PORTA AGLI ORGANI E AI TESSUTI: L`OSSIGENO (O ), LE

FUNZIONI DELLA CIRCOLAZIONE SANGUIGNA
PORTA AGLI ORGANI E AI TESSUTI:
a.
L’OSSIGENO (O2),
b.
LE SOSTANZE NUTRITIZIE ASSORBITE,
c.
I SECRETI DELLE GHIANDOLE ENDOCRINE.
RIMUOVE:
a.
L’ANIDRIDE CARBONICA (CO2),
b.
I PRODOTTI DI RIFIUTO DEL METABOLISMO.
OMEOTERMI ⇒ INTERVIENE NELLA TERMOREGOLAZIONE
LIQUIDI CIRCOLANTI
sali
proteine
soluzione acquosa di:
sostanze organiche
elementi figurati in sospensione
⇓
sangue
vertebrati
emolinfa
altri casi
VOLUME DI SANGUE IN ALCUNI MAMMIFERI
specie
ratto
cavia
coniglio
pecora
cane
uomo
M
F
bue
cavallo da corsa
da lavoro
volume
[mL]
[mL/kg PC]
12,3
54,3
31,0
72.0
124
56,4
2.480
58,0
2.840
92,5
5.420
77,7
3.960
66,1
24.100
57,4
42.750
109,6
48.400
71,7
IL SANGUE
globuli rossi
globuli bianchi
vaso sanguigno
piastrine
plasma
sangue
[%]
eritrociti
elementi figurati
leucociti
piastrine
45
1
acqua
plasma
proteine
altri soluti
7
CENTRIFUGAZIONE DEL SANGUE
centrifuga
⇒
provetta
⇒
⇒
plasma
1
prelievo di
sangue
2
elementi figurati
3
EMATOCRITO
hc
ematocrito =
⋅ 100
h tot
plasma (55%)
htot
leucociti e piastrine (< 1%)
eritrociti (45%)
hc
COAGULAZIONE
siero
sangue
fibrina
+
elementi figurati
COMPONENTI E FUNZIONI DEL PLASMA
Componenti
[%]
Funzioni
H2O
90
solvente, trasporto calore
albumina (65 kDa),
proteine plasmatiche 6-8 globuline,
varie
fibrinogeno
elettroliti
1
Na+,
Cl-
ecc.
eccitabilità, osmolarità FIC
e FEC, tampone
nutrienti
glucosio,
amminoacidi ecc.
ormoni
cortisolo, tiroxina
ecc.
trasportati
rifiuti
urea ecc.
trasportati
gas
O2, CO2
trasportati
trasportati
COMPONENTI NON PROTEICI DEL PLASMA
(esempi)
Componenti
[mg/100mL] da:
azoto
25-40
urea, aminoacidi, creatina, creatinina,
acido urico
glucidi
65-90
glucosio
lipidi
385-675
colesterolo totale
130-260
CONCENTRAZIONI DELLE PRINCIPALI SOSTANZE PRESENTI NEL
PLASMA UMANO - pH 7,4
[mEq⋅L-1]
[mg/100 mL]
Na+
145
Albumina
4500
K+
4,5
Globuline
2500
Ca2+
1,3
Fibrinogeno
300
Mg2+
0,8
Fosfolipidi
280
Cl-
108
Colesterolo
150
HCO3-
24
Grassi neutri
125
HPO42-, H2PO4-
2
Glucosio
100
Urea
15
Acido lattico
10
Acido urico
3
Creatinina
1,5
Bilirubina
0,5
Sali biliari
tracce
FUNZIONI DELLE PROTEINE PLASMATICHE
(albumina, globuline, fibrinogeno)
Responsabili della pressione oncotica
Tamponano le variazioni di pH ematico
Trasporto di molecole nel sangue
es. molecole insolubili in H2O
Anticorpi
es. γ-globuline, immunoglobuline
Fattori di coagulazione
es. fibrinogeno
PROTEINE PLASMATICHE
velocità elettroforetica = f(PM, carica elettrica, intensità campo elettrico)
alb
52-58%
-
+
α1
2,4-4,4%
alb α1 α2 β
α2
6,1-10,1%
γ
β
8,5-14,5%
γ
10-21%
albumina α1- α2-
β-
γ-globuline
albumine
quoziente proteico =
globuline
ORIGINE E PRODUZIONE DEGLI ELEMENTI CORPUSCOLATI
midollo osseo
cellule staminali pluripotenti indifferenziate
cellule staminali mieloidi
megacariociti
piastrine
cellule staminali linfoidi
precursori precursori precursori
degli
dei
dei
eritrociti granulociti monociti
eritrociti
granulociti
monociti
linfociti
nei tessuti
linfoidi
linfociti
IL GLOBULO ROSSO
prodotti nel midollo osseo rosso
nucleo
gli eritrociti adulti non hanno:
mitocondri
ribosomi
altri organelli cellulari
maggiori componenti
[%]
H2O
60
emoglobina (64450 kDa)
33
NUMERO DI G.R. PER VOLUME DI SANGUE
G.R.⋅mm-3
19.000.000
7.400.000
specie
gazzella muschiata
cavallo
scimmia
6.350.000
cavia
uomo
5.850.000
5.500.000
4.800.000
80.000
salamandra
M
F
≅
