( Il 90% di quanto assorbito è indipendente dagli

ormoni (avviene per ragioni osmotiche, legate al riassorbimento del

sodio), mentre la percentuale riassorbibile dei rimanenti 18 litri viene

regolata a livello endocrino. In particolare, l'ormone regolatore della

diuresi per eccellenza è noto come vasopressina, ADH od ormone

). Nel sistema dei dotti collettori si verifica quindi una

antidiuretico

cessione d’acqua non accompagnata da Na che rimane nel tubulo.

Un’insieme di DOTTI COLLETTORI formano dotti papillari di

Bellini, i quali trasporteranno l’urina nei CALICI e PELVI RENALI.

ANALISI FUNZIONE RENALE

L’azione coordinata delle componenti nefrone (CORPUSCOLO RENALE –

TUBULO PROSSIMALE – ANSA HENLE – TUBULO DISTALE – DOTTO

COLELTTORE), permettono di espletare funzioni di:

Ultrafiltrazione glomerulare  produzione attraverso il GLOMERULO di

 ultra filtrato del plasma (prodotto da filtrazione del plasma)

Riassorbimento sostanza dal liquido tubulare  sangue 

 assorbimento della parte filtrata

Secrezione tubulare  secrezione dei cataboliti (prodotti tossici della

 filtrazione) dal sangue ai tubuli (in alcuni casi).

Gli indici che permettono di misurare la FUNZIONE RENALE sono:

Clearance renale  velocità con cui il rene rimuove una sostanza

 X dal plasma. In particolar modo esprime un Vol/T e rappresenta cioè il

volume plasma da cui tutta la sostanza considerata è stata

rimossa e poi escreta nelle urine nell’unità di tempo (es.ogni min

viene completamente eliminata la sostanza x da 100ml plasma).

Velocità di filtrazione glomerulare (VFG)  è data dalla somma VEL.

 FILTRAZIONE DI TUTTI I NEFRONI FUNZIONATI. ↓VFG  la malattia

sta progredendo - ↑VFG  la malattia sta guarendo.

Per poter misurare la VFG si usa un prodotto del metabolismo della

CREATINA MUSCOLARE. Questa sost. filtra liberamente a livello del

glomerulo renale e non viene né secreta, né riassorbita dalle

cell.nefrone. Ne consegue che la quantità di CREATININA escreta nelle

urine ad ogni min = quantità filtrata in ogni min.

La VFG viene calcolata, calcolando la clearance della creatinina.

Si noti che non tutta la creatinina trasporta al rene attraverso l’arteria

renale viene filtrata dai glomeruli, così come non viene filtrato tutto il

plasma che passa nei glomeruli. Infatti solo un 15-20% del plasma

che passa viene filtrato, il restante torna nella circolazione sist.

FILTRAZIONE GLOMERULARE

La prima fase di formazione delle urine è l’ULTRAFILTRATO, ottenuto dal

plasma da parte del glomerulo. Nelle 24 ore viene ad essere filtrato a livello dei

glomeruli un V plasma circa 180L.

ULTRAFILTRATO è privo di cellule (globuli rossi, bianchi, piastrine) e

praticamente privo di proteine. La concentrazione Sali – molecole organiche

(aa, glucosio,ecc) presenti nell’ultrafiltrato, sono pressoché simili a quelle

presenti nel plasma.

Fattori che determinano la composizione dell’ULTRAFILTRATO

La filtrazione delle sostanze che possono superare la barriera di ultrafiltrazione

glomerulare, avviene in base:

DIMENSIONI sost.  molecole con: raggio<20A ..> filtrano liberamente

 – raggio>45A non passano – raggio tra 20 e 45 ..> filtrano in vario grado.

CARICA ELETTRICA  si ha una filtrazione ridotta x sostanze che

 presentano cariche negative. Ciò è dovuto al fatto che sono presenti

glicoproteine cariche negativamente, localizzate sulla superficie di

tutte le componenti glomerulari che costituiscono la barriera di

filtrazione. Queste glicoproteine respingono le molecole con la

stessa carica, perciò quelle molecole cariche negativamente che

presentano raggio compreso 20-45A sono fortemente limitate nella

filtrazione.

Dinamica dell’ultrafiltrazione

Le F responsabili della filtrazione glomerulare sono lo stesse che provvedono

allo scambio di liquido attraverso i capillari. Queste F sono la P idrostatica – P

oncotica (F Starling), esse promuovono il passaggio di liquido dal LUME

CAPILLARI GLOMERULARI  SPAZIO BOWMAN.

Poiché la barriera di ultrafiltrazione glomerulari impedisce il passaggio della

maggior parte proteine plasmatiche, la P oncotica all’interno dello spazio

Bowman circa = 0. Perciò la P idrostatica nel capillare glomerulare (Pic)

è la sola F che favorisce ultrafiltrazione ed è contrastata dalla

Pidrostatica dello spazio Bowman (PiB) – P oncotica capillari

glomerulari (Poc).

La Pic si riduce leggermente lungo tutto il capillare a causa delle R

flusso. La Poc aumenta perché l’acqua viene filtrata mentre le proteine

rimangono nei capillari  aumenta concentrazione proteine plasmatiche.

La VFG è data da questa relazione  VFG= Kf x ΔP

Kf  è dato dal prodotto tra permeabilità propria del capillare

glomerulare e A superficie disponibile x l’ultrafiltrazione.

ΔP  è la somma delle P che agiscono sulla parete capillare: (Pic – PiB)

– (Poc – PoB).

La velocità filtrazione è considerevolmente maggiore nei capillari

glomerulari rispetto a quelli sistemici, soprattutto perché Kf è circa 100

volte più elevato nei capillari glomerulari grazie alla mggior permeabilità

dei capillari dotati di fenestrature. Inoltre la Pic è circa doppia di quella dei

capillari sistemici.

Nei soggetti normali questo valore di VFG può variare in seguito a

variazioni di Pic. La Pic può essere modificata in seguito a variazioni della

RESIST. ARTERIOLE EFFERENTI – AFFERENTI del glomerulo. In particolar

modo Pic si modifica in 3 modi:

Variazioni RESIST. ARTERIOLA AFFERENTE  ↑RESIST. (costrizione) 

 ↓Pic e quindi ↓VFG. Una ↓RESIST. (dilatazione)  ↑Pic e quindi ↑VFG.

Variazioni RESIST. ARTERIOLA EFFERENTE ↑RESIST. (costrizione) 

 ↑Pic e quindi ↑VFG. Una ↓RESIST. (dilatazione)  ↓Pic e quindi ↓VFG.

Variaz. PA nell’ARTERIOLA RENALE  ↑PA  ↑transitoriamente Pic

 e quindi ↑VFG. Una ↓PA  ↓ transitoriamente Pic e quindi ↓VFG.

FLUSSO EMATICO RENALE

Il flusso ematico attraverso i reni svolge importanti funzioni:

Determina indirettamente VFG

 Modifica la velocità riassorbimento acqua-soluti da parte del

 tubulo prossimale

Partecipa alla diluzione/concentrazione urine

 Fornisce O2 – sost.nutritive – ormoni alle cell.nefrone

I principali vasi di resistenza del rene sono: ARTERIOLA AFFERENTE –

ARTERIOLA EFFERENTE – ARTERIA INTERLOBULARE. Il rene, come gran

parte degli altri organi, è capace di regolare il proprio flusso di sangue

modificando, attraverso AUTOREGOLAZIONE, le resist.vascolari in

risposta a variaz. PA. Queste modifiche sono così efficienti da permettere di

mantenere costante il FLUSSO e VFG.

L’AUTOREGOLAZIONE avviene principalmente a livello delle ARTERIOLE

AFFERENTI del rene, e dipende da 2 meccanismi che regolano il tono

dell’arteriole afferente:

Variazioni PA (meccanismo miogenico)  è dovuto ad una proprietà

 intrinseca dei m.lisci vascolari che tendono a contrarsi quando

vengono stirati: ↑PA  arteriola afferente si distende e la sua

muscolatura viene stimolata a CONTRARSI.

Punti importanti meccanismo AUTOREGOLAZIONE:

L’autoregolazione è assente quando la PA<90mmHg.

 L’autoregolaz. non è perfetta, in quanto il FLUSSO – VFG

 possono modificarsi liberamente se la PA aumenta.

Variazioni di NaCl del liq.tubulare (feedback tubulo-glomerulare)

  la concentrazione di NaCl del liquido tubulare viene rilevata da

elementi sensori della MACULA DENSA

dell’APP.IUXTAGLOMERULARE: ↑VFG determinano una ↑NaCl nel

liquido tubulare a livello della macula densa, di conseguenza in queste

cellule entrano maggiori quantità di NaCl, provocando un

↑formazione e rilascio ATP-adenosina da parte delle

cell.endoteliali macula densa, che provocano VASOCOSTRIZIONE

dell’arteriola afferente, con conseguente ↓VGF. Una ↓VFG si ha

anche ↓NaCl nel liquido tubulare con la NaCl che entra in minori

quantità all’interno delle CELL.MACULA DENSA, di conseguenza

ATP-adenosina si riducono, provocando VASODILATAZIONE e

conseguente ↓VFG.

Questo meccanismo di AUTOREGOLAZIONE, consente di assicurare che

l’escrezione – assunzione di acqua e soluti rimangono in equilibrio. Se

non ci fosse questo meccanismo, si modificherebbe anche l’escrezione

urinaria di acqua-soluti, in quanto la VFG influenza l’escrezione di

acqua-soluti.

ALTRI SIST. DI REGOLAZIONE DEL FLUSSO e VFG

Oltre all’AUTOREGOLAZIONE, il FLUSSO – VFG possono essere modificati

da: NERVI SIMPATICI  arteriole efferenti-afferenti sono innervate da fibre

o simpatiche. A volume di sangue circolante normale il tono simpatico è

minimo. NA – ADRENALINA liberata dai terminali nervosi simpatici,

provocano vasocostrizione legandosi ai recettori alfa1-adrenergici

localizzati soprattutto a livello arteriole afferenti, ne consegue ↓FLUSSO

e ↓VFG (es.pag.653).

ANGIOTENSINA II  costringe sia ARTERIOLA EFFERENTE – AFFERENTE,

o a basse condizioni l’ARTERIOLA EFFERENTE è più sensibile e predomina

perciò costrizione arteriola efferente.

PROSTAGLANDINE  in condizioni basali non hanno ruolo importate

o nella regolaz. FLUSSO. Tuttavia in condizioni patologiche (es.emorragia),

vengono prodotte localmente nel rene e ↑FLUSSO senza modificare

VGF. Incrementando il flusso, annullano gli effetti vasocostrittori dei

n.simpatici – angiotensina II.

NO  di origine endoteliale. Quando il flusso sanguigno aumenta,

o l’aumento delle F taglio agisce sulle cell.endoteliali delle arteriole e

↑NO. Alcuni ormoni vasoattivi (Ach, bradichinina, ATP) provocano rilascio

NO. NO provoca dilatazione ARTERIOLE EFFERENTI – AFFERENTI rene e

↓resist.periferica tot.

ENDOTELINA  secreto dalle cell. endoteliali dei vasi renali –cell

o mesangio – cell. tubulo distale in risposta all’ANGIOTENSINA II – NA –

BRADICHINA – F TAGLIO. È un potente vasocostrittore a livello

ARTERIOLA AFF.-EFF.  ↓FLUSSO - ↓VFG.

BRADICHIDINA  vasodilatatore che ↑FLUSSO - ↑VFG. Stimola rilascio

o NO – PROSTAGLANDINE.

ADENOSINA  vasocostrizione ARTERIOLA AFFERENTE  ↓FLUSSO

o - ↓VFG.

TRASPORTO DI ACQUA E SOLUTI LUNGO IL NEFRONE:

FUNZIONI TUBULARI

Le urine si formano mediante 3 processi: ULTRAFILTRAZIONE plasma nei

glomeruli – RIASSORBIMENTO acqua e soluti dall’ultrafiltrato –

SECREZIONE selettiva di alcune sostanze che vengono trasferite al

liquido tubulare.

Dei 130-180L nei maschi e 115-180L nelle femmine di liquido privo di proteine

che viene ad essere filtrato, solo 1% viene ad essere escreto.

L’urina escreta, presenta una composizioni determinata dai TUBULI RENALI, i

quali modificano la composizione e volume dell’urina mediante processi di

RIASSORBIMENTO – SECREZIONE.

Di conseguenza i TUBULI RENALI, vanno a controllare in maniera precisa il

volume – osmolalità – composizione – pH compratimenti

intra-extracell.

A mediare il RIASSORIBIMENTO e SECREZIONE di soluti e acqua nei reni, ci

pensano delle specifiche proteine di trasporto presenti sulla memb. cell.

dei nefroni.

RIASSORBIMENTO DI SOLUTO – ACQUA LUNGO IL NEFRONE

Il riassorbimento di H2O (179l riassorbiti) e NaCl rappresenta la principale

funzione del nefrone.

Tubulo prossimale + - +

Riassorbe circa il 67% acqua, Na , Cl , K , altri soluti. Il GLUCOSIO e aa

filtrati dal glomerulo vengono quasi tutti riassorbiti. L’elemento chiave nei

+ +

processi di riassorbimento del tubulo prossimale è la pompa Na -K ATPasi

dipendente, localizzato nella memb. basolaterale, la quale è responsabile del

riassorbimento di qualsiasi sostanza (inclusa acqua).

+

Il Na viene assorbito con diversi meccanismi nella prima e seconda metà

del TUBULO PROSS. + -

Nella prima metà  il Na è riassorbito insieme HCO3 e MOLECOLE

ORGANICHE (glucosio, aa, ecc).

+ -

Nella seconda metà  il Na è riassorbito insieme Cl .

Questa differenza tra una metà è l’altra del tubulo, è dovuta ai differenti sist.

di trasporto di soluti presenti nelle 2 porzioni e alla differente

composizione del liquido tubulare nelle 2 metà.

+

Prima metà  l’ingresso Na avviene x meccanismi di ANTIPORTO (es.

+ + + +

antiporto Na -H : entra Na esce H , l’uscita di quest’ultimo richiama

+ +

bicarbonato all’interno della cellula) e SIMPORTO (Na -GLUCOSIO, Na - aa,

+ +

Na - Pi, Na - LATTATO). +

Tutti i soluti organici, tra cui anche il Na escono dalla cellula attraverso la

memb.basolaterale x immettersi nel sangue, mediante meccanismi di

+ + +

trasporto passivo, tranne il Na che utilizza la pompa Na -K ATPasi. Il

riassorbimento è così efficace e rapido che questi soluti sono completamente

riassorbiti nel sangue già nella prima metà del tubulo pross. (grafico pag.661).

Il riassorbimento di soluti, in questa prima metà, provoca la formazione di un

gradiente osmotico trans tubulare, che fornisce la F x il riassorbimento

passivo di acqua.

Seconda metà  il liq.tubulare nella seconda metà del tubulo contiene poco

- +

glucosio, aa, ma una concentrazione molto elevata Cl . Il Na viene

-

riassorbimento principalmente con Cl mediante 2 meccanismi:

+ + -

Meccanismo trans cellulare  utilizza 2 antiporti Na -H e Cl -

 +

ANIONI. H e gli ANIONI si combinano x formare un complesso

+

ANIONE-H , che accumulandosi nel liq.tubulare stabilisce un gradiente

di concentrazione favorevole all’entrata del complesso

+

ANIONE-H attraverso la memb.apicale. Una volta all’interno, il

+

complesso si dissocia, ANIONE e H , fuoriescono dalla cellula passando x

la memb.apicale, favorendo l’assunzione di NaCl (img.pag.661).

+ + +

Il Na esce poi dalla cellula mediante pompa Na -K ATPasi situata

-

sulla memb. basolaterale, mentre il Cl fuoriesce mediante proteina

+ -

simporto K -Cl . -

Meccanismo paracellulare  l’incremento di Cl nel liq.tubulare,

 avvenuto nella prima parte del tubulo pross., crea un gradiente di

-

concentrazione del Cl maggiore nel LIQ.TUBULARE rispetto

all’INTERSTIZIO. Questo gradiente favorisce l’ingresso passivo di

-

Cl , il quale supera la meb.apicale passando attraverso le tight

junction, trasferendosi così dal LUME TUBULARE  SPAZIO -

INTERSTIZIALE  SANGUE (img.pag.661). La diffusione passiva del Cl

crea un voltaggio positivo nel liq.tubulare rispetto al sangue,

+

promuovendo la diffusione Na attraverso tight junction dal LUME

TUBULARE  SPAZIO INTERSTIZIALE  SANGUE.

