Fisiologia degli apparati - Digilander

Prof. VITTO
materia:
FISIOLOGIA degli apparati:
RESPIRATORIO
MUSCOLARE
SANGUIGNO
PRIMA LEZIONE – 11/10/07
Introduzione alla materia di insegnamento con presentazione generale dei programmi da svolgere
durante le lezioni. Nozioni generali sulla cellula con descrizione della struttura della membrana,
degli organelli citoplasmatici e loro funzioni. Tessuto muscolare.
TESSUTO MUSCOLARE:
I tessuti muscolari sono responsabili del movimento volontario ed involontario di organi ed
apparati. La capacità delle cellule muscolari di svolgere attività motoria è legata alla proprietà della
contrattilità. Esistono tre categorie di muscoli:
 tessuto muscolare striato che forma i muscoli inseriti sullo scheletro ed è responsabile del
movimento volontario dei segmenti scheletrici e della locomozione;
 tessuto muscolare cardiaco che costituisce la struttura contrattile del cuore. Presenta
importanti analogie e differenze con il tessuto m. scheletrico, infatti i cardiomiociti sono
cellule mononucleate a differenza di quelle scheletriche che formano un sincizio
polinucleato, ma come le cellule m. scheletriche hanno un organizzazione a sarcomeri che
ne determinano l’aspetto striato;
 tessuto muscolare liscio che è responsabile della motilità della parete dei visceri e dei vasi.
I vari muscoli scheletrici sono costituiti da un’insieme di fasci di fibre muscolari associati tra loro
per mezzo del tessuto connettivo. Ciascun muscolo del corpo è avvolto da una guaina connettivale
densa denominata epimisio. Dall’epimisio si dipartono setti di connettivo interstiziale che
racchiudono gruppi di fibre muscolari formando il perimisio. Ciascuna singola fibra muscolare è
infine avvolta da una membrana basale che prende il nome di endomisio.
All’interno una fibra muscolare è composta da miofibrille che presentano delle striature trasversali
dovute alla loro organizzazione sarcomerica.
Il sarcomero è l’unità contrattile del muscolo: presenta una banda A, al cui interno si trova la banda
H attraversata dalla linea M, e due bande I attraversate dalla linea trasversale Z. I filamenti sottili si
estendono da ciascuna linea Z del sarcomeri lungo la banda I e penetrano per un certo tratto
nell’adiacente banda A. La parte centrale della banda A è composta da filamenti di miosina, mentre
le bande I sono composte da filamenti di actina contenenti anche le proteine tropomiosina e
troponina.. La tropomiosina è una proteina globulare composta da tre subunità di cui una ha affinità
per il calcio e svolge un ruolo importante per l’innesco della contrazione. Infatti il calcio legandosi
ad essa consente l’interazione miosina-actina determinando così l’accorciamento del sarcomero. I
filamenti sottili delle semibande I del sarcomero scorrono lungo i filamenti spessi verso il centro
della banda A, facendo così diminuire l’ampiezza delle due semi bande I e della banda H, senza
modificare quella della banda A. L’energia per la contrazione muscolare, cioè per i cicli di
interazione miosina-actina è fornita dall’idrolisi dell’ATP ad opera dell’enzima ATPasi.
SECONDA LEZIONE
IL SANGUE
Il sangue è composto da una parte liquida chiamata plasma (55%) in cui circolano i nutrienti e una
parte corpus colata, detta ematocrito (45%), costituita prevalentemente da globuli rossi.
I globuli rossi sono prodotti dal midollo osseo nelle diafisi delle ossa piatte. Ha una durata di circa
120 giorni; la struttura fondamentale è la membrana cellulare che lo rende deformabile e sulla quale
sono presenti proteine enzimatiche capaci di resistere agli stress periossidativi delle sostanze
tossiche ( es: chi è favico non possiede l’enzima G6PD ).
I globuli rossi contengono e trasportano l’emoglobina, una proteina a struttura quaternaria
composta da 2 doppie eliche uguali tra loro: ognuna di esse contiene un gruppo eme al cui interno è
situato un atomo di ferro che si lega a un atomo di ossigeno.
L’emoglobina non si satura in maniera proporzionale poiché il legame del primo e secondo
ossigeno influenza il legame con gli altri due: a una pressione parziale di 60 mm/Hg corrisponde
una saturazione pari al 90%. La curva di saturazione dell’emoglobina si chiama sigmoide.