5 ⋅ 106 GR ⋅ mm -3 = 5 ⋅ 106 GR ⋅ µL-1
≅
5 L di sangue = 5 ⋅ 103 mL = 5 ⋅ 106 µL
GR nell'organismo = 5 ⋅ 106 ⋅ 5 ⋅ 106 = 25 ⋅ 1012
cellule nell'organismo
≅
100 ⋅ 1012
⇓
GR (nell'organismo) =
vita media GR
≅
1
delle cellule totali
4
120 giorni
25 ⋅ 1012
= 200 miliardi ⋅ die-1 = 8,3 miliardi ⋅ h -1 = 139 milioni ⋅ min -1
120
Prodotti da 1/3 di midollo osseo rosso (1400 mL): ∼ 500 mL
⇓
1 mL di midollo osseo rosso produce ∼ 280000 GR·min-1
Distrutti dal fegato con un meccanismo di fagocitosi
Eccentricità del GR
d min 2
ε = 1- (
) =1
d max
valori medi
(82% dei casi)
diametro
spessore
superficie (A)
volume (V)
A/V
7,5 µm
2 µm
128 µm2
86 µm3
1,5 µm-1
una sfera con = A (128 µm2) ⇒ V = 136 µm3
⇓
A/V = 0,94
⇔
dci
A
= k ⋅ ⋅ ( c e − ci )
dt
V
RAPPORTO SUPERFICIE/VOLUME
CUBO
Lato
L [cm]
Superficie
S [cm2]
Volume
V [cm3]
1
= 6 ⋅ L2 = 6 ⋅ 12 = 6
= L3 = 13 = 1
S/V
[cm-1]
6
⇓
SFERA
Superficie
S [cm2]
Volume
Raggio
3
V [cm ]
R [cm]
4
3
3
= 4 ⋅ π ⋅ R 2 = 4 ,835976 ⇐ 1 = ⋅ π ⋅ R ⇒ = 3
= 0 ,62035
3
4 ⋅π
S/V
[cm-1]
4,835976
SUPERFICIE ERITROCITARIA
uomo di:
peso corporeo (PC)
70 kg
sangue
7,5%·PC = 5,6 L
superficie corporea (SC) ≅ 1,5 m2
≅ 2000·SC ≅ 3000 m2
Aeritrocitaria
a sfera
capillare
a disco
a disco biconcavo
PROPRIETÀ DELLA MEMBRANA ERITROCITARIA
1 molto permeabile a H2O, CO2, O2
2 permeabile agli anioni
3 debolmente permeabile ai cationi
4 impermeabile alle proteine e all’emoglobina
isotonica, V =
[NaCl] = 9 g·L-1
ipertonica, V ↓
[NaCl] > 9 g·L-1
ipotonica, V ↑
[NaCl] < 9 g·L-1
FENOMENO DI HAMBURGER
EQUILIBRIO GR = f(pCO2)
aumento della CO2 plasmatica provoca:
1 uscita di HCO32 entrata di Cl3 aumento di volume
plasma
anidrasi carbonica
CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3diffusione
CO2
H+ + HCO3- + Hb- → HbH + HCO3-
HCO3-
Clper mantenere l’elettroneutralità
Hb10- → (HbH)
la relativa carica viene portata da 10 piccoli anioni che entrano
⇓
osmolarità ↑ → H2O entra nel GR
PARAMETRI ERITROCITARI UMANI
PARAMETRO
[..]
M
F
Ematocrito (hct)
%
47
42
106·µL-1
5,4
4,8
g/100 mL
16
14
87
87
29
29
34
34
7,5
7,5
Numero di globuli rossi (GR)
Emoglobina ematica (Hb)
Volume corpuscolare medio (MCV)
Contenuto corpuscolare medio di
emoglobina (MCH)
Concentrazione corpuscolare media di
emoglobina (MCHC)
Diametro corpuscolare medio (MCD)
hct
fL =
L
GR ⋅106
Hb ⋅ 10
pg = 10-12 g
GR ⋅ 106
Hb ⋅ 10
g/100 mL
hct
10-15
µm
VOLUME CORPUSCOLARE MEDIO - MCV
PARAMETRO
[..]
M
F
Ematocrito (hct)
%
47
42
106·µL-1
5,4
4,8
87
87
Numero di globuli rossi (GR)
Volume corpuscolare medio (MCV)
fL = 10-15 L
hct
GR ⋅106
hct
0,47
-15
MCV=
=
=
87
⋅
10
[ L] = 87 [fL]
6
6
-1
6
-1
GR ⋅10 5,4 ⋅10 GR ⋅ µL  ⋅10 µL ⋅ L 
hct
0,42
-15
MCV=
=
=
87,5
⋅
10
[ L] = 87,5 [fL]
6
6
-1
6
-1
GR ⋅10 4,8 ⋅10 GR ⋅ µL  ⋅10 µL ⋅ L 
CONTENUTO CORPUSCOLARE MEDIO DI EMOGLOBINA - MCH
PARAMETRO
Numero di globuli rossi (GR)
Emoglobina ematica (Hb)
Contenuto corpuscolare medio di
emoglobina (MCH)
[..]
106·µL-1
g/100 mL
pg =
10-12
Hb ⋅ 10
g
GR ⋅ 106
M
F
5,4
4,8
16
14
29
29
16 ⋅10 g ⋅ L-1 
Hb ⋅10
-12
MCH=
=
=
29,6
10
⋅
[g] = 29,6 [ pg]
6
6
-1
6
-1
GR ⋅10 5,4 ⋅10 GR ⋅ µL  ⋅10 µL ⋅ L 
14 ⋅10 g ⋅ L-1 
Hb ⋅10
-12
MCH=
=
=
29,2
10
⋅
[g] = 29,2 [ pg]
6
6
-1
6
-1
GR ⋅10 4,8 ⋅10 GR ⋅ µL  ⋅10 µL ⋅ L 
CONCENTRAZIONE CORPUSCOLARE MEDIA DI EMOGLOBINA
MCHC
PARAMETRO
[..]
M
F
Ematocrito (hct)
%
47
42
g/100 mL
16
14
34
34
Emoglobina ematica (Hb)
Concentrazione corpuscolare media di
emoglobina (MCHC)
g/100 mL
Hb ⋅ 10
hct
-1