Ogni giorno circa il 67% del NaCl filtrato viene riassorbito dal tubulo

pross.

Riassorbimento di acqua  Nel tubulo pross. avviene il riassorbimento di

circa 67% di acqua. La forza x il riassorbimento dell’acqua nel tubulo pross. è

fornita dal gradiente osmotico maggiore nello spazio interstiziale

rispetto a quello tubulare, stabilito dal riassorbimento dei soluti (NaCl,

+

Na , glucosio, ecc). Poiché il tubulo pross. è altamente permeabile

all’acqua, in seguito alla presenza delle acquaporine, l’elevata

concentrazione di soluti richiama acqua che viene assorbita x osmosi. Un

ulteriore quantità di acqua viene assorbita mediante tight junction.

L’accumulo di liquidi-soluti nello spazio interstiziale, provoca un

aumento P IDROSTATICA in questo compartimento, che promuove il

flusso di acqua verso i capillari peritubulari. Il flusso d’acqua è attirato

anche dalla presenza di una Poncotica elevata nei capillari.

Il liquido riassorbito dai TUBULI RENALI  SANGUE risulta essere isosmotico,

cioè vengono riassorbiti 67% soluti – 67% acqua. Di fatto l’osmolalità del

liquido tubulare è lo stesso tra inizio e fine del tubulo prossimale.

-

Il riassorbimento di quasi tutti i soluti, Cl , altri ioni, acqua è accoppiato con il

+ +

riassorbimento Na . Pertanto variazioni del riassorbimento Na

influenzano il riassorbimento di acqua e altri soluti da parte del tubulo

prossimale.

Riassorbimento proteine  le proteine (ormoni peptidici, piccole proteine,

albumina) possono filtrare nel glomerulo, ma vengono poi ad essere tutte

riassorbite nel tubulo prossimale, mediante un processo di endocitosi. Il

meccanismo di riassorbimento ha inizio con la degradazione delle proteine

attraverso specifici enzimi localizzati sulla superficie delle cell.del tubulo

prossimale. All’interno delle cell. gli enzimi degradano le proteine negli aa

costitutivi, i quali lasciano la cellula passando x proteine di trasporto

presenti sulla memb. basolaterale, x entrare nel circolo sanguigno. Questo

meccanismo permette di riassorbire quasi tutte le proteine filtrate, e quindi

l’urina è priva di proteine. Tuttavia il meccanismo è facilmente saturabile,

perciò se la quantità di proteine filtrate aumenta, si verifica proteinuria

(comparsa proteine nelle urine).

Ansa di Henle

Nel tratto DISCENDENTE dell’ansa  si ha riassorbimento di ACQUA (15%)

ma NON di NaCl, grazie alla presenza di acquaporine. Il riassorbimento di

acqua, aumenta la concentrazione NaCl diretta alla porzione

ascendente.

Tratto ASCENDENTE SOTTILE dell’ansa  la concentrazione più elevata di NaCl,

nel LIQ.TUBULARE rispetto all’INTERSTIZIO, provoca un gradiente di

concentrazione che favorisce il passaggio di NaCl (25%) dal

LIQ.TUBULARE  INTERSTIZIO (passaggio passivo). Questo tratto è

2+ -

impermeabile all’acqua. Permette il passaggio anche di Ca - HCO3 .

Tratto ASCENDENTE SPESSO dell’ansa il riassorbimento dei Sali in questo

tratto può avvenire mediante:

via trans cellulare  L’elemento chiave x il riassorbimento di soluti da

 + +

parte del tratto ascendete SPESSO è la pompa Na -K ATPasi, +

localizzata nella memb.basolaterale. Questa pompa permette al Na ,

entrato secondo gradiente all’interno della cellula mediante un simporto

- +

con Cl - K , di essere espulso dalla cellula in maniera tale da

+

mantenere basse concentrazioni intracellulari di Na in questo

+

tratto, favorendo il trasferimento di Na dal LIQ.TUBULARE CELLULA.

+

Oltre che tramite il simporto, il Na entra nella cellula attraverso un

+ +

antiporto Na -H .

via paracellulare  il voltaggio positivo del LIQ.TUBULARE rispetto al

 sangue, determina un ambiente che favorisce il passaggio di cationi

+ + 2+

(Na - K - Ca ) dal LIQ.TUBULARE  CELLULA.

Entrambe sono responsabili x il 50% del riassorbimento.

L’impermeabilità del TRATTO ASCENDENTE e il riassorbimento dei Sali, produce

un liquido tubulare con un’osmolalità ridotta.

Tubulo distale e dotto collettore

Continua il riassorbimento di NaCl (8%) e quantità variabile (8-17%) di acqua. Il

+ - 2+

segmento INIZIALE del tubulo distale riassorbe Na , Cl , Ca ed è

impermeabile all’acqua. L’ingresso nella cellula di NaCl attraverso la memb.

+ - +

apicale è mediato da simporto Na -Cl . Il Na lascia poi la cellula e si riversa

+ +

nel sangue grazie alla pompa Na -K ATPasi.

L’ULTIMO SEGMENTO del TUBO DISTALE e DOTTO COLLETTORE, sono costituite

da 2 tipi di cellule: +

cellule principali  riassorbono NaCl e rilasciano nel sangue K . Sia

o + +

ASSORBIMENTO Na che SECREZIONE K , dipendono dalla pompa

+ + +

Na -K ATPasi (img.pag.669), presente sulla memb.basolaterale. Il Na

può entrare nel sangue grazie propria a questa pompa, la quale al tempo

+

stesso permette di mantenere bassi i livelli di Na intracellulare,

creando un gradiente chimico che favorisce il suo passaggio dal LIQ. alla

CELL.

+

Il Na entra nella cellula, grazie alla presenza di specifici canali x il

+

Na , e il passaggio dal LIQ.TUBULARE  CELLULA è favorito dalla

presenza di un gradiente chimico e di voltaggio (all’interno della

cellula c’è un pot.negativo). +

Il continuo riassorbimento di Na nel tubulo distale, va a generare un

gradiente di voltaggio che risulta essere negativo nel lume e positivo

-

nella cellula. Questo gradiente favorisce l’ingresso di Cl dal

LIQ.TUBULARE  INTRACELLULARE.

+

Per quanto riguarda il K x poter essere secreto nel liq.tubulare dal

+ +

sangue, prima viene captato nell’interstizio dalla pompa Na -K

ATPasi (img.pag.669), dopodiché fuoriesce dalla cellula x diffusione

+ +

passiva, poiché la [K ]intracell. > [K ]liq.tubulare. Questa diffusione

passiva avviene nonostante ci sia un gradiente elettrico negativo

+

all’interno della cellula che tende a trattenere K , poiché il

gradiente elettrochimico tot.  favorisce l’uscita.

+

Le cell. principali, oltre a riassorbire Na , riassorbono anche ACQUA in

quantità variabili. L’assorbimento di acqua avviene nelle cell.principali

dell’ultima parte del TUBULO DISTALE e DOTTO COLLETTORE, ma

l’intensità di assorbimento è regolata dall’ORMONE ANTIDIURETICO

(ADH):↑[ADH]  ↑riassorbimento acqua; ↓[ADH]  riassorbimento

poca acqua. + -

cellule intercalate o secernano H o HCO3 e sono quindi importanti

o nel regolare l’equilibrio acido-base.

REGOLAZIONE DEL RIASSORBIMENTO DI ACQUA – NaCl

I più importanti ormoni che regolano l’assorbimento di acqua – NaCl, sono:

ADH  è il più importante ormone che regola il riassorbimento di H2O.

 Questo ormone è secreto dall’ipofisi posteriore in risposta ad un

↑osmolalità plasma o ↓VOLUME LEC. Quest’ormone

↑riassorbimento acqua da parte dotto collettore, ma ha scarsi

effetti sull’escrezione NaCl.

angiotensina II  stimola il RIASSORBIMENTO H2O –NaCl nel

 +

tubulo prossimale, il riassorbimento di Na nel tratto ascendete

ANSA HENLE, nel TUBULO DISTALE e DOTTO COLLETTORE. Si

assistono ad un’elevata presenza dell’angiotensina II plasmatica in

condizioni di ↓volume LEC.

Aldosterone  sintetizzato dalla corticale del surrene, stimola

 riassorbimento NaCl, agendo sul TRATTO ASCENDENTE SPESSO

dell’ansa Henle – TUBULO DISTALE – DOTTO COLLETTORE. Questo

incremento del riassorbimento, avviene tramite dei meccanismi:

+ +

incremento pompa Na -K ATPasi nella memb.basolaterale –

+

incremento espressione canali x Na nella memb.apicale – ecc.

+

Nel loro insieme, queste azioni incrementano la captazione Na

attraverso memb.apicale e facilitano il passaggio al sangue.

La secrezione di ALDOSTERONE è aumentata nell’iperkalemia e

dall’↑angiontensina II. Attraverso la sua stimolazione del

riassorbimento di NaCl nel dotto collettore, l’aldosterone incrementa

indirettamente il riassorbimento H2O da parte dotto collettore.

Altri: urodilatina, uroguanilina, catecolamine, dopamina,

 adrenomodulina

Oltre a questi ormoni, il riassorbimento di NaCl è influenzato da altri

meccanismi:

Forze di Starling

 Equilibrio glomeurlo-tubulare  variazioni spontanee di VFG possono

 +

provocare variazioni significative Na filtrato. Se queste variazioni

non fossero controbilanciate da opportuni aggiustamenti del

+

riassorbimento di Na , l’escrezione urinaria di questo ione potrebbe

subire oscillazioni troppo ampie, capaci di modificare il bilancio del Na

dell’intero organismo. Invece ciò non avviene grazie a questo

meccanismo di equilibrio, il quale prevede che ad ogni aumento VFG 

+

aumento Na filtrato. Ciò determina che viene riassorbita sempre

+

una frazione costante di Na , nonostante le variazioni VFG.

CONTROLLO DELL’OSMOLALITA’ E DEL VOLUME LIQUIDI

CORPOREI

I reni svolgono un ruolo importante nel mantenere entro limiti ben definiti

l’OSMOLALITA’ e il VOLUME DEI LIQUIDI CORPOREI, regolando

l’escrezione acqua e NaCl.

CONTROLLO DELL’OSMOLALITA’ DEI LIQUIDI CORPOREI:

CONCENTRAZIONE E DILUZIONE DELLE URINE

L’acqua costituisce circa il 60% del corpo dell’uomo e si suddivide nei 2

compartimenti, LIQ.INTRACELLULARE (LIC) – LIQ.EXTRACELLULARE

(LEC), in equilibrio osmotico tra loro.

L’acqua corporea è soggetta però ad un continuo ricambio, la principale via di

perdita di acqua sono le urine, ma essa può venire persa tramite

evaporazione cute – respirazione  (perdita idrica insensibile) – sudore

– feci. La quantità persa varia a seconda delle condizioni ambientali (ambiente

caldo, o eser.prolungato, ecc).

Queste perdite di acqua, implicano che debba essere introdotta x mantenere il

bilancio idrico positivo .

Il rene regola l’escrezione x via urinaria allo scopo di mantenere costante il

bilancio idrico.

Quando l’assunzione di acqua è scarsa o quando viene persa dall’organismo

attraverso altre vie, il rene tende a conservare acqua producendo un

VOLUME RIDOTTO di urina iperosmotica rispetto al plasma. Al contrario,

in situazioni di elevata assunzione, il rende produce un VOLUME ELEVATO di

urine iposmotiche (es.pag.676).

Alterazioni del BILANCIO IDRICO, determinano modifiche dell’osmolalità dei

liq.corporei, misurabili attraverso variazioni dell’osmolalità del plasma

+

(Posm). Poiché il principale determinante dell’osmolalità plasmatica è il Na

- - +

(ma anche Cl - HCO3 ), alterazioni del bilancio idrico modificano [Na ]

plasmatica.

In condizioni normali, il rene è in grado di regolare l’escrezione di ACQUA,

+ + +

indipendentemente dalla regolazione di Na -K -H . Questo duplice

controllo indipendente è necessario x la sopravvivenza, in quanto consente di

mantenere l’equilibrio idrico senza modificare le altre funzioni

omeostatiche del rene.

Ormone antidiuretico (ADH) (o VASOPRESSINA)

Agisce a livello renale regolando l’osmolalità e volume delle urine:

BASSI LIVELLI ADH  viene escreto un volume elevato di urina (diuresi).

L’urina risulta più diluita.

ALTI LIVELLI ADH  viene escreto un volume ridotto di urina (antidiuresi).

L’urina risulta più concentrata.

ADH è un piccolo peptide a 9aa

La secrezione di ADH dalla neuroipofisi è regolata da diversi fattori, i 2

principali sono:

Osmolalità dei liquidi corporei (controllo osmotico)  variazioni

 dell’osmolalità dei liquidi corporei hanno il ruolo principale nella

secrezione di ADH (variazione dell’1% sono capaci di modificare

significativamente secrezione ADH).

Alcune cell. dell’IPOTALAMO presentano dei neuroni osmocettori, in

grado di rilevare le variazioni dell’osmolalità dei liquidi corporei,

mediante il loro raggrinzimento o rigonfiamento. Quando osmolalità

effettiva aumenta, gli OSMOCETTORI inviano segnali alle cellule che

sintetizzano ADH, situate nei NUCLEI SOPRAOTTICO –

PARAVENTRICOLARE. Viceversa, quando l’osmolalità si riduce, la

secrezione di ADH è inibita. Poiché l’ADH viene degradato

rapidamente nel plasma, i livelli circolati di questo ormone possono

essere ridotti a zero nel giro di alcuni minuti dall’inizio dell’inibizione

della secrezione.

La secrezione di ADH avviene ad un certo valore di osmolalità (set

point), che nei soggetti normali oscilla tra 280-295mOsm/kgH20, al di

sotto di questo valore la secrezione di ADH è quasi nulla (grafico

pag.678). Questo VALORE DI RIFERIMENTO può essere modificato da

diversi fattori fisiologici (es. volume ematico).

Volume e pressione del sist.vascolare (controllo emodinamico) 

 si ha una secrezioni di ADH anche in seguito a ↓V plasmatico o P

sanguigna.

I rec. responsabili di questa risposta sono barocettori localizzati nel

sist.cardiocircolatorio, in particolar modo:

versante a bassa pressione (atrio sx – vasi polmonari) 

o rispondono al volume vascolare globale

versante alta pressione (arco aorta – seni carotidei) 

o rispondono alla PA.

Entrambi i tipi di rec. rispondono allo stiramento della parete della

struttura in cui sono situati. Questi rec. inviano impulsi tramite le vie

afferenti dei n.vago – glossofaringeo fino alle strutture TE (nucleo

tratto solitario del bulbo) che regolano FC e PA. Dal TE vengono quindi

inviati segnali al NUCLEO PARAVENTRIOLARE – SOPRAOTTICO, in

particolar modo ai neuroni produttori di ADH.

La sensibilità dei barocettori risulta inferiore rispetto a quella degli

osmocettori, occorre una variazione del 5-10% x ottenere una

secrezione ADH, mediata da barocettori.

Come detto in precedenza, variazioni del VOLUME – P sanguigna,

producono variazioni del valore di riferimento di osmolalità dal

quale ha inizio la secrezione di ADH:

↓V-P (es.collasso circolatorio) ↓valore di riferimento, significa

o che il rene continua a conservare acqua.

↑V-P (es.collasso circolatorio) ↑valore di riferimento.

o

Ci sono anche altri fattori che influenzano la secrezione di ADH: peptide atriale

natriuretico (inibisce) – angiotensina II (stimola) – etanolo (inibisce) – nicotina

(stimola).

Azione dell’ADH sul rene

La principale azione dell’ADH sul rene è di ↑permeabilità del DOTTO

COLLETTORE all’acqua - ↑permeabilità all’urea della porzione

midollare DOTTO COLLETTORE – stimola riassorbimento NaCl da parte

TRATTO ASCENDENTE SPESSO – TUBULO DISTALE – DOTTO

COLLETTORE.

ADH e ↑permeabilità del DOTTO COLLETTORE all’acqua: Come agisce?

(img.pag.680) ADH si lega a un recettore posto sulla memb.basolaterale

delle cell.principali (recettore vasopressina 2). Questo recettore è accoppiato

con l’ADENILATO CICLASI attraverso una PROTEINA G. In risposta al

legame ADH-RECETTORE  ↑livelli intercellulari di AMPc, con conseguente

attivazione PROTEINA CHINASI A (PKA). Quest’attivazione provoca a sua

volta l’esocitosi sulla memb.apicale di vescicole contenenti

ACQUAPORINA 2 e una sua maggiore produzione. Così, la MEMB.APICALE

delle cellule, che in assenza di ADH non contiene questi canali idrici, si

trasforma da barriera impermeabile all’acqua a barriera altamente

permeabile. Con la rimozione dell’ADH, i canali idrici vengono sottratti

dalla memb.apicale x endocitosi, e la memb. diventa nuovamente

impermeabile all’acqua.