I fattori che influenzano lo spostamento di tale curva verso destra sono l’ipertermia e l’acidosi;
l’ipotermia e l’alcalosi determinano invece lo spostamento verso sinistra.
TERZA LEZIONE – 05/11/07
ANATOMO-FISIOLOGIA DELL’APPARATO RESPIRATORIO
Gli organi fondamentali del sistema respiratorio sono i polmoni: ciascuno di essi è diviso in lobi (3
a destra e 2 a sinistra) L’aria confluisce e fuoriesce dai polmoni attraverso le alte vie respiratorie,
che determinano lo spazio morto respiratorio, poiché in esse non avviene lo scambio dei gas.
Esse sono costituite dalla cavità nasale, la cavità orale e la faringe. L’aria attraversa la glottide ed
entra nella laringe, una struttura muscolo-cartilaginea al cui interno si trovano le corde vocali.
Distalmente troviamo la trachea suddivisa nei bronchi destro (superiore, medio e inferiore) e
sinistro (superiore lingulare e inferiore), a loro volta ramificati nei bronchioli, nei bronchioli
terminali e nei bronchioli respiratori dai cui originano gli alveoli.
In essi sono presenti i macrofagi, pronti a inglobare particelle esterne che potrebbero depositarsi nel
polmone. All’interno degli alveoli si trova il surfattante, liquido che abbassa la tensione
superficiale che si viene a creare tra aria e sangue
Inferiormente ai polmoni, delimita la gabbia toracica il diaframma, muscolo principale
dell’inspirazione.
La ventilazione,la diffusione e la perfusione, comandate dalla meccanica respiratoria, portano allo
scambio gassoso.
QUARTA LEZIONE – 16/11/07
LA VENTILAZIONE
SPIROMETRIA = Test che studia la quantità di aria che entra e che esce dai polmoni durante la
respirazione
I volumi spirometrici cambiano da persona a persona in quanto si prendono in considerazione:
a) l’età
b) il sesso
c) il peso
d)l’altezza
VOLUME CORRENTE = è l’aria che entra e che esce dai polmoni durante il singolo atto
respiratorio
VOLUME DI RISERVA RESPIRATORIA(IRV) = è la quantità d’aria che si riesce a far entrare nei
polmoni attraverso una respirazione profonda a partire dal volume corrente
VOLUME DI RISERVA ESPIRATORIA(ERV) = è la quantità d’aria che si riesce a far uscire dai
polmoni attraverso un’espirazione profonda a partire dal volume corrente
CAPACITA’ VITALE(VC) = è la somma del volume corrente più il volume di riserva inspiratorio
più il volume di riserva espiratoria
CAPACITA’ INSPIRATORIA(IC) = è la somma del volume corrente più il volume di riserva
inspiratoria
VOLUME RESIDUO(RV) = è l’aria che rimane nei polmoni dopo aver effettuato una capacità
vitale
CAPACITA POLMONARE TOTALE(TLC) = è la somma della capacità totale più il volume
residuo
QUINTA LEZIONE - 19/ 11/ 07
DIFFUSIONE:
Per diffusione si intende il passaggio dell’aria attraverso la membrana respiratoria costituita dalla
membrana dell’alveolo polmonare e dall’epitelio capillare (BARRIERA ARIA SANGUE). Questo
fenomeno avviene in seguito alla presenza di differenti gradienti di concentrazione.
L’aria che noi respiriamo è costituita da una miscela di gas. Le molecole di azoto sono le più
abbondanti e costituiscono il 78,6%, le molecole di ossigeno costituiscono circa il 20,9%, mentre il
biossido di carbonio contribuisce solo per lo 0,04%. La pressione atmosferica è pari a 760 mmHg,
quindi ciascun gas contribuisce alla pressione totale in proporzione alla sua percentuale.
L’epitelio alveolare poggia sull’epitelio vascolare, quindi quando un gas sotto pressione entra in
contatto con un liquido, la pressione tende ad immettere molecole gassose in soluzione.
L’effettiva quantità di gas in soluzione ad una data pressione parziale dipende dalla solubilità del
gas in quel solvente. Il biossido di carbonio è altamente solubile nei liquidi corporei, l’ossigeno lo è
un po’ meno (C02 fino a 20 volte più solubile).
