CUORE E POLMONE

Cenni di Fisiologia:
CUORE E POLMONE
PAS : Classe di insegnamento A60
Biologia e scienze
A.A . 2013/2014
28/03/2014
Docente: Valentina Greco
Sistema cardiovascolare
Il sistema circolatorio umano, o
cardiovascolare, è costituito da:
 cuore, posto nella parte anteriore sinistra
della cavità toracica
 rete di vasi sanguigni di diametro differente
(arterie che portano il sangue dal cuore ai
tessuti, vene che riportano il sangue al cuore e
infine capillari)
Il cuore è una pompa che imprime al sangue una
pressione tale da farlo scorrere in vasi sempre più
piccoli, fino a raggiungere i tessuti periferici
Funzioni del sistema cardiovascolare
trasporto
regolazione
protezione
 di sostanze nutritive
 di gas respiratori
 di sostanze di rifiuto
 di ormoni
 del pH
 della pressione arteriosa
 della pressione osmotica
 dell’equilibrio idrico e salino
 della temperatura corporea
 difesa immunitaria
 emostasi
Struttura del cuore
Ogni cavità cardiaca è dotata di una valvola, costituita da un denso tessuto
connettivo, per impedire il reflusso del sangue nella direzione sbagliata. Le
valvole atrioventricolari (AV) si trovano fra atri e ventricoli e sono
•tricuspide: fra atrio e ventricolo destro;
•bicuspide (o mitrale): fra atrio e ventricolo sinistro.
Le valvole semilunari impediscono il reflusso di sangue dalle arterie al cuore
e sono la valvola polmonare e la valvola aortica.
Il sangue nel sistema cardio-circolatorio
•
A livello cardiaco la contrazione ventricolare genera una pressione , definita
pressione di spinta che corrisponde alla forza che spinge il sangue nei vasi
sanguigni
•
Il sangue scorre dal cuore ( regione ad alta pressione) verso il circuito chiuso dei
vasi ( regione a bassa pressione) , secondo gradiente di pressione .
• La pressione più elevata nei vasi si trova a livello dell’aorta dove questa riceve il
sangue dal ventricolo sinistro; man mano diminuisce nei vasi più periferici ed a
livello della vena cava, da cui il sangue passa nell’atrio desto del cuore, si ha la
pressione è più bassa
• Quando il sangue scorre attraverso il sistema la pressione diminuisce a causa
dell’attrito. Questa tendenza del sistema cardiovascolare a opporsi al flusso viene
definita resistenza.
Il sangue nel sistema cardio-circolatorio
 I parametri che influenzano la resistenza de vasi: Lunghezza del tubo,
Raggio e Viscosità del liquido che passa nel tubo
 La relazione tra questi fattori è descritta dalla legge di Poiseuille
 La resistenza aumenta quando la lunghezza del tubo e la viscosità del liquido
aumentano, ma diminuisce se aumenta il raggio
 Cambiamenti del diametro dei vasi andrà ad influenzare maggiormente la
variabilità della resistenza nel sistema circolatorio
 Vasocostrizione diminuirà il volume di sangue che passa attraverso il
vaso e vasodilatazione aumenterà il flusso.
 La velocità del flusso invece, ossia la distanza percorsa da un ipotetico
globulo rosso in un dato periodo di tempo è influenzata principalmente dal
calibro del vaso ( minore è il calibro del vaso, maggiore sarà la velocità di
flusso).
Il battito cardiaco
L’1% delle fibre muscolari cardiache sono in grado di
generare potenziali di azione secondo uno schema ritmico
svolgendo due importanti funzioni:
1. agiscono da pacemaker regolando il ritmo del cuore;
1. formano il sistema di conduzione cioè la via seguita dai
potenziali di azione che attraversano il muscolo cardiaco. In
tal modo le cavità cardiache sono stimolate a contrarsi in
maniera coordinata.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli
editore 2009
Il battito cardiaco
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009
Il ciclo cardiaco
 Ogni ciclo cardiaco comprende tutti gli eventi
associati al battito cardiaco e dura circa 0,8 secondi.
 Il termine sistole si riferisce alla fase di
contrazione.
 Il termine diastole alla fase di rilasciamento.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009
Il ciclo cardiaco
Il ciclo cardiaco si
divide in tre fasi
1. fase di
rilasciamento;
2. sistole atriale
(contrazione);
3. sistole ventricolare
(contrazione).
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009
Il ciclo cardiaco
Il volume di sangue emesso ogni minuto dal ventricolo
sinistro nell’aorta è definito gittata cardiaca.
La gittata cardiaca è determinata da
 gittata sistolica o volume di eiezione: sangue
emesso dal ventricolo sinistro durante ogni battito;
 frequenza cardiaca: numero di battiti al minuto.
In genere un valore medio della frequenza cardiaca in un
soggetto adulto a riposo è di 70 battiti al minuto
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009
I fattori che influenzano la frequenza cardiaca
Il ritmo cardiaco normalmente è di 70-80 battiti al
minuto.
I tessuti richiedono l’afflusso di volumi di sangue
differenziati secondo le diverse condizioni.