La MEMB.BASOLATERALE risulta invece sempre permeabile all’acqua, grazie

alla presenza di ACQUAPORINE.

Il flusso di acqua che si realizza in presenza di ADH, provoca il riassorbimento

netto di acqua dal LIQUIDO TUBULARE  SANGUE.

ADH e ↑permeabilità all’urea della porzione midollare DOTTO

COLLETTORE  la memb. apicale delle cell. DOTTO COLLETTORE midollare,

contiene 2 diversi trasportatori x l’urea (UTA1 – UTA3). ADH attraverso

AMPc e PKA determina la fosforilazione dei rec. x l’urea, aumentando il num. di

rec. x l’urea, aumentano così la permeabilità del dotto collettore. Al contrario a

livelli nulli di ADH, si riduce la quantità di UTA1 nel dotto collettore.

ADH stimola riassorbimento NaCl da parte TRATTO ASCENDENTE

SPESSO – TUBULO DISTALE – DOTTO COLLETTORE  ciò avviene

+ + -

attraverso un aumento numero di trasportatori: 1Na -1K - 2Cl

+ -

simporto (TRATTO ASCENDENTE SPESSO ANSA HENLE) – Na -Cl simporto

+

(TUBULO DISTALE) – canali Na (TUBULO DISTALE – DOTTO COLLETTORE).

SETE

Variazioni OSMOLALITA’ - VOLUME SANGUE – Psang., comportano

modifiche della sensazione di sete:

↑ OSMOLALITA’ o ↓ VOLUME SANGUE – Psang.  ↑sensazione sete (le

vie che mediano la sete in risposta a diminuzioni V – Psang. non sono state

identificate).

Esiste una soglia determinata geneticamente x la sensazione di sete

(295mOsm/kgH2O).

I CENTRI DELLA SETA sono stati identificati nella stessa regione

dell’ipotalamo coinvolta nella regolazione della secrezione ADH.

Quando si beve la sensazione di sete si esaurisce ancora prima che il tratto

gastrointestinale possa aver assorbito una quantità di acqua sufficiente a

correggere l’osmolalità plasma. Questa risposta sembra dovuta a RECETTORI

OROFARINGEI e GASTROINTESTINALI. Tuttavia la cessazione del senso di sete

mediata da questi recettori è solo temporanea. La sensazione di sete si

esaurisce completamente solo quando l’osmolalità del plasma o V e

Psang., rientrano nella norma.

Il MECCANISMO ADH e quello della SETE, operano insieme x mantenere il

bilancio idrico.

Meccanismi renali x la diluizione e concentrazione urine

In condizioni normali, l’escrezione di ACQUA è regolata

indipendentemente dall’escrezione di SOLUTO. Ciò implica che potremo

avere urine iperosmotiche o iposmotiche. Questa capacità di eliminare

urine a diversa osmolalità richiede che a un certo punto lungo il nefrone soluto

e acqua possano essere separati: nel TUBULO PROSS. ..> il riassorbimento

SOLUTO, provoca anche il riassorbimento di una quota proporzionale

di H2O. Pertanto in questa porzione NON si verifica nessuna separazione. Il

SEGMENTO ASCENDENTE SPESSO dell’ANSA DI HENLE è la principale

sede del nefrone in cui si verifica separazione tra ACQUA-SOLUTO.

Produzione URINA IPOSMOTICA  è sufficiente che il nefrone riassorba

SOLUTO dal liq.tubulare senza un concomitante riassorbimento di

ACQUA. Urine diluite (iposmotiche) vengono ad essere prodotto

quando i livelli di ADH sono quasi nulli. Le fasi di produzione URINE

DILUITE sono (i punti sono riferiti all’img.pag.684):

Il liquido proveniente dal TUBULO PROSS., che si immette nel TRATTO

1. DISCENDENTE SOTTILE DELL’ANSA DI HENLE, è ISOSMOTICO rispetto

al plasma, poiché si ha riassorbimento di ACQUA-SOLUTI in

quantità proporz. (ISOSMOTICO).

Il TRATTO DISCENDENTE SOTTILE dell’ANSA DI HENLE è molto

2. permeabile all’ACQUA e poco permeabile ai SOLUTI (come UREA –

NaCl). Di conseguenza, man a mano che il liquido scende in profondità

nella midollare, perde progressivamente acqua (presenza AQP), in

quanto attratto dall’ambiente iperosmotico della midollare,

caratterizzato da un’elevata presenza di NaCl – UREA. A causa di

questo continuo riassorbimento di acqua, quando il liq. raggiunge l’apice

dell’ansa, avrà un’osmolalità = a quella del liq.interstiziale della

papilla, anche se la loro composizione è diversa ([NaCl]tubulare >

[NaCl]interstizio – [urea]tubulare < [urea]interstizio).

Il TRATTO ASCENDENTE SOTTILE è impermeabile all’ACQUA ma

3. permeabile a NaCl. Di conseguenza in questo tratto, il LIQ.TUBULARE

comincia a perdere NaCl, con il risultato che esso diventa meno

concentrato rispetto al LIQ.INTERSTIZIALE (liq.tubulare inizia a diluirsi).

Il TRATTO ASCENDENTE SPESSO è impermeabile all’ACQUA e UREA,

4. ma permeabile a NaCl, che continua ad essere riassorbimento (in

maniera attiva), provocando un LIQ.TUBULARE ancora più diluito. Il

riassorbimento di NaCl è così forte in questo tratto che il liquido che ne

esce è IPOSMOTICO rispetto al plasma (150mOsm/kgH2O).

Il TUBULO DISTALE e DOTTO COLLETTORE riassorbono attivamente

5. NaCl, ma sono impermeabili all’UREA. In condizioni di assenza ADH

sono impermeabili all’acqua che quindi rimane all’interno del tubulo. Il

continuo riassorbimento di NaCl e la permanenza di ACQUA in questi

tratti produce un LIQ.TUBULARE ancora più IPOSMOTICO rispetto al

plasma (50-100 mOsm/kgH2O).

Il DOTTO COLLETTORE MIDOLLARE riassorbe attivamente NaCl e

6. anche in assenza di ADH risulta lievemente permeabile all’UREA e

ACQUA. Ciò permette a piccole quantità di UREA di entrare all’interno

del tubulo ([SOLUTI]interst. > [SOLUTI]tubulare), e a piccole quantità di

ACQUA di uscire dal tubulo.

Al termine del DOTTO COLLETTORE, l’urina presenta un’osmolalità di

7. 50mOsm/kgH2O e contiene basse [urea] e [NaCl].

Escrezione di URINE IPEROSMOTICHE, richiede la rimozione di ACQUA ma

NON di SOLUTO dal LIQ.TUBULARE. Poiché l’acqua può muoversi solo

passivamente x effetto gradiente osmotico, il rene deve essere capace di

generare un AMB.IPEROSMOTICO che possa poi essere utilizzato x rimuovere

ACQUA dal liq.tubulare. Questo AMBIENTE IPEROSMOTICO viene creato nella

midollare del rene e nella genesi di questo ambiente è particolarmente

critico il ruolo del TRATTO ASCENDENTE SPESSO DELL’ANSA HENLE.

L’AMBIENTE IPEROSMOTICO dell’INTERSTIZIO MIDOLLARE, provoca il

riassorbimento di ACQUA dal DOTTO COLLETTORE determinando

↑concentrazione urine.

Le URINE CONCENTRATE si formano in condizioni di elevati livelli ADH. Le fasi

sono: da 1 a 4. si hanno le stesse fasi viste nella produzione di URINE DILUITE.

Dobbiamo sottolineare come durante queste fasi, la fuoriuscita di NaCl

da parte TRATTO SOTTILE – SPESSO ANSA HENLE, provoca la formazione

di un AMBIENTE MIDOLLARE IPEROSMOTICO, responsabile poi

dell’attrazione verso l’interstizio di ACQUA.

5. il LIQ.TUBULARE arriva al DOTTO COLLETTORE che risulta essere

IPOSMOTICO. L’elevata presenza di ADH, provoca ↑permeabilità

all’ACQUA a livello della II parte TUBULO DISTALE e DOTTO

COLLETTORE. L’ACQUA diffonde così dal LUME TUBULARE 

INTERSTIZIO e l’osmolalità liquido tubulare aumenta (può

raggiungere un’omsolalità max di 290mOsm/kgH2O, pari a quello

dell’interstizio circostante e del plasma). Il livello di osmolalità è pari a

quello che aveva quando il liq.tubulare si immetteva nel tratto

discendente ansa Henle, con la differenza di avere una composizione

diversa  alta osmolalità tubulare è dovuta principalmente +

all’UREA e altre sostanze che non sono state riassorbite (K ,

creatinina, ammoniaca, ecc) non al NaCl uscito nelle fasi

precedenti dal tubulo.

6. più il liq. procede all’interno della midollare, più aumenta

l’osmolalità passando da 300mOsm/kgH2O a 1200mOsm/kgH2O a

livello della papilla. Per quanto riguarda l’UREA, la porzione iniziale del

DOTTO COLLETTORE è impermeabile all’UREA anche in presenza di

ADH e l’UREA rimane nel liq.tubulare e risulta essere la principale sost.

responsabile dell’aumento di osmolalità tubualre. L’ultima porzione del

DOTTO COLLETTORE presenta una permeabilità all’UREA maggiore,

consentendo il passaggio di UREA dal TUBULO  INTERSTIZIO fino ad

arrivare ad un punto in cui la [urea]tubulo = [urea]interstizio.

7. L’urina finale raggiunge un’ osmolalità di 1200mOsm/kgH2O pari a

quella del circostante liq.interstiziale. L’urina risulta costituita da quei

soluti non riassorbiti, principalmente UREA. L’UREA che è il

prodotto del metabolismo delle proteine, creato nel fegato, equilibrandosi

tra INTERSTIZIO – TUBULO, una parte viene ad essere espulsa

tramite l’urina. Avendo un’urina altamente concentrata di urea, si ha la

possibilità di poter espellere giornalmente UREA in piccole dosi di

urina alla volta.

Il volume di ACQUA maggiormente riassorbito lo si ha nel TUBULO

DISTALE – CORTICALE e MIDOLLARE ESTERNA DOTTO COLLETTORE.

Pertanto un volume relativamente piccolo arriva nelle porzioni

midollari più profonde del DOTTO COLLETTORE, dove di

conseguenza, il volume di acqua riassorbito è piccolo. Ciò consente di

preservare l’ambiente iperosmotico dell’interstizio della

MIDOLLARE INTERNA.

Indipendentemente dal produrre URINE CONCENTRANTE o DILUITE, la quota di

acqua riassorbita è sempre la stessa nel TUBULO PROSS. e TRATTO

DISCENDENTE ANSA HENLE. Ciò provoca che, in entrambe le condizioni, un

volume relativamente costante di acqua raggiunge il TUBULO DISTALE

e DOTTO COLLETTORE. In questi 2 tratti del nefrone, a seconda dei livelli di

ADH si ha un’escrezione di acqua che si aggira tra <1% e 10% di tutto il carico

filtrato.

Interstizio midollare

I principali componenti dell’INTERSTIZIO MIDOLLARE sono l’UREA – NaCl, si

+

accumulano poi altri soluti (es.ammoniaca – K ) ma la loro distribuzione

lungo la midolare non è uniforme. Nel passaggio tra CORTICALE – MIDOLLARE

l’osmolalità del liq.interstiziale è di 300mOsm/kgH2O ed è attribuibile al NaCl.

Man a mano che si scende nella midollare, incrementa progressivamente

[NaCl] – [urea], fino a raggiungere un’osmolalità di 1200mOsm/kgH2O a

livello della papilla, di cui 600 mOsm/kgH2O attribuibile al NaCl e gli i

restanti 600 mOsm/kgH2O all’urea.

Il segmento più importante del nefrone x l’accumulo nell’interstizio di NaCl è il

TRATTO ASCENDENTE DELL’ANSA HENLE. L’accumulo di UREA risulta

essere maggiore quando si formano urine iperosmotiche, mentre quando si

producono URINE IPOSMOTICHE l’UREA tende ad essere attirata

all’interno del tubulo, provocando un ↓osmolalità dell’interstizio

midollare (al quale contribuisce il lavaggio messo in atto dai VASI RECTA).

Il DOTTO COLLETTORE rappresenta l’unico segmento del nefrone permeabile

all’UREA, permeabilità che aumenta in presenza di ADH. In condizioni di

alta permeabilià, l’UREA diffonde fino ad andare in equilibrio con

l’interstizio. L’UREA presente nell’interstizio midollare viene ad essere

riportata all’interno del tubulo grazie alla presenza di trasportatori

dell’UREA (UT-A2) presenti sulle pareti del TRATTO SOTTILE DISCENTENDE

ANSA HENLE. L’UREA interstiziale viene riportata all’interno del nefrone x poi

uscire nuovamente. Questo ricircolo serve a facilitare l’accumulo di urea

nell’interstizio midollare.

Poiché il RIASSORBIMENTO DI ACQUA dipende dal gradiente osmotico

stabilito dal LIQ.INTERSTIZIALE MIDOLLARE, l’URINA non può mai

essere più concentrata del liq.interstiziale. Pertanto , ogni fattore che

riduce questo GRADIENTE DELL’INTERSTIZIO DELLA MIDOLLARE, ridurrà

necessariamente anche la max capacità del rene di concentrare le

urine.

CONTROLLO DEL VOLUME DEL LEC ATTRAVERSO LA REGOLAZIONE

DELL’ESCREZIONE RENALE DI NaCl

Poiché il NaCl è il principale costituende del LEC, variazioni del bilancio

sodico alterano l’osmolalità del LEC. Queste variazioni sono però

contrastate dai meccanismi di SETE – secrezione ADH, che agiscono con

l’obiettivo di riportare l’OSMOLALITA’ a valori costanti: se viene assunto

NaCl  ↑OSMOLALITA’ LEC  che stimola la SETE e rilascio ADH  provocando

↑introduzione H2O e ↑rilascio acqua dai dotti collettori  ristabiliscono

l’OSMOLALITA’ LEC ai suoi valori normali.

Tale processo provoca però un aumento del VOLUME LEC che è

proporzionale all’H2O ingerita, che a sua volta dipende dalla quantità

di NaCl presente nel LEC.

Essendo che la fuoriuscita di H2O dipende dalla quantità NaCl nel LEC, il rene x

mantenere costanti il VOLUME LEC deve agire sul NaCl, regolando la

sua escrezione. L’escrezione di NaCl è commisurata alla sua assunzione

con la dieta: ↑NaCl assunto ↑quantità escreta e viceversa.

Diversa è la risposta renale a seconda che l’assunzione/restrizione di

NaCl sia:

LIEVE  in questo caso si hanno variazioni dell’escrezione NaCl con

modeste variazioni del contenuto corporeo NaCl.

FORTE  queste BRUSCHE variazioni del contenuto corporeo di NaCl richiede

diverse ore o diversi giorni prima che si abbia un adattamento della

risposta renale.

Per mantenere il VOLUME LEC costante, l’organismo si avvale di un

SIST.SENSORI e SEGNALI che agiscono principalmente sul rene, in

modo tale che quest’organo possa mettere in atto le opportune

VARIAZIONI X L’ESCREZIONE DI NaCl  il LEC è suddiviso in 2

compartimenti:

Plasma del sangue

 Liq.interstiziale

Essendo costituito dal plasma sanguigno, variazioni del VOLUME

PLASMATICO provocano variazioni del LEC e viceversa, variazioni del LEC

provocano ripercussioni sul VOLUME PLASMATICO. Essendo il plasma parte del

sangue, variazioni del V PLASMATICO provocano variazioni anche del VOLUME

VASCOLARE – PA – GC, con ripercussioni sulla perfusione sanguigna ai

tessuti: variazioni del V LEC provocano variazioni parallele V VASCOLARE

– PA – GC.

Nei grossi vasi del sist.circolatorio, sono presenti SENSORI che rilevano lo

stato di pienezza e P sanguigna, x poi trasmettere indirettamente segnali

al rene in maniera da regolare l’escrezione renale NaCl.