16
⋅
10
g
⋅
L
Hb ⋅10

MCHC=
=
= 340,4 g ⋅ L-1  = 34,0 [ g/100 mL]
hct
0,47
-1


14
⋅
10
g
⋅
L
Hb ⋅10


MCHC=
=
= 333,3 g ⋅ L-1  = 33,3 [ g/100 mL]
hct
0,42
1 lisi più facile
2 fragilità aumentata
3 vita media, 10-20 giorni
eritrociti falciformi
⇓
a aumento viscosità ematica
b fenomeni vaso occlusivi
c riduzione O2 disponibile per i tessuti
LEUCOCITI
globuli rossi
globuli bianchi
Unità mobili del sistema di difesa dell’organismo
Funzioni di individuazione e distruzione di:
1 microorganismi invasori,
2 cellule anormali (es. cancerose)
Pulizia dei detriti cellulari (fagocitosi)
3
assistono nella riparazione dei danni
basofili
acidofili
neutrofili
linfociti
granulociti
agranulociti
[%]
ogni tipo ha funzione specifica
LEUCOCITI
cellule nucleate
4000-11000/mm3 sangue
granulociti
monociti
basofili
0,4
acidofili – eosinofili
1-4
neutrofili
50-70
linfociti
20-40
monociti
2-8
LEUCOCITI
basofili (0,4%)
granulociti acidofili – eosinofili
neutrofili (50-70%)
B
linfociti
20-40%
T
monociti
2-8%
• importanti nelle reazioni allergiche
• rilasciano eparina e istamina
• attivi nelle reazioni allergiche
• attaccano i parassiti
• attivi nelle risposte infiammatorie
• fagocitano batteri e detriti
• producono anticorpi (B)
• distruzione cellule invase da virus e
cancerose (T)
• lasciano il sangue → macrofagi
• fagociti: difesa contro virus e batteri
PIASTRINE (o TROMBOCITI)
1
2-3 µm
2
200.000-500.000/mm3
Partecipano all’emostasi
(liberano serotonina e adrenalina che hanno azione vasocostrittrice locale)