Fisiologia vascolare

BIOFISICA LEGATA AL SISTEMA CIRCOLATORIO.

Consideriamo la legge della continuità che vale per fluidi ideali non comprimibili. Attraverso di essa si dimostra la relazione

reciproca tra sezione e velocità. Consideriamo un condotto di sezione variabile. Attraverso il condotto passa un certo volume di

liquido. Calcoliamo la portata Q facendo la sezione per la distanza. Il volume impiega un certo tempo per attraversare il condotto.

Dividiamo tutto per delta t. il sistema circolatorio risponde a questa legge. La velocità è massima nei vasi più grandi e minima nei

capillari. Non c'entra nulla la resistenza, ma la SEZIONE TOTALE, che è data dalla somma della sezione dei singoli vasi che

compongono quel distretto. La sezione complessiva massima la troviamo nel distretto capillare. Questa formula vale solo per liquidi

ideali: liquidi privi di viscosità e quindi non abbiamo dispersione di energia a causa della viscosità. Nel caso di un liquido reale o

Newtoniano dobbiamo prendere in considerazione la viscosità. Abbiamo una perdita di carico e la velocità non è uguale in tutto il

condotto: il foglietto di liquido che scorre lungo la parete del condotto ha velocità praticamente nulla, mentre il liquido che scorre al

centro ha velocità massima. Si parla di andamento parabolico. Nel nostro caso allora usiamo la velocità media, ovvero la media delle

singole velocità che misuro dal centro del condotto fino alle pareti. Dimostriamo la legge di Poiseuille. Questa ci dice che piccole

variazioni della sezione del vaso si traducono come grandi variazioni della portata. I vasi muscolari sono quelli che hanno la capacità

di variare sensibilmente il loro raggio, in particolare le arteriole. Il raggio di un'arteriola allo stato di massima costrizione ha un

raggio di circa 8 micron, mentre un'arteriola in uno stato di massima dilatazione ha un diametro massimo di circa 32 micron.

Significa che la portata varia di 256 volte!!!!!!! la legge di Poiseuille vale solo se il flusso è laminare; se la velocità di scorrimento è

superiore ad un certo valore limite, il flusso diventa turbolento. Abbiamo un flusso turbolento dove il rapporto tra sezione e velocità è

basso, come al livello delle valvole semilunari. Il flusso di sangue attraverso le valvole è turbolento, infatti si formano dei vortici in

prossimità dei seni di Valsalva. Metodo di Rivarocci: viene costretta un'arteria in modo da ottenere un flusso turbolento e dal rumore

che ne deriva possiamo ricavare la pressione arteriosa.

PRESSIONE ARTERIOSA.

È la pressione esercitata dal sangue su un vaso arterioso per unità di superficie. Viene comunemente espressa in mmHg. Quando dico

che la press arteriosa è 100 mmHg vuol dire che il sangue esercita una pressione che eserciterebbe una colonnina di mercurio della

stessa altezza. Vogliamo considerare come misurare la pressione arteriosa. È un parametro clinico importante. Come parametro

fisiologico parliamo di:

• press sistolica: 120 mmHg

• press diastolica: 80 mmHg

Come si misura?

Abbiamo metodi invasivi e diretti, per esempio si inserisce un catetere con un barometro all'estremità; e metodi non invasivi e

indiretti:

• metodo di Riva Rocci (RR): richiede un operatore umano. È un metodo di riferimento. Quello che voglio trovare sono i

valori massimi e minimi. Attorno al braccio metto una cuffia con una camera d'aria che è in grado di comprimere l'arto. La

camera d'aria è collegata ad una pompetta con una camera d'aria che a sua volta è collegata ad uno sfigmomanometro che

misura la pressione all'interno della camera d'aria. Quello che misuro non è direttamente la press sanguigna, ma la

pressione nella cuffia. Ora dobbiamo metter in relazione la press della cuffia con quella reale. Gonfio la cuffia fino ad

arrivare sopra alla pressione sistolica: gonfiamo fino a 160, per esempio. Poi piano piano la pressione viene fatta scendere

lentamente in modo da permettere una precisa misurazione (dai 2 ai 5 mmHg al secondo). Applico a valle della cuffia un

fono endoscopico. Quando la pressione della cuffia è maggiore della press all'interno del vaso, il vaso è otturato e quindi

nel fono non sento nulla. Cominciando a sgonfiare, ad un certo punto la sento perché la press arteriosa è maggiore. Tuttavia

dato che il lume è ristretto, il moto è turbolento e il rumore che sento è come quello di un soffio (rumore di Korotkoff).

Man mano che la pressione del manicotto diminuisce il sangue riesce a scorrere in un orifizio più grande e ad una velocità

più grande. I rumori di Korotkoff, quindi, si fanno di intensità più grande fino ad arrivare ad un valore massimo, poi

diminuiscono fino a scomparire. Quando non li sento più allora abbiamo al pressione diastolica. La pressione sistolica

corrisponde alla pressione in cui comincio a sentire i rumori di Korotkoff, mentre la pressione diastolica corrisponde alla

pressione a cui non avverto più i rumori. Bisogna distinguere i veri rumori di Korotkoff dai rumori dovuti al sangue che

entra a fiotti in un vaso a sezione ristretta.

• Metodo oscillometrico: si presta ad essere automatizzato. Su di esso si basano gli apparecchi che misurano in maniera

automatica la pressione. Quello che usa è la variazione di pressione che si osservano nella cuffia, quando la pressione della

cuffia è tra quella sistolica e quella diastolica. Tra la pressione sistolica e quella diastolica la colonnina di mercurio oscilla.