Questi SENSORI sono definiti SENSORI DI VOLUME (o BAROCETTORI) in

quanto rispondo allo stiramento indotto della parete dei vasi sanguigni

o atri cardiaci. A seconda dei distretti vascolari in cui sono collocati si

differenziano:

Sensori di V dei distretti vascolari a BASSA PRESSIONE 

 localizzati nelle pareti degli atri cardiaci – ventricolo dx – grossi vasi

polmonari, rispondono alla distensione di queste strutture. In caso

di RIDUZIONE riempimento vasi polmonari e atri cardiaci  i recettori

rilevano restrizione pareti, inviando segnali al TE (attraverso fibre

afferenti N.VAGO – GLOSSOFARINGEO). L’aumento di att. di queste fibre

afferenti, modifica l’att.simpatica provocando liberazione da ipofisi

posteriore di ADH. In caso di AUMENTO riempimento, si ha azione

opposta.

Gli ATRI e VENTRICOLARI CARDIACI, presentano un meccanismo

aggiuntivo che controlla l’escrezione renale NaCl e riguarda la sintesi e

immagazzinamento di ormoni peptidici prodotti dai miociti

atriali-ventricolari, rispettivamente il peptide atriale natriuretico –

peptide cerebrale natriuretico. Vengono rilasciati quando le PARETI

ATRI/VENTRICOLI si distendono  provocando rapido incremento

escrezione renale NaCl e H2O.

Peptide Atriale Natriuretico (ANP) – Peptide Cerebrale

Natriuretico (BNP)  ANP è un ormone peptidico prodotto dalle cell.

atri cardiaci – ventricolo cardiaci in condizioni di ↑PA - ↑V LEC. In

queste condizioni tali cell. vengono stirate e ciò rapp. lo stimolo x la

produzione di ANP. Immesso nel sangue, va ad agire a livello renale

(meccanismi non noti) determinando ↑escrezione urinaria di NaCl –

acqua. Ciò avviene in quanto:

va ad ↑VFG, rilasciano le cell. del mesangio che controllano

o che controllano le fessure di filtrazione tra PEDICELLI-CAPILLARI.

↓riassorbimento NaCl – acqua nel DOTTO COLLETTORE

o (mecc. Non noto).

Inibisce rilascio ALDOSTERONE – RENINA – ADH

o

Sensori di V dei distretti vascoli a ALTA PRESSIONE  sono posti

 nell’ARCO AORTICO – SENO CAROTIDEO – ARTERIOLE AFFERENTI del

RENE. Quelli posti nelle prime 2 sedi, proiettano al TE mediante afferenze

N.VAGO – GLOSSOFARINGEO, andando a stimolare l’att.simpatica e la

liberazione ADH: ↑Psang.  ↓att.nervosa simpatica  ↓produzione ADH e

viceversa.

L’ARTERIOLA AFFERENTE del RENE e in particolare

l’APP.IUXTAGLOMERULARE, rispondono direttamente alle variazioni

di pressione, con conseguente variazioni secrezione RENINA che a

sua volta determina i livelli plasmatici di ANGIOTENSINA II –

ALDOSTERONE, entrambi capaci di regolare l’escrezione renale

NaCl.

Ci sono anche altri BAROCETTORI localizzati nel FEGATO – SNC.

I REC. VOLUME, appena descritti, utilizzano dei SEGNALI x regolare

l’escrezione renale di NaCl-ACQUA, che possono essere distinti in:

Segnali nervosi:

o N.simpatici renali  le FIBRE SIMPATICHE innervano sia le

o ARTERIOLE AFFERENTI – EFFERENTI del GLOMERULO e

CELL.NEFRONE.

Quando ↓V LEC  i BAROCETTORI stimolano ↑att.simpatica 

questo provoca i seguenti effetti:

Costrizione ART.AFFERENTI – EFFERENTI, con

1. conseguente ↓Pidrost. dei CAPILLARI GLOMERULARI 

+

↓VFG  di conseguenza ↓carico filtrato Na (meno Na

escreto).

Stimolzione SECREZIONE RENINA da parte

2. cell.specializzate arter.afferenti, con conseguente ↑livelli

plasmatici ANGIOTENSINA II – ALDOSTERONE  provocando

+

↑riassorbimento Na da parte nefrone.

Stimolazione diretta lungo il nefrone del

3. riassorbimento NaCl

Questi effetti, insieme, permettono di ↓escrezione NaCl e

rappresenta la risposta compensatoria che cerca di contrastare una

riduzione V LEC, cercando di ristabilire il normale V LEC

(EUVOLEMIA).

Viceversa, un ↑V LEC avrebbe determinato effetti opposti, in

quanto si sarebbe manifestata una riduzione att.nervosa

simpatica destinata al rene.

Segnali ormonali:

o Sist. RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONE  le cell.

o dell’app.iuxtaglomerulale (arteriola afferente) secernano RENINA

(enzima proteolitico). 3 fattori partecipano alla stimolazione

secrezione RENINA:

P perfusione  le cell. JG della arteriola afferente si

 comportano come barocettori. Quando ↑ Parterola afferente

renale  inibita secrezione RENINA. Quando ↓P arteriola

afferente renale  stimolata secrezione RENINA.

Att. fibre nervose simpatiche  ↑fibre simpatiche 

 ↑rilascio RENINA (effetto mediato da rec.beta-adrenergici.

Quando ↓fibre simpatiche  ↓rilascio RENINA.

Distribuzione NaCl alla macula densa  regola VFG.

 Inoltre la MACULA svolge un ruolo di secrezione RENINA:

↓NaCl  ↑secrezione RENINA e viceversa.

La RENINA liberata da sola non è in grado di svolgere effetti

fisiologici, ma essa agisce su substrato proteico circolate,

l’ANGIOTENSINOGENO, prodotto dal fegato, scindendolo in

peptide a 10aa, l’ANGIOTENSINA I, che viene poi ulteriormente

scissa in ANGIOTENSINA II (8 aa) da parte dell’enzima ACE

(Angiotensin Converting Enzyme) presente sulla superficie

cell.endotelio vascolare polmonare-renale.

L’ANGIOTENSINA II produce diversi effetti fisiologici:

Stimola secrezione ALDOSTERONE  raggiungendo la

 SURRENALE, stimola SINTESI-RILASCIO.

VASOCOSTRIZIONE arteriole (generale) -

 ↑ATT.CARDIACA. Ciò avviene attraverso la presenza di rec.

presenti sua pareti miocardio, la loro attivazione

↑stimolazione simpatica su VASI-CUORE. In questo modo si

ha l’aumento RESIST.PERIFERICHE, aumenta il

POST-CARICO. Aumentando il flusso in entrata nel circolo

(aorta), si ha un  ↑PA.

↑secrezione ADH – SETE  rec. x angiotensina presenti a

 livello cerebrale, una volta attivati, producono ADH e SETE.

Stimolando la secrezione ALDOSTERONE, esso va ad agire andando

a ↑RIASSORBIMENTO NaCl da parte tubulo pross. (effetto

maggiore) – tratto ascendente spesso ansa Henle – tubulo

distale – dotto collettore.

Questo sist. si attiva quando c’è una ↓V LEC, provocando

↓escrezione renale NaCl. È inattivo quando ↑V LEC, situazione

in cui l’escrezione renale NaCl deve aumentare.

ADH

o

OMEOSTASI DEGLI IONI (K – Ca – P)

+

OMEOSTASI K

+

Il K è importante x molte funz.cellulari: regolazione V cellulare –

regolazione pH intracellulare – sintesi DNA e proteine – att.muscolare

e cardiaca – ecc.

+

La [K ] nel corpo (sia nel LIC – LEC) deve essere mantenuta costante a fronte

delle variazioni di assunzione con la dieta.

+

Il 98% di K del K tot si trova all’interno cellule (concentrazione

150mEq/L). Il restante nel LEC (concentrazione 4mEq/L) 2%. Quando

+

[K ]>5mEq/L  IPERKALEMIA. Quando [K]<3,5 mEq/L  IPOKALEMIA. Questa

differente concentrazione intra-extra cell. è mantenuta grazie a pompa Na-K

ATPasi. +

La quantità di K introdotta con la dieta viene ad essere rapidamente

captata all’interno delle cellule, ma x mantenere costante la quantità

+

K corporea, tutta la quantità di K assunta con la dieta andrà ad essere

escreta x via renale (processo che richiede circa 6 ore).

+

Regolazione [K ] plasmatica

+

Un aumento della [K ] plasmatica conseguente dopo pasto, stimola la

secrezione INSULINA (pancreas) – ADRENALINA (midollare) –

ALDOSTERONE (corticale surrene). Questi ormoni agiscono sulla pompa

Na-K ATPasi – simporto Na – Ca – K – simporto Na-Cl presenti nelle cell.

muscolare-fegato-osso-globuli rossi, incrementanto la capacità di

+

assunzione K .

Alterazione [K] plasmatica +

I fattori che possono provocare variazione [K ] plasmatica sono:

Equilibrio acido-base  dobbiamo distinguere condizioni:

 +

ACIDOSI METABOLICA  si ha un ↑[K ] plasmatica

o (IPERKALEMIA). Ciò è dovuto al fatto che in condizioni di ↓pH

+

(quindi ↑[H ]), l’acidosi va a inibire i trasportatori che

+

accumulano K dentro la cellula (pompa Na-K – simporto Na

– Ca – K – simporto Na-Cl) e si verifica un’ entrata all’interno

+ +

della cellula di H e una conseguente fuoriuscita di K dalla

cellula x controbilanciare l’elevato accumulo di cariche

positive all’interno della cellula.

L’ACIDOSI RESPIRATORIA non modifica in modo apprezzabile

+

[K ].

ALCALOSI METABOLICA/RESPIRATORIA  determina

o +

↓[K ]plasmatica (IPOKALEMIA), viene cioè stimolata l’uscita di

+ +

H dalla cellula e l’entrata K all’interno della cell. +

Osmolalità plasma  un ↑omsolalità  provoca ↑rilascio K da

 +

parte della cellula  conseguente ↑[K ]. Questo aumentato rilascio è

dovuto al fatto che, un ↑OSMOLALITA’ PLASMATICA provoca il rilascio di

acqua dalla cellula, in quanto attirata dal gradiente osmotico. Il flusso

di acqua continua fino a quando LIC=LEC. La perdita d’acqua ha

+

provocato raggrinzimento cellula e ↑[K ]intracellulare. In questa

+

condizione il K esce dalla cellula.

+

Lisi cellulare  provoca ↑[K ] (IPERKALEMIA), in seguito a

 +

riversamento contenuto cellulare di K nell’ambiente extracell.

+

Esercizio fisico  l’eser.fisico stimola la fuoriuscita di K dalla

 cellula muscolare. Tale fuoriuscita è proporzionale all’intensità eser.

+

ESCREZIONE K DA PARTE RENI +

I reni svolgono un ruolo principale nel mantenere l’equilibrio K .

+

Ogni giorno i reni eliminano il 90-95% del K introdotto con la DIETA.

+ +

Quindi escrezione renale K = assunzione dieta K .

+

Il K filtra liberamente nel glomerulo e una volta all’interno del tubulo, a

+

seconda delle condizioni alimentari, il K può essere RIASSORBITO o

+

SECRETO. In condizioni di DIETA NORMALE, la quantità di K escreta con le

urine è circa del 15% del carico filtrato, ciò significa che la restante parte

viene ad essere riassorbita. Quando invece ↑ ASSUNZIONE CON LA DIETA di

+ +

K , la quantità di K escreta con le urine aumenta fino all’80% del

carico filtrato, in questa condizioni si osserva oltre ad un riassorbimento

+

anche una secrezione K . +

Il TUBULO PROSSIMALE riassorbe circa 67% del K filtrato in gran parte delle

+

condizioni – ANSA HENLE riassorbe circa 20% K filtrato.

Al contrario, TUBULO DISTALE e DOTTO COLLETTORE possiedono la duplice

+

capacità di riassorbire – secernere K . Quando aumenta l’assunzione con la

+ +

dieta di K si osserva anche un ↑secrezione K (img.pag.707). Quando invece

+ +

l’assunzione con la dieta di K si riduce, si osserva un riassorbimento K ,

senza secernere, lungo il T.DISTALE-D.COLLETTORE, tanto che l’escrezione

urinaria può scendere sotto 1% del carico filtrato.

+ +

Come avviene la SECREZIONE K ?  la secrezione di K da SANGUE 

TUBULO avviene in 2 fasi (img.pag.708):

+

Captazione K da parte pompa Na-K, attraverso la

1. memb.basolaterale.

+

Diffusione K da CELLULA  LIQ.TUBULARE, attraverso la

2. +

presenza CANALI K .

+

La DIFFUSIONE K è possibile in quanto la pompa Na-K crea un’elevata

+

concentrazione intracell. K che fornisce la forza chimica x l’uscita

+

passiva di K attraverso i suoi canali posti sulla memb.apicale. Sebbene

+

questi canali sono posti anche sulla memb. basolaterale, il K lascia

preferibilmente la cell. attraverso memb.apicale x 2 ragioni:

+

Gradiente elettrochimico K favorisce il movimento secondo

 gradinete verso il liq.tubulare.

+

Permeabilità K è maggiore nella memb.apicale piuttosto che

 nella basolaterale. +

Qualsiasi variazione nella secrezione K può essere spiegata in termini di

alterazione di uno o più di questi fattori.

+

Regolazione SECREZIONE K nel T.DISTALE – D.COLLETTORE  La

+

regolazione dell’escrezione K che deve essere espulso dai reni, avviene

principalmente x modificazione della sua SECREZIONE da parte del

T.DISTALE-DOTTO COLLETTORE. +

I fattori principali che segnalano un aumento/diminuzione SECREZIONE K x

+

ristabilire una omeostasi K , sono:

+

[K ]plasmatico  IPERKALEMIA (indotta da elevato apporto dieta K),

 +

determina un ↑SECREZIONE K , in seguito a diversi meccanismi:

Stimolando direttamente la pompa Na-K ATPasi,

o +

incrementando così la captazione K attraverso la

+

memb.basolaterale, con conseguente ↑[K ]intracell., che provoca

+

↑forza elettrochimica stimolando trasferimento di K all’interno

del tubulo. + +

↑permeabilità memb.apicale K (↑canali x K )

o Stimola produzione ALDOSTERONE e insieme agiscono x

o +

stimolare secrezione K . +

↑flusso liq.tubulare, il quale stimola secrezione K nel

o t.distale – collettore.

IPOKALEMIA (indotto da restrizione K con dieta o perdita K con diarrea),

+

determina ↓SECREZIONE K , x effetti opposti a quelli descritti

nell’IPERKALEMIA (es.inibizione pompa Na-K, ecc).

Aldosterone  la secrezione ALDOSTERONE è favorta da

 +

↑[K ]plasmatica (IPERKALEMIA) – ANGIOTENSINA II. Un ↑CRONICO

+

(circa 24ore) [ALDOSTERONE]plasmatico, determina ↑SECREZIONE K ,

attraverso diversi meccanismi:

↑num. pompa Na-K su memb.basolaterale

o +

↑espressione canali Na su memb. apicale  consente di

o +

incrementare il passaggio di Na dal TUBULO  CELL., provocando

così un effetto di depolarizzazione della memb.apicale, in

+ +

quanto l’aumento di [Na ] – [K ] intracell. creano un amb.intarcell.

più positivo, e ciò incrementa la forza elettrochimica x il

+

passaggio K da CELL.  TUBULO. +

Stimola direttamente la permeabilità mem.apiacle x K

o

Un ↑ACUTO (entro qualche ora) [ALDOSTERONE]plasm., nonostante

+

provochi un ↑att.pompa Na-K, non determina ↑SECREZIONE K  ciò

è dovuto al fatto che l’ALDOSTERONE stimola anche un aumento

+

assorbimento Na , e di conseguenza un aumento riassorbimento anche

dell’ACQUA, provocando pertanto ↓FLUSSO TUBUALRE. Il ↓FLUSSO

+

TUBUALRE provoca a sua volta ↓SECREZIONE K . Tuttavia la

+

STIMOLAZIONE CRONICA RIASSORBIMENTO Na , provoca espansione V

LEC, che riporta a valori normali il flusso tubulare, consentendo la

+

stimolazione SECREZIONE K . +

ADH  il suo effetto è quello di mantenere costante l’escrezione di K

 in situazioni di ampie variazioni dell’escrezione acqua. ADH stimola

il RIASSORBIMENTO ACQUA (dal tubulo  interstizio) e ciò provoca una

+

↓vel.flusso tubulare che a sua volta determina una ↓SECREZIONE K , ciò

+ +

significherebbe meno K che entra nel tubulo e quindi minor K che

viene ad essere escreto con le urine all’aumentare dell’ADH. Tale

effetto però non viene a realizzarsi, in quanto ADH incrementa la

+

FORZA ELETTROCHIMICA che promuove il passaggio di K da cell.

 tubulo. Tale incremento è dovuto al fatto che viene ad essere

+

stimolata la captazione di Na dal tubulo alla cell. e di

conseguenza l’interno cellulare diventa più positivo, favorendo il flusso

+ +

di K verso il tubulo. Questi effetti opposti dell’ADH sulla secrezione K ,

+

consente di mantenere costante l’escrezione di K .