I fattori più importanti nella regolazione della frequenza
cardiaca sono il sistema nervoso autonomo e gli
ormoni adrenalina e noradrenalina, rilasciati dalle
ghiandole surrenali.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009
Sistema respiratorio
Regolazione omeostatica del pH
corporeo
2. Lo scambio dei gas tra atmosfera e
sangue
3. Protezione da patogeni inalati e da
sostanze irritanti
1.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli
editore 2009
Le funzioni generali della respirazione
L’intero processo degli scambi gassosi nell’organismo, la
respirazione, avviene in tre passaggi
la ventilazione polmonare, o respirazione
generale: è il flusso d’aria dentro e fuori dai polmoni;
2. la respirazione esterna: è lo scambio di gas che
avviene tra gli alveoli polmonari e il sangue;
3. la respirazione interna: è lo scambio di gas fra il
sangue nei capillari e le cellule nei tessuti.
1.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli
editore 2009
L’apparato respiratorio
Strutturalmente l’apparato
respiratorio consiste in due parti
 la parte superiore:
comprende la bocca, cavità
nasale, la faringe, la laringe e
trachea
 la parte inferiore è costituita
dai due bronchi con le loro
ramificazioni e dai polmoni
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009
Gli organi dell’apparato respiratorio inferiore
I polmoni sono due organi cavi spugnosi posti nella
cavità toracica e separati l’uno dall’altro dal cuore.
La pleura è una membrana sierosa a doppio strato che
racchiude e protegge ciascun polmone.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009
Gli organi dell’apparato respiratorio inferiore
Ciascun lobo polmonare è diviso in segmenti più
piccoli riforniti da un bronco terziario e una
suddivisione ulteriore, produce piccoli compartimenti
chiamati lobuli.
I bronchioli terminali si suddividono in ramificazioni
microscopiche chiamate bronchioli respiratori, che
a loro volta si suddividono in diversi dotti alveolari.
Due o più alveoli che condividono uno spazio comune
prendono il nome di sacchi alveolari.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009
Gli organi dell’apparato respiratorio inferiore
 Ogni alveolo polmonare
è una tasca a forma di
coppa che si trova in un
sacco alveolare.
 La loro funzione primaria
è lo scambio di gas tra
l’aria presente al loro
interno e il sangue
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009
Gli organi dell’apparato respiratorio inferiore
Lo scambio di gas
respiratori (O2 e CO2)
avviene per diffusione
attraverso la membrana
respiratoria.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009
Il trasporto dei gas respiratori
• La
maggior parte dell’O2 è trasportato
dall’emoglobina in forma di ossiemoglobina
all’interno dei globuli rossi;
• la maggior parte della CO2 è trasportata nel
plasma sanguigno
bicarbonato.
sotto
forma
di
ioni
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli
editore 2009
La ventilazione polmonare
• La ventilazione polmonare è il flusso d’aria che
si crea tra l’atmosfera e i polmoni che avviene a
causa delle differenze di pressione dell’aria.
• L’atto di immettere aria all’interno viene chiamato
inspirazione.
• I muscoli che permettono un’ispirazione tranquilla
sono il diaframma e i muscoli intercostali
esterni.
• L’atto di espellere l’aria all’esterno (espirazione)
comincia quando il diaframma e i muscoli
intercostali si rilasciano.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli
editore 2009
Il controllo della respirazione
• Il ritmo di base della respirazione è controllato da
gruppi di neuroni situati nel tronco encefalico.
• L’area da cui provengono gli impulsi nervosi è
chiamata centro respiratorio e consiste di
neuroni presenti nel midollo allungato e nel ponte.
• I centri della ritmicità respiratoria del midollo
controllano il ritmo di base della respirazione; al suo
interno ci sono i centri espiratori e inspiratori.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli
editore 2009
Il controllo della respirazione
Durante la normale
respirazione
tranquilla, il centro
espiratorio è
inattivo. Durante la
respirazione forzata,
il centro inspiratorio
attiva il centro
espiratorio.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli
editore 2009
Il controllo della respirazione
Sebbene il ritmo di base sia regolato e coordinato dal
centro inspiratorio, esso può essere modificato in
risposta a stimoli provenienti da altre regioni del
cervello, a recettori nel sistema nervoso periferico e
ad altri fattori:
• l’influenza della corteccia;
• la regolazione dei chemiocettori che
determinano quanto velocemente e profondamente
si deve respirare.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli
editore 2009
La respirazione
La respirazione gioca un ruolo importante nella
regolazione del pH dei fluidi corporei.
Se diossido di carbonio (CO2) aumenta, aumenta
anche la concentrazione di H+ con conseguente
diminuzione del pH e viceversa.
L’espirazione di CO2 abbassa la concentrazione di
ioni H+ nel sangue, cioè ne aumenta la basicità.
Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli
editore 2009
Patologie polmonari che influenzano la
ventilazione alveolare e lo scambio di gas
• Nell’enfisema, la distruzione degli alveoli detemina una
diminuzione dell’area utile per lo scambio dei gas
• Nella fibrosi polmonare, l’ispessimento della membrna
alveolare causato da tessuto cicatriziale determina una
rallentamento dello scambio dei gas. Inoltre la perdita della
compliance polmonare può diminuire la ventilazione
alveolare, portando ad una P02 alveolare inferiore.
• Nell’edema polmonare, l’eccesso di liquido nello spazio
interstiziale aumenterà la distanza di diffusione tra gli
alveoli ed il sangue.
• Nell’asma, la broncocostrizione determina una diminuzione
della ventilazione alveolare