Queste iniziano alla pressione sistolica, aumentano, raggiungono un massimo e poi diminuiscono fino ad arrivare alla

pressione diastolica. A partire dalla pressione media, attraverso una formula si ricava anche la pressione diastolica. Il

metodo si chiama oscillometrico perché varia le oscillazioni.

MECCANISMI DI REGOLAZIONE DELLA PRESSIONE ARTERIOSA.

Principio di regolazione a breve termine, ovvero riflesso dei barocettori. La pressione sistolica, contrariamente alle aspettative,

aumenta proseguendo all'esterno, questo perché l'aorta ha una grande componente muscolare. Il brusco calo di pressione media si

osserva a livello delle arteriole, che rappresentano la porzione di maggior resistenza. La velocità media poi continua ad aumentare

fino ad arrivare alle grandi vene.

RIFLESSO DEI BAROCETTORI.

Un riflesso nervoso è una risposta involontari e stereotipata ad uno stimolo. Un riflesso nervoso si basa su:

• recettore periferico.

• Via afferente: che porta lo stimolo sotto forma di impulsi elettrici al sistema nervoso centrale, dove troviamo il circuito di

rielaborazione dello stimolo. Viene generata una risposta che viaggia su una via efferente.

• Effettore: termine della via efferente.

Meccanismi di regolazione omeostatica.

Per omeostasi si intende il mantenimento costante di un determinato parametro fisiologico. Non è una definizione precisa perché non

sempre è necessario mantenere costante un parametro. Il riflesso dei barocettori è un meccanismo per la regolazione della pressione

arteriosa: serve a mantenere la pressione arteriosa all'interno di limiti accettabili. La pressione deve essere sufficiente.

Schematicamente gli elementi fondamentali del riflesso sono: recettore, via afferente, centro elaborativo, via efferente, effettore. I

recettori per la via afferente sono i barocettori. Questi si trovano concentrati nella parete delle carotidi. Sono dei recettori di

stiramento della parete dovuta alla pressione interna del sangue che tende a stirare la parete. I barocettori non sono tanto sensibili alla

pressione media, ma al valore della pressione istante per istante; la loro attività varia all'interno del ciclo pressorio. La via afferente è

costituita da due nervi cranici: il nervo glossofaringeo e il nervo vago. Questi arrivano ad un nucleo del bulbo, detto integratore di

sensibilità viscerale o del tratto solitario, che riceve stimoli dal cuore, polmoni e sistema digerente. Da questo nucleo del tratto

solitario partono delle connessioni che arrivano ai centri di regolazione sia del simpatico che del parasimpatico che si trovano nella

formazione reticolare del ponte e del bulbo. È una rete distribuita nel tronco dell'encefalo e contiene dei neuroni che mandano delle

efferenze che arrivano al cuore. Il cuore è l'effettore.

Il parasimpatico rallenta il cuore, il simpatico accelera il cuore.

Se la pressione arteriosa diventa superiore al valore desiderato si attiva il parasimpatico in modo da far diminuire la pressione

arteriosa.

Il rapporto tra frequenza di scarico/intensità dello stimolo ci dice la sensibilità.

DENERVAZIONE DEI BAROCETTORI.

Il condizioni normali la pressione arteriosa rimane costante nel tempo. Alcune settimane dopo la denervazione si registrano

oscillazioni estreme. Il meccanismo dei barocettori serve a tamponare queste oscillazioni spontanee dovute a oscillazioni della

funzionalità dei meccanismi nervosi al livello encefalico. Se scomponiamo le oscillazioni nelle loro componenti fondamentali,

vediamo un periodo medio di 10-12 min. Queste oscillazioni vengono chiamate anche onde di Majer che si osservano anche in

condizioni fisiologiche. Queste onde sono state molto studiate negli ultimi decenni perché questa componente di oscillazione a lungo

termine della pressione arteriosa è esaltata durante il simpatico-tono. Nel caso di un organismo normale la curva corrisponde ad una

curva gaussiana, invece dopo denervazione la gaussiana si abbassa e diventa molto più allargata. La media è approssimativamente

invariata. Questo è un concetto fondamentale. Il meccanismo dei barocettori è un controllo a breve termine, cioè interviene nell'arco

di secondi ma non è un meccanismo a breve termine che permette di settare il valore del set point della press arteriosa. Il riflesso dei

barocettori mantiene il valore attuale il più vicino possibile al valore di pressione medio, o di set point. Negli ultimi anni sono stati

sviluppati degli approcci per valutare la risposta dei barocettori in maniera oggettiva, rispetto alla maniera classica. Il metodo

classico consiste nello stress ortostatico: far passare un soggetto dalla posizione coricata alla posizione eretta. Questo test viene fatto

anche in laboratorio e viene misurata la pressione arteriosa durante lo stress. L'altro metodo consiste nell'applicazione di un collare

intorno al collo in cui è possibile generare una pressione maggiore di quella atmosferica, oppure inferiore a quella atmosferica. Viene

misurata la press transmurale delle carotidi e vengono quindi inibiti i meccanocettori. In questo modo ottengo una classica risposta

dei barocettori. La stimolazione dei barocettori diminuisce la frequenza e quindi aumenta il periodo RR. Nel passaggio dalla

posizione coricata alla posizione eretta vediamo una sensibilizzazione dei barocettori. Passando alla stazione eretta abbiamo un

abbassamento del