Ci sono poi altri fattori come: VEL. FLUSSO LIQ.TUBUALE – EQUILIBRIO

+

ACIDO-BASE che possono modificare SECREZIONE K , ma che non hanno

+

come obiettivo quello di ristabilire l’omeostasi K , ma ben sì alternano

+

il BILANCIO K . +

Come avviene il RIASSORIBMENTO K ? Il riassorbimento è stimolato in

+

condizioni di BASSO APPORTO K . Esso avviene grazie alla presenza di una

+ +

pompa H -K ATPasi situata sulla memb.apicale. Questo trasportatore

+ +

permette l’entrata di H all’interno tubulo e l’uscita K dal tubulo. +

FATTORI CHE INVECE DI MANTENERE L’OMOSTASI DEL K , LA

DESTABILIZZANO +

Flusso liquido tubulare  ↑flusso  ↑SECREZIONE K e viceversa. I

meccanismi che determinano un aumento secrezione K all’aumentare flusso

sono (img.pag.711):

Aumento del flusso piega CIGLIA delle cell.principali, il che attiva

 2+

canali conduzione x Ca , i quali entrano all’interno della cellula,

+

andando ad attivare canali K della memb.plasmatica apicale con

+

conseguente ↑secrezione K . +

L’aumento flusso è provocato da ↑V LEC, la [Na ]↑ nel liq.tubulare e

 +

questo aumento, provoca ↑Na che entra nelle cell del

T.DISTALE-D.COLLETTORE attraverso memb.apicale, determinando una

interno cellulare più positivo, il che ↑forza elettrochimica che

+

promuove ↑SECREZIONE K .

Aumento flusso provoca ↑att.pompa Na-K.

Equilibrio acido-base  VARIAZIONI ACUTE pH plasmatico, influenzano la

+

SECREZIONE K . +

ACIDOSI ACUTA..> provoca ↓SECREZIONE K , in seguito a 2 meccanismi:

+

↓[K ]intracellulare a causa dell’inibizione attività pompa Na-K,

o +

provoncado cosi ↓captazione K , quindi ↓forza elettrochimica che

favorisce passaggio K da cell.  tubulo.

+

↓permeabilità memb.apicale al K .

o +

ACIDOSI PROLUNGATA ..> provoca ↑ESCREZIONE RENALE K , ciò è

dovuto al fatto che viene ad essere inibito riassorbimento acqua-soluti,

mediante inibizione pompa Na-K delle cell. T.PROSS., così incrementa

FLUSSO LIQ.TUBULARE e si ha una ↓V LEC. Tale riduzione stimola

secrezione ALDOSTERONE. ↑ FLUSSO LIQ.TUBULARE - ↑ALDOSTERONE,

annullano gli effetti dell’acidosi sulla [K]intracell. e

+ +

sull.permeab.apicale x K e di conseguenza ↑SECREZIONE K .

ALCALOSI ACUTA ..> provoca effetti opposti all’ACIDOSI ACUTA, quindi

+

↑SECREZIONE K . +

ALCALOSI PROLUNGATA ..> ↑SECREZIONE K .

OMEOSTASI Ca – P

I RENI – APP.GASTROINTESTINALE – OSSO, svolgono un ruolo fondamentale x

2+

il mantenimento livelli plasmatici di Ca - Pi e x il loro bilancio.

Il RENE elimina ogni giorno con le urine una quantitò di Ca-P che è

equivalente a quella assorbita dall’intestino. Se ↓la loro

CONCENTRAZIONE PLASMATICA  ↑ASSORBIMENTO INTESTINALE -

↑RIASSORBIMENTO OSSEO (l’osso perde Ca-P) - ↑RIASSORBIMENTO

RENALE, tutto allo scopo di far ritornare la concentrazione plasmatica a

valori normali.

Durante OSTEOPOROSI o RIDUZIONE MASSA MAGRA, si ha un ↑ESCREZION

RENALE Ca-Pi senza però avere variazioni dell’ASSORBIMENTO

INTESTINALE  ciò porta a perdita corporea Ca-Pi.

Calcio 2+

Il 99% Ca  osso; 1%  LIC (r.endoplasm. – mitocondrio – legato a

proteine, quindi è piccola la quantità Ca libera nel citosol), ; 0,1%  LEC.

Il gradiente tra interno-esterno cellula è mantenuta da una pompa

2+

Ca ATPasi. La [Ca]plasmatica è mantenuta è circa 10mg/dL e viene ad

essere mantenuto entro limiti piuttosto ristretti.

2+

Omeostasi Ca  dipende da 2 fattori:

2+ 2+

Quantità tot Ca nell’organismo  la [Ca ] in tutto il corpo dipende

 dalla quantità di Ca assorbita dal tratto gastrointestinale e dalla

quantità escreta dal rene. L’assorbimento Ca a livello

gastrointestinale è dovuto ad un meccanismo di TRASPORTO ATTIVO

mediato da un vettore che è stimolato dal calcitriolo (all’aumentare

calcitriolo aumenta assorbimento). Di norma l’assorbimento Ca è circa

200mg/die e l’escrezione renale è uguale alla quantità assorbita

(200mg/die), e si modifica parallelamente con l’assorbimento intestinale.

Il BILANCIO DI Ca viene quindi mantenuto in quanto la quantità Ca

ingerita = quantità Ca persona con le feci – via renale

(es.pag.714). 2+

Distribuzione Ca tra tess.osseo – LEC  3 ormoni controllano la

 distribuzione Ca tra OSSO-LEC, regolando quindi la [Ca]plasmatica:

PTH (paratiroideo)  secreto da ghiandole paratiroidi e la sua

o secrezione è regolata dalla [Ca] del LEC. La memb. delle cell.

ghiandole paratiroidi contengono rec.sensibili Ca che servono x

controllare [Ca]LEC: ↓[Ca]plasmatica (ipocalcemia) 

↑espressione gene che codifica x PTH con conseguente

maggiore secrezione PTH  ↑[Ca]plasmatica. ↓[Ca]plasmatica

 effetto opposto.

Quando PTH viene secreto, ↑[Ca]plasmatica attraverso:

2+

↑riassorbimento osseo Ca

 2+

↑riassorbimento renale Ca

 Stimola produzione CALCITRIOLO  che ↑assorbimento

 2+

Ca tratto gastrointestinale.

Calcitriolo  metabolita vit D3 sintetizzata dalle cell.tubulo pross..

o La sua produzione viene stimolata in condizioni di diretta

IPOCALCEMIA o in seguito ad aumentate concentrazioni PTH. Il

calcitriolo ↑[Ca]plasmatica principalmente stimolando

assorbimento gastro-intestinale Ca e facilita anche azione

PTH su osso (favorendo riassorbimento Ca osseo).

Calcitonina  secreto da TIROIDE, la sua secrezione è stimolata in

o condizioni di IPERCALCEMIA e provoca ↓[Ca]plasmatica

attraverso ↑deposito Ca su osso.

Il Ca nel plasma è presente x 50% in forma ionizzata; 45%legata

proteine plasmatica (soprattutto albumina); 5% con diversi

anioni (es.HCO3). Variazioni pH provoca una variazione queste

percentuali.

2+

Trasporto Ca lungo il NEFRONE

Il Ca che può essere filtrato a livello del glomerulo è quello ionizzato e legato

agli anioni, non quello legato alle PROT.PLASMATICHE. Del Ca che viene

filtrato, il 99% viene RIASSORBITO dai tubuli con le seguenti percentuali:

70% T.PROSSIMALE – 20%ANSA HENLE – 9% T.DISTALE - <1% D.COLLETTORE.

Il restante 1% viene ESCRETO con le urine e corrisponde alla quota di Ca

assorbita giornalmente dal tratto gastro-intestinale (200mg).

2+

Riassorbimento Ca da parte T.PROSSIMALE (img.pag.717)  avviene

attraverso 2 vie:

Via TRANSCELLULARE  processo attivo che avviene in 2 fasi: il Ca

o diffonde all’interno della cellula SECONDO GRADIENTE ELETTROCHIMICO ,

passando x canali Ca. All’interno della cell. il Ca si lega alla CALBINDINA

formando un complesso che  poi permette espulsione dalla cell.

2+

CONTRO GRADIENTE ELETTROCHIMICO, passando x canali Ca -ATPasi.

2+

Attraverso questo processo viene riassorbito il 20% del Ca .

Via PARACELLULARE  riassorbe 80%Ca. Il Ca passa tra l’interstizio

o cellulare in seguito a drenaggio liq.tubulare attraverso pareti cell.t.pross.,

cioè fuoriesce liquido contenente Ca, e in seguito a voltaggio positivo

liq.tubulare. 2+

Riassorbimento Ca da parte ANSA HENLE  è limitato alla porzione

corticale del TRATTO ASCENDENTE SPESSO ANSA HENLE e anche in

questo caso il riassorbimento avviene attraverso VIA TRANS-PARACELLULARE

con meccanismi simili a quelli descritti precedentemente (a parte fuoriuscita

con liquido tubulare in seguito a impermeabilità all’acqua tratto ascendente

spesso ansa). + 2+

Nel TRATTO ASCENDENTE SPESSO ANSA HENLE il riassorbimento Na -Ca è

parallelo l’un con l’altro (in parte in seguito a voltaggio positivo all’interno

del lume che favorisce uscita fuori Na-Ca). Pertanto ogni variazione che

modifica il riassorbimento Na modificherà in parallelo riassorbimento

Ca.

Riassorbimento Ca attraverso T.DISTALE  nel T.DISTALE il voltaggio

liq.tubulare è NEGATIVO rispetto all’interstizio, ciò non favorisce il

riassorbimento di Ca che dunque avviene solo mediante trasporto attivo 

quindi trasporto TRANSCELLULARE (identico meccanismi descritto x riass.Ca nel

t.pross.). Nel t.distale si hanno variazioni parallele di escrezione di Ca –

Na, tuttavia questo non si verifica sempre in quanto i meccanismi che regolano

l’escrezione di ogni soluto sono INDIPENDENTI e REGOLATO in modo diverso.

2++

Regolazione dell’escrezione urinaria del Ca 2+

Diversi fattori e ormoni influenzano l’escrezione urinaria Ca :

PTH  è il più importante nel controllo dell’escrezione urinaria. La presenza di

2+ 2+

questo ormone ↑riassorbimneto Ca  ↓escrezione Ca . Infatti anche se

PTH inibisce riassorbimento NaCl – acqua e qiundi Ca a livello del

T.PROSSIMALE, esso stimola fortemente il riassorbimento Ca a livello

del TRATTO ASCENDENTE SPESSO ANSA HENLE e T.DISTALE.

VARIAZIONI [Ca]LEC: 2+

IPERCALCEMIA  ↑escrezione Ca attraverso:

 ↓riassorbimento Ca a livello T.PROSSIMALE, in seguito a

o elevati livelli Ca nel liq.interstiziale.

Inibisce riassorbimento Ca a livello T.ASCENDENTE SPESSO

o HENLE x attivazione recettori CaSR

Sopprime riassorbimento Ca da parte del T.DISTALE, andando

o a ridurre i livelli PTH. 2+

IPOCALCEMIA  ↓escrezione Ca in seguito attuazione meccanismi

 opposti.

CARICO FOSFATO (pag.718)

2+ 2+

ACIDOSI  ↑escrezione Ca . Ciò avviene perché sono inibiti canali Ca

2+

della memb.apicale, ↑riassorbimento Ca

2+

ALCALOSI  ↓ escrezione Ca , attraverso meccanismo opposto.

FOSFATO

Circa 86% deposito OSSO; 14% LIC; 0,03% LEC. La normale [Pi]plasmatica

è circa 4mg/dL

La sua concentrazione plasmatica è un fattore importante x il riassorbimento

dell’osso. Circa il 10% del Pi plasmatico è legato alle proteine e non è

quindi disponibile x la filtrazione glomerulare. Il Pi urinario funge da

importante tampone x il mantenimento equilibrio acido-base.

Omeostasi fosfato

Dipende da 2 fattori:

Quantità Pi presente nell’organismo  è determinata dalla quantità

 Pi assorbita tratto gastrointestinale meno quantità escreta con

urine. L’assorbimento è stimolato dal CALCITRIOLO. Nonostante

un’assunzione variabile di Pi con la dieta, il bilancio corporeo di Pi

rimane costante, in quanto il rene elimina giornalmente con le urine

una quantità di Pi pari alla quantità assorbita dal tratto

gastrointestinale. Pertanto, l’escrezione renale Pi è il principale

meccanismo con cui l’organismo regola il BILANCIO Pi.

Distribuzione tra compartimenti INTRA-EXTRACELLULARI e OSSO

  il PTH – CALCITRIOLO – CALCITONINA regolano la distribuzione

2+

del Pi tra OSSO – LEC. Come x il Ca , PTH-CALCITRIOLO stimolano

2+

rilascio Ca dai depositi (nel caso Pi LIC, nel caso Ca l’osso). Al

contrario la CALCITONINA stimola la deposizione Pi sull’osso,

riducendo [Pi]plasmatica. Pertanto la mobilizzazione di Ca-Pi dai depositi

intracellulari è sempre accoppiata.

Anche i RENI partecipano alla regolazione [Pi]plasmatica. Un piccolo

aumento [Pi]plasmatica provoca ↑carico filtrato Pi, determinando

↑escrezione urinaria Pi. Il rene può aumentare l’escrezione Pi fino a un

valore superiore all’assorbimento Pi dal tratto gastrointestinale,

provocando una perdita netta Pi dall’organismo, con ↓[Pi]plasmatica.

Trasporto Pi lungo il nefrone

Percentuali di riassorbimento Pi img.pag.720. Nel TUBULO PROSSIMALE il Pi

viene riassorbito attraverso VIA TRANSCELLULARE, in particolar modo con un

+

meccanismo simporto Na -Pi presente a livello memb.apicale. Dopodichè

esce dalla memb.basolaterale attraverso un antiporto Pi-anione.

Regolazione escrezione urinaria Pi

Il PTH è il più importante che controlla l’escrezione Pi, andando ad inibire

riassorbimento Pi a livello t.prossimale e ↑escrezione urinaria Pi.

Altri fattori tab.pag.720.

RUOLO DEL RENE NELLA REGOLAZIONE DELL’EQUILIBRIO

ACIDO-BASE

+

La [H ] nei liquidi corporei è bassa rispetto alla concentrazione degli altri ioni,

+

tant’è che misuriamo la [H ] attraverso il log negativo in base 10 

+

pH=-log [H ].

10

Tutti i processi che avvengono nel nostro organismo necessito di un pH

piuttosto stabile (tra 6,8 – 7,8): LEC ..> 7,35-7,45; LIC ..> 7,1-7,2.

Gli ACIDI e ALCALI ingeriti con la dieta ogni giorno e alcune sost. prodotte

dall’organismo, sono in grado di variare il pH, il quale però è mantenuto

all’interno del range grazie alla presenza di appropriati meccanismi che

mantengono un equilibrio acido-base.

-

SISTEMA TAMPONE HCO3

Il BICARBONATO è un importante tampone del LEC. Il SISTEMA TAMPONE

-

HCO3 si differenzia dagli altri sistemi tampone dell’organismo (es.fosfato)

perché viene regolato sia da RENI – POLMONI. Il BICARBONATO deriva dalla

reazione pag.723. Secondo l’equazione Henderson-Hasselbalch il pH è

determinato dalle variazioni CO2 (la sua quantità nel plasma dipende

-

dalla Pparz.CO2 e sua solubilità (α) – HCO3 . Le alterazioni dell’equilibrio

-

acido-base, provocate da variazioni [HCO3 ]plasmatica sono definite 

variazioni metaboliche. Mentre quelle provocate da variazioni Pco2 

-

variazioni respiratorie. I RENI controllano  [HCO3 ], mentre i POLMONI 

Pco2.

Visione insieme equilibrio acido-base

Attraverso il METABOLISMO CELLULARE e DIETA, vengono prodotti/assunti

alcali – acidi.

La CO2 viene prodotta dai processi metabolici di ossidazione LIPIDI –

CARBODIRATI (15-20moli CO2). Questa elevata quantità viene efficacemente

eliminata dai polmoni e non ha conseguenze sull’equilibrio acido-base.

La CO2 è definita ACIDO VOLATILE, in quanto è potenzialmente in grado di

+

generare H dopo la sua idratazione con acqua. Gli acidi non derivati sono

definiti ACIDI NON VOLATILI (es.ac.lattico). Anche il metabolismo aa ha

impatto sull’equilibrio acido-base, in seguito alla produzione di sost.acide

come ac.cloridrico – ac.solforico. Una porzione di queste sostanze viene

-

neutralizzata dalla produzione HCO3 che origina dal metabolismo aa

aspartato-glutamato. - -

Inoltre una parte di HCO3 viene persa con le feci. La perdita di HCO3

equivale all’aggiunta acido non volatile al corpo. In un individuo sottoposto

a dieta normale, l’ASSUNZIONE DIETETICA – METABOLISMO CELLULARE –

-

PERDITA FECALE HCO3 , hanno come risultato l’aggiunta giornaliera di circa

0,7-1mEq/kg di AC.NON VOLATILE. Pertanto allo scopo di mantenere

l’equilibrio acido-base, l’acido aggiunto deve essere eliminato e ciò

-

avviene attraverso il pronto tamponamento di HCO3 presente nel LEC. Per il

mantenimento equilibrio acido-base, deve essere eliminato acido

dall’organismo a una velocità equivalente al suo aumento: se

ELIMINAZIONE ACIDO supera la sua PRODUZIONE  ALCALOSI; in caso

contrario ACIDOSI. -

Il processo di tamponamento degli AC.NON VOLATILI da parte del HCO3

-

provoca la produzione di Sali sodici e la rimozione dal LEC di HCO3

-

(reaz.pag.724). Di conseguenza il HCO3 deve venire ad essere rimpiazzato, in

quanto se ciò non avverrebbe la produzione giornaliera di ac.non volatili

-

esaurirebbe HCO3 del LEC in 5 giorni. Il RENE è l’organo preposto a

-

rimpiazzare la quantità HCO3 persa nella neutralizzazione di acido

non volatili.

ESCERZIONE NETTA DI ACIDO DA PARTE DEL RENE

I reni eliminano con le urine una quantità di acidi equivalente alla

-

produzione di ac.non volatili. Inoltre devono rimpiazzare HCO3 perso x

la neutralizzazione degli ac.non volatili e impedire l’escrezione con le

-

urine di HCO3 . Quest’ultimo compito è quantitativamente più impegnativo

-

(4320mEq/die) rispetto a quello di rimpiazzare HCO3 con le urine

(50-10mEq/die). - +

Sia RIASSORBIMETNO HCO3 che ESCREZIONE H vengono attuati mediante

+

processo SECREZIONE H da parte nefroni. Giornalmente i nefroni

+ +

secernono nel liq.tubulare circa 4390mEq/die di H . Gran parte di H non -

viene tuttavia escreta con le urine, in quanto serve x recupero di HCO3

+

filtrato. Solo 50-100mEq/die degli H secreti vengono persi con le urine 

risultati escrezione acida è che le urine sono di norma ACIDE.

Il rene non è capace di creare urine più acide di un pH compreso 4-4,5.

+

Pertanto x eliminare sufficiente acido, i reni eliminano H con i TAMPONI

URINARI (come FOSFATO, o CREATININA che però è meno importante). I

diversi TAMPONI URINARI sono chiamati nel loro insieme ACIDI TITOLABILI.

+

L’escrezione di H come AC.TITOLABILE risulta però insufficiente a

bilanciare la produzione giornaliera di ac.non volatile, perciò si serve di

un ulteriore meccanismo basato sulla sintesi – escrezione di IONI

+4 +4

AMMONIO (NH ). Per ciascun NH escreto con le urine, viene rimesso in

-

circolo sistemico 1 HCO3 il quale va a rimpiazzare quello perso durante il

tamponamento di un acido non volatile.

I reni quindi contribuiscono al mantenimento equilibrio acido-base:

-

RIASSORBENDO HCO3 FILTRATO – ELIMINANDO QUANTITA’ ACIDO

EQUIVALENTE AL CARICO ACIDO GIORNALIERO  quindi x mantenere

equilibrio è necessario che l’escrezione netta ACIDO = produzione

giornaliera ACIDO NON VOLATILE.

-

La parte di HCO3 escreta con le urine è una piccola quantità.

-

Riassorbimento HCO3 lungo il nefrone

-

HCO3 è un ione che filtra liberalmente attraverso il glomerulo, fornendo

-

4320mEq/die di HCO3 che vengono poi riassorbiti (img.pag.725).

-

T.PROSSIMALE  avviene il maggior riassorbimento di HCO3 . La CO2 –

H2O presente all’interno delle cellule della parte di questo parte del nefrone,

possono o venire RIASSORBITE o subire una reazione di conversione da parte

- + -

dell’anidrasi carbonica in HCO3 - H . L’ HCO3 esce dalla cellula in quanto

riassorbito attraverso meccanismi di simporto accoppiati con altri ioni.

+

L’H prodotto entra invece nel LIQ.TUBULARE superando la memb.apicale

+ + +

attraverso una pompa H -ATPasi – antiporto Na -H (viene sfruttato il -

gradiente del Na). Una volta nel liq.tubulare, va ad legarsi con HCO3

presente già nel LIQ.TUBULARE, formando H2CO3 il quale viene ad essere

deidratato ad opera di un’ANIDRASI CARBONICA presente sull’orletto a

spazzola delle cell.memb.apicale. I prodotti sono H2O – CO2, i quali entreranno

-

all’interno della cellula x diffusione. Mediante questa via indiretta il HCO3 viene

ad essere riassorbito. -

T.ASCENDENTE SPESSO ANSA HENLE  minore carico HCO3 riassorbito.

Ma i meccanismi di riassorbimento sono molto simili. -

T.DISTALE-D.COLLETTORE  riassorbono la piccola quantità HCO3 che non

viene riassorbita dalla porzione precedente del nefrone. La logica di

riassorbimento in questo tratto è la stessa che interessa gli altri, ma si assiste

anche ad una tipologia di CELL.INTERCALATE (beta) (img.pag.729) che

- +

secernano nel liq.tubulare HCO3 invece che H , e si pensa che queste

cellule aumentino la loro att. in condizioni di ALCALOSI METABOLICA,

-

favorendo l’escrezione urinaria di HCO3 ; mentre in condizioni normali

+

prevale la secrezione H da parte di un altro tipo di CELL.INTERCALATE (alfa)

+

Le memb.apicali del D.COLLETTORE risultano poco permeabili agli H , i quali

rimangono nel liq. aumentando pH urina fino a 4,5. Nei segmenti

+ -

precedenti la permeabilità agli H e HCO3 risulta notevolmente maggiore, e

di conseguenza il pH si abbassa solo fino a 6.5.

+

Regolazione secrezione H

+ -

La secrezione di H e quindi il riassorbimento HCO3 da parte cell.nefrone è

regolata da diversi fattori:

Variazioni equilibrio acido-base sistemico  rappresenta il principale

• +

fattore che regola secrezione H . +

ACIDOSI  ↑secrezione H (da cell.  liq.tubulare). In queste

o condizioni si ha un abbassamento pH intracellulare delle

+

cell.nefrone, questo stimola la secrezione di H da parte di

meccanismi che variano in base al particolare segmento del

nefrone:

↓pH intracell. crea un gradiente tra cell. – liquido che

 +

favorisce il passaggio di H da CELL  LIQ.TUB.

I trasportatori possono essere trasferiti da un lato

 all’altro della memb. attraverso vescicole intracellulare

Con un ACIDOSI A LUNGO TERMINE l’abbondanza dei

trasportatori aumenta x incrementata trascrizione appositi

geni del trasportatore. +

ALCALOSI  inibisce secrezione H , in seguito a ↑pH intracell.

o cell. nefrone, provocando una risposta opposta a quella

dell’ACIDOSI.

Altri fattori  ci sono poi altri fattori (tab.pag.728) che sono coinvolti

• indirettamente nel mantenimento equilibrio acido-base. Poiché la

+

secrezione H nel T.PROSS. – T.ASCENDENTE SPESSO ANSA HENLE

+

è accoppiato al RIASSORBIMENTO Na (attraverso antiporti

+ +

Na -H ), i fattori che influenzano il riassorbimento di Na modificano

+

indirettamente anche la secrezione di H :

Meccanismo glomeurlo-tubulare che assicura che la

o VEL.RIASS.T.PROSS sia accoppiata VFG  quando ↑VFG 

↑CARICO FILTRATO che si presenta al t.pross. e quindi una -

quantità maggiore di liq.viene riassorbita (tra cui HCO3 ).

Variazioni V LEC: quando ↓V LEC in seguito a minor Na nel LEC

o +

 ↑ secrezione H . Questo si verifica mediante diversi

meccanismi, uno di questi è il

sist.renina-angiotensina-aldosterone, il quale va ad

+ +

↑riassorbimento Na favorendo il passaggio H da cellula 

liq.tubulare:

Angiotensina II  agisce su T.PROSS-TRATTO ASCENDENTE

 SPESSO ANSA HENLE, provocando ↑ att.trasportatori -

+ +

↑esocitosi trasportatori su memb. (antiporto Na -H

+ -

della memb.apicale e il simporto 1Na - 3HCO3 della

memb.basolaterale). +

Aldosterone  stimola il riassorbimento Na su T.DISTALE

 +

– D.COLLETTORE. Tuttavia esso stimola anche secrezione H

dei T.DISTALE – D.COLLETTORE, in maniera DIRETTA

+

(facilitando secrezione H da parte cell.intercalate) e

+

INDIRETTA (stimolando il riassorbimento Na il lume tubulo

+

diventa più negativo, e ciò favorisce passaggio H verso

lume tubulo).

Un ↑ V LEC (tanto Na nel LEC) provoca effetti opposti. +

Altri fattori: ormone paratiroideo (PTH) – bilancio K .

o -

Formazione di nuovo HCO3

Il bicarbonato perso x tamponare gli acidi, deve essere rimpiazzato e ciò

avviene mediante 2 possibili meccanismi:

Escrezione ac.titolabile  il bicarbonato è scarso all’interno del

• liq.tubulare a livello del T.DISTALE – D.COLLETTORE, in quanto è stato

+

RIASSORIBITO nei segmenti precedenti. Pertanto gli H secreti nel tubulo

vanno a legarsi con tamponi urinari (principalmente Pi) e non con

- +

HCO3 e vengono così escreti come ac.titolabile. Gli H vengono

prodotti all’interno della cell. in seguito a idratazione CO2 ..> CO2+H2O. I

+ - +

prodotto di questa reaz. sono: H - HCO3 . H entra nel liq.tubulare

+

attraverso pompa H -ATPasi, mentre bicarbonato esce nel LEC

(img.pag.730). Solo questo meccanismo non è sufficiente a produrre

-

HCO3 , perciò serve attivazione dell’altro.

4+ 4+

Sintesi-escrezione NH  NH viene prodotto nel RENE a partire dalla

• 4+ -

GLUTAMINA. Oltre a NH vengono prodotti 2 HCO3 che verranno

restituiti all’organismo. Tuttavia la formazione di bicarbonato attraverso

4+

questo meccanismo, dipende dalle capacità rene di eliminare NH

4+

con le urine. Se l’ NH invece di essere escreto, entrasse nel circolo

sistemico, andrebbe ad essere convertito in UREA (dal fegato). Questo

4+ +

processo di conversione UREA  NH genera H che andrà poi ad

essere tamponato proprio dal BICARBONATO prodotto dalla reazione

4+

GLUTAMINA  NH , annullando il processo di ricostituzione

BICARBONATO.

RISPOSTE ALLE ALTERAZIONI ACIDO-BASE

Quando si sviluppa uno squilibrio acido-base, l’organismo mette in atto diversi

meccanismi x ridurre al minimo le variazioni pH del LEC. Questi

meccanismi riducono l’alterazione senza però correggerla:

Tamponamento intra-extracellulare  la risp. al tamponamento

 EXTRACELL. è quasi istantanea, mentre quella INTRACELL. è più lenta

e si completa nel giro di diversi min.

Le alterazioni acido-base che si hanno in seguito ad alterazione

-

metaboliche (variazione [HCO3 ]) sono conseguenza dell’aggiunta ACIDO

NON VOLATILI o ALCALI NON VOLATILI. I tamponamenti di queste

sostanze avvengono nel LEC e LIC.

-

Il sistema tampone HCO3 è il più importante del LEC. Quando

-

vengono aggiunti AC.NON VOLATILI ai liquidi corporei, l’HCO3 viene

consumato durante il processo di tamponamento dell’acido e di

-

conseguenza ↓[HCO3 ]plasm. Viceversa quando vengono aggiunti

+

ALCALI NON VOLATILI, si consuma H x tamponare e si assiste ad

-

un↑[HCO3 ] plasm. -

Oltre al sist. del HCO3 , il tamponamento può avvenire mediante

FOSFATO – PROTEINE PLASMATICHE. L’azione combinata di tutti

questi processi di tamponamento (HCO3 – PROTEINE – FOSFATO)

rendono conto del 50% circa del tamponamento di un carico

AC.NON VOLATILI. La rimanente frazione viene tamponata a livello

intracellulare. Il tamponamento intracellulare, prevede l’ingresso di

+ -

H nella cellula che andranno poi a legarsi con HCO3 o Pi o GR.ISTIDINA

delle PROTEINE.

Altro meccanismo x il tamponamento extracellulare è rappresentato dal

2+

Ca che proviene dall’osso: con ACIDOSI si ha demineralizzazione

2+

tess.osseo, il Ca si libera dall’osso come TAMPONE CONTENENTE

2+ +

Ca andando a legarsi H .

Se le alterazioni acido-base sono di tipo respiratorio, le variazioni del

pH liq.corporei dipendono dalle variazioni Pco2. In questa situazione il

tamponamento avviene tutto all’interno della cellula. Quando

↑Pco2 (acidosi resp.), la CO2 entra nelle cellule, dove si combina

+ - +

con H2O x formare H2CO3 che quindi si dissocia in H e HCO3 . H

-

viene tamponato dalle PROTEINE CELLULARI, mentre HCO3 esce

-

dalla cellula e ↑[HCO3 ] del LEC. Si hanno effetti inversi in caso di

ALACOSI RESP. (↓Pco2).

Compensazione respiratoria  sono la seconda difesa contro le

 alterazioni equilibrio acido-base: ↑Pco2  ↓pH (acidosi) - ↓Pco2  ↑pH

(alcalosi).

La FREQ.RESP. è il principale fattore determinante della Pco2:

↑VENTILAZ.  ↓Pco2 - ↓ VENTILAZ.  ↑Pco2. Al tempo stesso sia

Pco2 – pH possono regolare la ventilazione. I CHEMOCETTORI

localizzati nel TE e nella PERIFERIA (CORPI CAROTIDEI – AORTICI)

+

rilevano variazioni pH e [H ] e modificano in modo appropriato la

+

VENTILAZIONE. Pertanto avremo che nell’ACIDOSI ↑H (↓pH) 

↑VENTILAZIONE. In ALCALOSI, effetto opposto (↓VENTILAZIONE).

Le risp.resp. alle alterazioni metaboliche dell’equilibrio acido.base

iniziano entro pochi min, ma richiedono diverse ore x completarsi.

Compensazione renale  in risposta a variazioni pH e Pco2 del plasma,

 -

i RENI mettono in atto opportuni aggiustamenti dell’escrezione di HCO3 e

ACIDO. + +

ACIDOSI (↑H o Pco2): ↑secrezione H nel tubulo - ↑riassorbimento

- +

HCO3 . Viene ↑produzione-escrezione NH4 e aumentata

- -

escrezione ACIDO NETTO. HCO3 generato va ad ↑[HCO3 ]plasmat.

+ - + +

ALCALOSI (↓H o Pco2): ↑secrezione HCO3 - ↓secrezione H -NH4 .

-

Avremo quindi che HCO3 compare nelle urine. L’aumentata

- -

secrezione HCO3 provoca ↓[HCO3 ]plasmat.

Per completare gli aggiustamenti, i reni richiedono diversi giorni, in

quanto occorrono ore o giorni x incrementare la sintesi degli enzimi del

+

t.pross. coinvolti nella produzione NH4 .

I processi appena descritti riducono l’ampiezza delle variazioni del pH

ematico, ma non correggono le alterazioni. Il completo ristabilimento

dell’equilibrio richiede la RIMOZIONE DELLA CAUSA CHE HA

PROVOCATO L’ALTERAZIONE.

APP.ENDOCRINO

Tipo di comunicazione che utilizza come mediatore delle specie chimiche

definite ORMONI, che vengono immessi nel circolo sanguigno. I segnali

endocrini sono relativamente lenti e la diffusione e il trasporto in circolo fino

alle CELL.BERSAGLIO può avvenire in SECONDI (se la risposta comporta

modifiche att. proteine cellulari) o ORE (se la risp. comporta modifiche

espressione genica o sintesi nuove proteine).

Il SIST.ENDOCRINO è un insieme di ghiandole che producono ormoni, la cui

funzione è regolare i vari organi del corpo.

Le ghiandole che lo costituiscono sono:

Ipofisi

 Tiroide

 Ghiandole paratiroidi

 Pancreas endocrino

 Ghiandole surrenali

 Gonadi

Cell.endocrine sono presenti anche all’interno di altri organi che non svolgono

primariamente la funz. endocrina: cell.cuore che producono PEPTIDE

ATRIALE NATRIURETICO – cell.rene, ERITROPOIETINA, ecc.

Ci sono poi cellule in grado di produrre enzimi che agiscono nei confronti di

PRECURSORI ORMONALI o ORMONI POCO ATTIVI, trasformandoli in ORMONI

MOLTO ATTIVI (es. ANGIOTENSINA II dal ANGIOTENSINOGENO INATTIVO,

attraverso 2 scissioni enzimatiche).

Configurazioni a feedback del sist.endocrino

FEEDBACK POSITIVO – NEGATIVO (pag.744)

Nel sist.endocrino i circuiti FEEDBACK NEGATIVO possono avere 2

configurazioni:

Circuito a feedback regolato da una risp.fisiologica  la secrezione

• di un ORMONE viene stimolata/inibita da una variazione livello

PARAMETRO EXTRACELLULARE. L’ormone secreto provocherà

variazione PARAM.EXTRACELL. e quest’ulitmo a sua volta inibisce la

secrezione ORMONE (img.pag.145).

Circuito a feedback regolato da un asse endocrino  gran parte del

• sist.endocrino presenta tale configurazione. Ogni asse è costituito da

IPOTALAMO da una parte e IPOFISI –GHIANDOLE PERIFERICHE

dall’altra. Il circuito regolato con ASSE ENDOCRINO presenta 3 livelli:

N.neuroendocrini dell’IPOTALAMO che secernano ORMONI DI

1. LIBERAZIONE,

Gli ORMONI LIBERAZ., stimolano la produzione e la secrezione di

2. ORMONI TROFICI da parte dell’IPOFISI.

ORMONI TROFICI stimolano a loro volta la produzione e

3. secrezione ORMONI da parte GHIANDOLE ENDOCRINE

PERIFERICHE.

L’ORMONE prodotto dalle GHIANDOLE ENDOCRINE PERIFERICHE, va a

determinare un feedback negativo di inibizione nella produzione

ORMONI IPOFISARI – ORMONI LIBERAZIONE.

NATURA CHIMICA ORMONI

La natura chimica degli ormoni, determina: suoi meccanismi sintesi,

immagazzinamento, rilascio – meccanismo trasporto nel sangue – sua

emivita biologica e modalità sua eliminazione – meccanismi azione a

livello cellulare.

Proteine/peptidi

Nelle ghiandole, questi ormoni vengono immagazzinati in VESCICOLE

SECRETORIE legate alla memb. e vengono rilasciate x esocitosi in

maniera regolata: l’esocitosi non avviene spontaneamente ma in risposta ad

2+

uno stimolo. Tale esocitosi richiede però energia – Ca - citoscheletro

integro (microtubuli, microfilamenti) – proteine che hanno il compito

di trasferire VESCICOLE SECRETORIE alla memb.cell.

Questa tipologia ormoni sono solubili nei liquidi organismo, quindi circolano

nel sangue prevalentemente non legati ed hanno perciò un’emivita breve.

Sono rimossi dal sangue principalmente x ENDOCITSOSI – DEGRADAZIONE

LISOSOMIALE del complesso ormone-recettore.

Non passano le memb. e di conseguenza svolgono la loro azione mediante

recettori membrana.

Catecolamine

Sono ADRENALINA – NORADRENALINA – DOPAMINA. Sono sintetizzate da

MIDOLLARE SURRENE – alcuni neuroni in seguito a modificazioni tirosina.

Il principale prodotto ormonale della midollare surrene è ADRENALINA, anche

se questa ghiandola produce in minore quantità anche NORADRENALINA.

Vengono immagazzinate in vescicole secretorie, la cui secrezione è regolata

2+

(da es. ATP - Ca ).

Non sono solubili nel sangue, quindi girano libere o lievemente legate

all’albumina. Simili ad ormoni proteici, tant’è che non superano agevolmente

memb. e necessitano perciò di RECETTORE.

Breve emivita e vengono eliminate dal sangue x captazione o modificazioni.

Ormoni steroidei

Sono sintetizzati dalla corteccia surrenale – ovaie – testicoli – placenta. Si

suddividono in 5 categorie: PROGESTINICI – MINERALCORTICOIDI –

GLUCOCORTICOIDI – ANDROGENI – ESTROGENI. Appartiene a questa

categoria anche il metabolita attivo VITAMINA D.

Questi ormoni vengono sintetizzati a partire da modificazioni COLESTEROLO.

L’obiettivo di queste modificazioni è costituire delle molecole che siano abb.

Diverse l’una dall’altra in maniera da poter andare ad interagire con specifici

recettori. Ciascun recettore può essere espresso in forme diverse.

Tali ormoni sono idrofobici e passano agevolmente attraverso le

memb.cellulari. Di conseguenza, i rec.classici x gli ormoni steroidei sono

localizzati all’interno delle cellule e agiscono regolando l’espressione

genica.

Le cell. che le producono sono le cell.steroidogeniche che utilizza

colesterolo come precursore.

Una volta prodotti gli O.STEROIDEI vanno incontro a ulteriori modificazioni

dopo il loro rilascio dalle cell.steroidogeniche originarie o subiscono

conversioni nella periferica.

A causa della loro natura idrofobica, viaggiano nel circolo ematico legati a

proteine di trasporto (es.albumina ed altre specifiche proteine di

trasporto).

Iodotironine

Appartengono a questa categoria gli ormoni tiroidei, derivano dall’unione

residui iodati di TIROSINA. Questi ormoni vengono immagazzinati nella

TIROIDE come parte integrale di una glicoproteina, TIREOGLOBULINA.

Sono scarsamente solubili in acqua e perciò necessitano di legarsi a una

specifica proteina trasporto, GLOBULINA LEGANTE O.TIROIDEI.

Preseentano il loro recettore all’interno della cellula, il quale agisce come

fattore di trascrizione.

IPOFISI E IPOTALAMO

È situata entro la scatola cranica all’ interno della SELLA TURCICA dell’osso

sfenoiadale. È una ghiandola composita, cioè formata da un IPOFISI

ANTERIORE di origine epiteliale (ADENOIPOFISI img.pag.297 anatomia) e un

IPOFISI POSTERIORE di origine nervosa (NEUROIPOFISI) dipendente

dall’IPOTALAMO, con il quale è in stretta correlazione influenzandosi a vicenda.

NEUROIPOFISI

Rappresenta un’estroflessione verso il basso dell’IPOTALAMO. La

porzione più inferiore è detta pars nervosa (ipofisi posteriore), la parte

superiore è denominata infundimbolo che si estende fino all’eminenza

mediana (protuberanza) (img.pag.804). L’INFUNDIMBOLO insieme ad una

porzione dell’ADENOIPOFISI (PARS TUBERALIS) (img.pag.804), formano il

PEDUNCOLO IPOFISARIO, che mette in comunicazione IPOTALAMO con

IPOFISI.

La NEUROIPOFISI è costituita da un intreccio di fibre nervose prive di

mielina che hanno origine dall’IPOTALAMO ( dai NUCLEI SOPRAOTTICO e

PARAVENTRICOLARE) e sono costituite dagli ASSONI (neuriti) dei NEURONI

MAGNOCELLULARI dell’IPOTALAMO che vanno a formare il fascio

ipotalamo-ipofisario che terminano a ridosso dei capillari fenestrati della

PARS NERVOSA (img.pag.805), nei quali immettono ORMONI PEPTIDICI:

ANTIDIURETICO (VASOPRESSINA) (ADH) – OSSITOCINA.

Sintesi ADH – OSSITOCINA

Entrambi gli ormoni sono peptidi che presentano struttura simile (9aa).

Vengono sintetizzati come prooormoni, ciascun prooromne conterrà ADH o

OSSITOCINA ed è associato ad un peptide insieme al quale viene ad

essere secreto: NEUROFISINA I (associata ADH) – NEUROFISINA II

(associato OSSITOCINA).

Questi pro ormoni vengono immessi all’interno di granuli secretori, i quali

verranno veicolati all’interno degli assoni del PEDUNCOLO INFUNDIBOLARE fino

alle TERMINAZIONI NERVOSE della PARS NERVOSA (attraverso un meccanismo

ATP-dipendente). Durante il trasporto i proormoni vengono scissi (x via

proteolitica) producendo quantità equivalenti di ORMONE – NEUROFISINA,

ma rimangono all’interno dei granuli, che vengono immagazzinati nelle

terminazioni assoniche.

ADH – OSSITOCINA vengono rilasciati in risposta a stimoli rilevati da corpi

cellulari neuroni N.SOPRAOTTICO – PARAVENTRICOLARE. Tali stimoli

producono in PA diretto alle terminazioni assoniche che contengono GRANULI,

2+

inducendo esocitosi (in seguito ↑[Ca ]intracell.). ORMONI – NEUROFISINE

vengono immesse nel circolo a livello capillari fenestrati.

Azione ADH-OSSITOCINA

ADH  agisce principalmente a livello renale indcuendo secrezione idrica.

OSSITOCINA  agisce su UTERO GRAVIDO (induce travaglio) e su celule

della mammella (provca discesa latte durante l’allattamento).

ADENOIPOFISI

È la porzione anteriore dell’ipofisi (lobo anteriore) ed è composta dalla

PARS DISTALIS (80%dell’adenoipifisi) – PARS TUBERALIS che si avvolge

attonro al peduncolo.

Sistema portale ipotalamo-ipofisario  è un distretto vascolare che

permette all’IPOTALAMO di controllare l’IPOFISI ANTERIORE (ADENOIPOFISI)

senza inviare assoni, ma immettendo ORMONI (AMINE e PEPTIDI) direttamente

in questo sistema portale (senza che queste sostanze circolino nella

circolazione generale). Tali sostanze agiscono sulle diverse cellule

dell’adenoipofisi (CORDONI DI CELLULE) STIMOLANDO o INIBENDO il rilascio

ormonale. In particolar modo a livello dell’ipotalamo sono presenti gruppi di

neuroni (neuroni parvi cellulari) che formano la regione ipofisiotropa

dell’ipotalamo. Le cell.nervose di questi gruppi sono di piccole dimensioni e

proiettano con i loro assoni all’eminenza mediana dove è presente un primo

plesso di capillari fenestrati, da qui vengono convogliati al secondo

plesso capillare localizzato nella pars distalis. A livello di questo secondo

plesso gli ORMONI LIBERATI diffondono fuori dai capillari e si vanno a legare a

specifici recettori disposti su specifiche cell. della pars distalis.

Le cell. che si trovano sulla pars distalis sono di 5 tipi e producono 5 ormoni

differenti, i quali una volta immessi in circolo si andranno a legare a specifiche

GHIANDOLE ENDOCRINE PERIFERICHE, le quali producono ormoni che andranno

a svolgere feedback negativo su IPOFISI-IPOTALAMO.

Le cellule con i relativi ormoni sono:

Cellule CORTICOTROPE  queste cellule producono

 ADRENOCORTICOTROPO (ACTH) (corticotropina). È un ormone a

39aa sintetizzato come parte di un pro ormone, il

PROOPRIOMELANOCORTINA. Immessi nel circolo ematcio, l’ACTH

circola in forma non legata e va a legarsi al recettore della

melanocortina tipi 2 che si trova a livello CORTECCIA SURRENALE,

provocando un: ↑cortisolo e androgeni da parte corteccia -

↑espressioni geni x enzimi steroidogenici.

La secrezione di ACTH viene controllato da un ormone proveninenti

dall’ipotalamo, il peptide pro-CRH (pro ormone di liberazione

corticotropina).

Il CORTISOLO secreto dalla corticale, svolge effetti feedback negativo

su IPOFISI andando a sopprimere la secrezione ACTH e

sull’IPOTALAMO, andando a ↓espressione gene del pro-CRH e la sua

secrezione.

Cellule TIREOTROPE  producono l’ormone TIREOTROPO (TSH)

 (tiretropina). Questo è uno dei 3 ormoni glicoproteici dell’ipofisi,

che comprendono anche ORMONE FOLLICOLO STIMOLANTE (FSH) –

ORMONE LUTENIZZANTE (LH), prodotti da cell.GONADOTROPE.

Una volta immesso in circolo TSH si va a legare ad uno specifico

recettore della tiroide, stimolando tutti gli aspetti della funzione

TIROIDE. Ha anche un effetto TROFICO, stimolando

IPERTROFIA-IPERPLASIA TIROIDE (nota pag.814).

La liberazione di questo ormone è stimolata dall’ormone ipotalamico

della tiretropina.

Cellule GONADOTROPE  producono le gonadotropine OROMNE

 FOLLICOLO STIMOLATE (FSH) e ORMONE LUTENIZZANTE (LH), che

regolano funzioni delle GONADI in entrambi i sessi. FSH – LH sono

segregati in granuli secretori differenti e non vengono co-secreti

in quantità equimolari. Si ha infatti una secrezione indipendente di

FSH-LH da parte cellule gonadotrope.

In generale questi ormni promuovno la secrezione di TESTOSTERONE

negli uomini e di ESTROGENI nelle donne.

La secrezione FSH-LH è regolata dall’ormone ipotalamico delle

gonadotropine.

Cellule SOMATOTROPE  producono l’ORMONE DELLA CRESCITA

 (GH) (somatotropina). Il bersaglio principale è il fegato, dove stimola

produzione FATTORE CRESCITA INSULINO-SIMILE TIPO 1 (IFG-1)

che svolge feedback negativo su CELL.SOMATOTROPE. Il GH è una

proteina di 191 aa. GH circola nel sangue legata ad una proteina

legante GH (GHBP) che determina una riduzione eliminazione

renale GH. Il rec. al quale si lega appartiene alla famiglia dei rec. x

citochine/GH/PRL/eritropoietina.

La secrezione GH avviene attraverso ORMONE IPOTALAMICO x GH

(GHRH) – SOMATOSTATINA che inibisce rilascio GH. L’aumentata

concentrazione GH provoca feedback negativo su IPOTALAMO.

La secrezione GH presente un picco nelle prime ore mattino, subito

prima risveglio, mentre raggiunge i livelli più bassi durante il

giorno. Il perido di vita nel quale presenta maggiori concentrazionio è

quello della PUBERTA’.

La secrezione GH viene stimolata anche da diversi stati fisiologici: stress

neurogeno- fisico – att.fisica ↑secrezione GH.

Funzioni indirette GH: il GH agisce direttamente sul FEGATO -

MUSCOLO – TESS.ADIPOSO, andando a regolare metabolismo

energetico. In particolar modo GH tende ad orientare il metabolismo

verso uso lipidi x scopi energetici, preservando carboidrati e proteine.

Tra le funzioni svolte GH provoca:

↑sintesi proteine (nota pag.819)

o Attiva LIPASI, provocando ↑mobilizzazione dei grassi da

o tess.adiposo e il loro utilizzo come substarto energetico da parte

nel m.sch.

GH altera metabolismo CARBOIDRATI, provocando

o ↑[glucosio]ematico in seguito a loro ↓assunzione. La ridotta

assunzione è provocata dal fatto che il GH antagonizza l’azione

dell’insulina (elevati livelli GH può provocare diabete mellito).

Funzioni indirette GH: ↑crescita scheletro-visceri-ossa

lunghe-cartilagine. Queste funzioni avvengono grazie anche ad ormoni

di natura proteica detti FATTORI DI CRESCITA INSULINO-SIMILI (IGF

– Insulin-like Growth Factor) (funzioni pag.820).

Cellule LATTOTROPE  producono la PROLATTINA (PRL), proteina a

 199aa. Rec. al quale si lega appartiene a stessa famiglia rec. GH.

L’azione principale è correlata con lo sviluppo mammella – gravidanza

– allattamento. Queste cellule si differenziano dalle altre endocrine

dell’ipofisi x 2 ragioni:

non fanno parte dell’ASSE ENDOCRINO, cioè la PRL invece di agire

o su GHIANDOLE ENDOCRINE, come fanno gli altri ormoni ipofisari,

agiscono direttamante sull’organo bersaglio

(es.mammella), dove svolge i suoi effetti.

La PRODUZIONE-SECREZIONE PRL sono sottocontrollo

o INIBITORIO dell’ipotalamo, attraverso secrezione DOPAMINA.

Se ipotalamo non funziona più, si ha un ↑PRL ma ↓di tutti altri

ormoni ipofisari.

La PRL è uno degli ormoni che vengono liberati in risposta STRESS: paura,

att.fisica.

TIROIDE

(dal greco tyreos (scudo)) (img.pag.302ANATOMIA): si trova nella parte

ANTERO-INFERIORE del collo, appoggiata al di sopra della CARTILAGINE

TORIDEA e CRICOIDEA della LARINGE e ricopre i primi 2 o 3 anelli tracheali. È

formata da 2 lobi (dx-sx) uniti anteriormente a costituire (nel 30-40% dei

casi) un lungo e sottile lobo piramidale (ISTMO) diretto verso l’OSSO IOIDE.

L’unità funzionale della tiroide è il FOLLICOLO TIROIDEO, formazione sferica

circondato da cell.epiteliali tiroidei (img.pag.826), circondato da un ricco plesso

capillare. All’interno del follicolo si trova un liq.denso, COLLOIDE, costituita

da TIREOGLOBULINA (sintetizzato dalle cell.epiteliali tiroidee) precursore

degli ORMONI TIROIDEI i quali sono immagazzinati all’interno della

COLLOIDE.

Produzione ORMONI TIROIDEI

I prodotti di secrezione della tiroide sono iodotironine, un gruppo di ormoni

che derivano dall’unione di 2 molecole iodate di tirosina. Gli ormoni

prodotti sono: TIROXINA (T4) – TRIIODOTIRONINA (T3) –

TRIIODOTIRONINA INVERSA (iT3) (inattiva). Le percentuali di produzione

di questo ormone sono: 90% T4 – 10% T3 - <1%iT3. Essendo T4 il prodotto

principale, la T3 viene ad essere prodotta x CONVERSIONE PERIFERICA

attraverso l’azione di deiodasi specifiche x la tironina (img.pag.827)

presente nei tessuti con elevato flusso ematico (fegato, rene, m.sch.).

Da questi tessuti T3 va in circolo ed arriva agli altri tessuti. In particolar modo

esistono 3 tipi di DEIODASI (I – II – III). La forma T3 è un enzima

inattivante, convertendo T4  iT3.

Sintesi ormoni tiroidei

La sintesi richiede 2 precursori: IODURO – TIREOGLOBULINA. Lo IODURO è

trasportato attraverso le cell. dell’epitelio tiroideo dal VERSANTE BASALE

(VASCOLARE)  APICALE (LUME FOLLICOLO).

All’interno delle cell.epiteliali tiroidee viene assemblata la TIREOGLOBULINA a

partire da aa. La TIREOGLOBULINA va poi ad essere secreta nel lume del

follicolo.

La sintesi delle IODOTIRONINE ha luogo nel lume del follicolo, attraverso

un meccanismo enzimatico dove le TIREOGLOBULINE vengono iodate. Una

volta iodata la TIREOGLOBULINA viene accumulata sottoforma di colloiode nel

lume follicolo.

Secrezione  immissione in circolo T3-T4 richiede il legame della

TIREOGLOBULINA con recettore MEGALINA, provocando endocitosi

TIREOGLOBULINA all’interno delle cell.epiteliali tiroidee dove vanno a

fondersi con LISOSOMI. Tale fusione provoca la degradazione della

TIREOGLOBULINA e questo processo porta al rilascio di T-T4 dalla catena

peptidica della TIREOGLOBULINA, che andranno poi a immettersi nel circolo

sanguigno superando la memb.basale attraverso specifico trasportatore.

TRASPORTO E METABOLISMO ORMONI TIROIDEI

T3-T4 circolano nel torrente ematico quasi interamente legate a proteine.

Le proteine alle quali si legano sono, principalmente GLOBULINA LEGANTE

TIROXINA (TBG) (sintetizzata da fegato e capace di legare 1T3 o 1T4) –

TRANSTIRETINA- ALBUMINA – LIPOPROTEINE.

Il legame con la TBG consente di espletare 2 funzioni: cospicua riserva

circolante T4 – impedisce la perdita con le urine di questi ormoni.

EFFETTI FISIOLOGICI DELL’ORMONE TIROIDEO

Ormone tiroideo agisce su tutte cellule e tessuti e squlibri delle funzioni

tiroide provocano alcune delle più comuni malattie endocrine. L’ormone

tiroideo può agire in maniera DIRETTA o INDIRETTA, in quest’ultimo caso va ad

ottimizzare le aizoni di parecchi altri ormoni-neurotrasmettitori.

Meccansimo azione ormone tiroideo

T4-T3 libere entrano nelle cellule mediante un processo di trasporto attivo.

All’interno delle cellule gran parte delle T4 vengono convertite in T3 (o iT3).

Molte, se non tutte le azioni intracellulari della T3 sono mediate attraverso il

suo legame con uno specifico recettore nucleare dell’ormone tiroideo,

che agisce come fattore di trascrizione.

Effetto sul SIST.VASCOLARE

Qui svolge l’effetto più importante. T3 provca ↑GC, assicurando adeguato

apporto O2 ai tessuti. L’aumento GC avviene grazie ad ↑FC, con conseguente

↑F contrazione miocardio. ↑ F contrazione miocardio è determinata da:

Maggiore sensibilità alle catecolamine da parte miocardio

 2+

↑captazione Ca da parte miocardio

 2+ + 2+

↑[Ca] intacel. Inibendo espressione ANTIPORTO Na -Ca

 ↑ rec. rianodina del RS

↑FC è determinata da: 2+

Potenziamento azione SERCA, che permette di sequestrare Ca

 più velocemente con conseguente ↑vel.rilasciamento.

Effetto su METABOLISMO BASALE

Provoca ↑velocità basale consumo O2 - ↑produzione calore. Nel

complesso si osserva un ↑assunzione-ossidazione glucosio e ac.grassi e il

riciclaggio lattato  glucosio e ac.grassi  trigliceridi. T3 non è in grado

di modificare l’efficienza dell’utilizzazione energia nel corso

eser.fisico.

↑ consumo O2 dipende dall’aumento disponibilità substrati necessari x

ossidazione. T3 provoca:

↑disponibilità substrati necessari x ossidazion

 ↑assorbimento glucosio dal tratto gastrointestinale

 ↑velocità metabolismo glucosio

 ↑lipolisi nel tess.adiposo

 ↑sintesi colesterolo, ma soprattutto la sua ossidazione e la sua

 secrezione in bile, provocando ↓della sua riserva corporea e livelli

plasmatici di colesterolo tot.

Effetti respiratori

Stimola consumo O2 e ↑apporto O2. Di conseguenza T3 provoca ↑F resp. a

riposo. Inoltre viene ↑ematocrito che potenzia capacità sangue

trasportare O2. L’aumento ematocrito è dovuto a stimolazione renale della

produzione ERITROPOIETINA.

Effetti sul m.scheletrico

Lo stato funzionale dei m.sch. dipende dalla disponibilità ottimale di

o.tiroideo. Questo fatto sembra dipendere dalla regolazione della produzione

deposito energia.

Effetti su accrescimento e maturazione

O.tiroideo è estremamente importante nel feto x un normale sviluppo

neurologico e x un appropriata formazione ossea. Carenze o.tiroideo nel

periodo fetale provocano cretinismo (ritardo mentale irreversibile e bassa

statura).

Effetti su ossa

O.tiroideo stimola ossificazione endocondrale, accrescimento in altezza,

maturazione centri epifisari di crescita ossa – stimola att.condrociti

cartilagine. La T3 stimola anche rimodellamento osseo adulto.

REGOLAZIONE FUNZIONE TIROIDEA

Il più importante regolatre att. accrescimento della tiroide è costituito dall’asse

ipotalamo-ipofisario, che utilizza l’ormone di liberazione della

TIRETROPINA-ORMONE TIREOTROPO. Il TSH esercita sull’epitelio tiroideo

diverse azioni:

Breve termine  endocitosi TIREOGLOBULINA all’interno delle

 cell.epitelio tiroideo – stimola produzione TIREOGLOBULINA.

Medio termine  ↑ espressione di numerosi geni, tra cui quelli x la

 TIREOGLOBULINA

Lungo termine  ipertrofia – iperplasia cell.follicolari (gozzo).

La regolazione della secrezione o.tirodieo è sottoposta a feedback negativo:

gli o.tiroidei in circolo inducono una repressione espressione gene x TSH a

livello IPOFISI. A livello IPOTALAMICO provocano inibizione secrezione

ormone liberazione tireotropina (TRH).

Altro importante meccanismo regolatore nella produzione o.tiroidei è lo

IODURO. In condizioni di basse concentrazioni IODURO, la V sintesi

o.tiroideo è correlata direttamente con la disponibilità ioduro. Se

l’assunzione ioduro diventa elevata, si ha blocco dei meccanismi

biosintetici dell’ormone tiroideo. (leggi.pag.838).

GHIANDOLE SURRENALI

Sono 2 organi, posti a “cappuccio” al di sopra dei 2 reni (dx-sx).

Conformazione interna  sono organi pieni, costituiti da una CAPSULA

CONNETTIVALE ESTERNA FIBROSA che entra nel parenchima a costituire lo

STROMA. Il PARENCHIMA è suddiviso in 2 parti strutturalmente e

funzionalmente diverse:

ZONA CORTICALE

È una zona periferica che circonda la ZONA MIDOLLARE, le cellule che la

costituiscono sono organizzate a CORDONI, che assumono disposizioni diverse

identificando 3 strati e producendo ormoni differenti:

Zona glomerulare: è la zona più esterna, dove i CORDONI si

• dispongono a costituire gomitoli irregolari. Gli ormoni steroidei

prodotti in questa zona vengono definiti MINERALCORTICOIDI e sono,

l’ALDOSTERONE e il suo precursore DESOSSICORTICOSTERONE.

Agiscono sul tasso ematico di sali minerali, aumentando il

riassorbimento renale di ioni Na, che vengono scambiati con ioni K e

H. L’aldosterone agisce andando a legarsi con uno specifico

recettore intracellulare (rec. x mineralcorticoidi) (meccanismo

simile a quello cortisolo), in maniera da regolare espressione specifici

geni. Come gli altri ormoni steroidei, viene secreto in circolo e

trasportato da una proteina trasportatrice. Il principale bersaglio è

CELL.PRINCIPALE dell’ultimo tratto T.DISTALE e DOTTO

COLLETTORE. L’ALDO, penetra nella cellula x diffusione semplice e va a

combinarsi con rec.citoplasmatico. Il complesso ORMONE-REC. entra

+

nel nucleo e si lega al DNA innescando sintesi nuovi canali Na e

+ +

pompe Na /K , che andranno poi ad inserire nella memb. cell. L’intero

processo si verifica in 1-2 ore.

Zona fascicolata: è la zona intermedia e più estesa, dove i CORDONI

• assumono un decorso parallelo verso la MIDOLLARE.

Gli ormoni prodotti vengono definiti GLUCOCORTICOIDI in quanto

agiscono sul metabolismo dei carboidrati (GLUCONEOGENESI). Questi

ormoni sono il CORTISOLO e CORTICOSTERONE. All’interno delle

cellule di questa zona sono presenti goccioline lipidiche composte da

ESTERI COLESTEROLO. Queste cell. sono in grado di sintetizzare

COLESTEROLO in modeste quantità. Dal COLESTEROLO deriva

CORTISOLO (reaz.pag.847) e CORTICOSTERONE (reaz.pag.848).

Il cortisolo viene traposrtato nel sangue legato alla globulina legante

corticosterodi. Il fegato è la sede dove avviene l’inattivazione

steroidi. Quest’organo inattiva il CORTISOLO convertendolo

reversibilmente in CORTISONE.

Meccanismo azione CORTISOLO  agisce principalmente attraverso

rec. x glucocorticoidi (GR), il quale regola la trascrizione genica.

Quando l’ormone non è presente, il GR risiede nel citosol a formare un

complesso proteico. Il legame CORTISOLO-GR promuove la

trasclocazione GR nel nucleo e il reclutamento di proteine

coattivatrici che determinano un aumento trascrizione dei geni

bersaglio. Il CORTISOLO può agire anche reprimento la trascrizione

genica.

Azione fisiologiche CORTISOLO  esercita un ampio spettro di

aizoni e x i suoi effetti viene definito “ormone dello stress”:

Azioni metaboliche  regola il livello ematico di glucosio.

 Quest’ormone ↑[GLUCOSIO]ematica, stimolando la gluconeogesi,

potenziando l’espressione genica degli enzimi epatici

gluconeogenetici.

Il cortisolo provoca anche una ↓captazione glucosio da parte dei

tessuti (a livello GLUT4 del m.sch. e tess.adiposo)  il cortisolo va

quindi a risparmiare glucosio, promuovendo invece la LIPOLISI

potenziando l’effetto delle CATECOLAMINE, vengono quindi ad

essere resi disponibili x la produzione di energia gli ac.grassi.

Il cortisolo provoca anche inibizione SINTESI PROTEICA e

↑PROTEOLISI.

Il ruolo del cortisolo è diverso a seconda che sia secreto in

condizioni di STRESS o CONDIZIONI PATOLOGICHE. Nel primo

caso svolge il ruolo descritto sopra, operando in maniera sinergica

con CATECOLAMINE – GLUCAGONE. Nel caso PATOLOGICO, agisce in

sinergia con l’INSULINA, in un contesto di elevati livelli glucosio

(provocati da aumento appetito) che provocano IPERINSULINEMIA,

e il cortisolo favorisce la lipogenesi e lo sviluppo di adiposità del

tronco (addominale, viscerale).

Azioni cardiovascolari  cortisolo ↑sensibilità funzione delle

 catecolamine, contribuendo quindi all’↑GC-PA. Stimola anche

sintesi globuli rossi.

Azioni antiinfiammatorie e immunosoppressive

 Effetti sull’osso  alterano il metabolismo osseo,

 ↑riassorbimento osseo, in seguito alla sua azione di

2+ 2+

↓assorbimento intestinale Ca - ↓riassorbimento renale Ca .

2+

Entrambi questi meccanismi ↓[Ca ]ematico, tale riduzione

provoca ↑secrezione ormone PARATIROIDEO (PTH), che

2+

mobilizza Ca dall’osso. Inoltre i glucocorticoidi inibiscono

direttamente la funzione formazione osso, tipica degli

osteoblasti.

Azione del cortisolo sul rene  cortisolo inibise secrezione e

 azione ormone ADH. Cortisolo determina ↑V FILTRAZIONE

GLOMERULARE, andando ad ↑GC e agendo direttamente sul rene.

Azione cortisolo sul muscolo  a livelli di cortisolo eccessivi, si

 possono avere DEBOLEZZA-DOLORE MUSCOLARE. La debolezza

può avere diverse origini, ma in parte deriva dall’eccessiva

PROTEOLISI, inoltre a livello renale stimola ritenzione renale

Sali, provocando IPOKALEMIA, che può produrre debolezza

muscolare in quanto iperpolarizza e stabilizza memb. cell.

musc. e perciò rende più difficoltosa la sua stimolazione.

Regolazione produzione cortisolo  la produzione di cortisolo in

questa zona è regolata dall’asse ipotalamo-ipofisi-surrene che si

avvale dell’ormone liberazione della corticotropina (CRH). Il

cortisolo svolge poi feedback negativo sull’IPOTALAMO-IPOFISI. Sia lo

STRESS NEUROGENO che STRESS SITEMICO (es.ipoglicemia, emorragia)

stimolano liberazione cortisolo.

Zona reticolare: è la zona corticale più interna dove i CORDONI vanno a

• formare una rete. Gli ormoni prodotti sono l’ANDROSTENEDIONE e il

DEIDROEPIANDROSTERONE, sono ormoni ANDROGENI. Entrambi

possono essere convertiti in ESTROGENI (steroidi sessuali) x

conversione periferica.

ZONA MIDOLLARE

È la parte centrale della SURRENALE ed è costituita da CELLULE VOLUMINOSE

(cellule cromaffini) organizzate in nidi. All’interno del citoplasma sono

presenti vescicole contenenti ormoni (catecolamine): NORADRENALINA

(30%), ADRENALINA (70%).


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Corso di laurea: Corso di laurea in scienze motorie, sportive e della salute
SSD:
Università: Carlo Bo - Uniurb
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher AndriMariot 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 Carlo Bo - Uniurb o del prof Cuppini Riccardo.

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