Appena l’aria entra nelle vie aeree le sue caratteristiche iniziano a modificarsi; quando raggiunge gli
alveoli, l’aria in arrivo si mescola con quella rimasta nel polmone dal ciclo respiratorio precedente,
quindi l’aria alveolare contiene meno ossigeno e più biossido di carbonio di quella atmosferica
(PO2= 100 mmHg; PCO2= 40 mmHg). Il sangue che arriva all’alveolo ha una pressione parziale
PO2= 60 mmHg, (40 mmHg), e una PCO2= 46 mmHg.
Quando c’è una PCO2 più alta del normale, può essere un disturbo di ventilazione (BPCO).
I disturbi della diffusione riguardano l’O2 che essendo meno solubile necessita di pressioni parziali
più elevate.
La FIBROSI POLMONARE è quella malattia che determina un minor passaggio di O2 attraverso la
membrana respiratoria perché questa risulta ispessita in quanto tra le due membrane si forma del
tessuto fibroso.
L’INSUFFICIENZA CARDIACA determinando edema polmonare (presenza di liquido negli
alveoli), causa una minor diffusione di O2.
SILICOSI E ANTRACOSI sono malattie dovute alla deposizione di corpi estranei all’interno degli
interstizi alveolo- capillare.
Non tutte le zone del polmone sono ventilare e per fuse allo stesso modo. Gli apici sono meno
perfusi rispetto alle basi; in essi i capillari alveolari sono quasi vuoti e vengono reclutati in caso di
sforzo.
La TUBERCOLOSI si localizza infatti maggiormente agli apici, nei quali essendoci meno per
fusione hanno più ossigeno.
EMBOLIA POLMONARE: inizia da una flebite dalla quale si stacca un trombo che arrivando fino
alla circolazione polmonare blocca la perfusione di quel settore irrorato. Si ha così DEFICIT DI
PERFUSIONE in cui il polmone ventila , ma non perfonde.
O2 viene trasportato dal sangue quasi totalmente legato con l’emoglobina e solo una piccola parte
di esso circola libero. La CO2 è disciolta nel plasma legata con H2O e forma l’acido carbonico,
mediato da un enzima chiamato l’anidrasi carbonica. Tale legame è reversibile e si scinde in ioni
H+ e ioni bicarbonato. Il Ph è legato alla PO2 e alla PCO2, perché se aumenta CO2, aumenta la
concentrazione di ioni H+ quindi diminuisce il Ph. L’organismo cerca di mantenere il valore del Ph
entro certi limiti, eliminando gli H+ attraverso il rene e la respirazione. Il rene lo fa trattenendo ioni
bicarbonato (anche se questa fa parte dell’omeostasi a lungo termine) e questo meccanismo
costituisce un tampone biologico. La ventilazione costituisce un tampone fisico, infatti elimina ioni
H+ iperventilando
SESTA LEZIONE - 30 /12/ 2007
Apparato respiratorio: anatomia delle vie respiratorie (alte e basse vie), del polmone, del
diaframma, della muscolatura accessoria della respirazione, innervazione.
Nervo Frenico: nervo principale della respirazione deputato all’innervazione il diaframma.
Nella determinazione dell’insufficienza respiratoria il test fondamentale da eseguire è la
spirometria, con la quale si ottengono indicazioni diagnostiche, di monitoraggio, di invalidità. Essa
ha dei parametri teorici dipendenti dall’età, sesso, peso del paziente.
Dopo un ciclo di riabilitazione inspiratoria, l’unico valore che può migliorare è la capacità
inspiratoria (VC + VRI). Infatti cercando di far svuotare maggiormente il polmone, si riesce ad
inspirare più aria al ciclo respiratorio successivo, quindi a limitare il quantitativo di volume residuo.
Nel paziente BPCO, si ha un collabimento anticipato del polmone perché raggiunge prima l’egual
pression point. Respirando lentamente, il paziente riesce a tirar fuori tutta l’aria perché ritarda il
collabimento espirando a labbra socchiuse. Però in caso di sforzo diventano manifesti quei deficit
respiratori che in condizioni di riposo il paziente riesce a compensare e la saturazione
dell’emoglobina scende sotto i valori di 90%.
FEV1 rappresenta il collabimento delle grandi vie aeree
FEF 25-75 rappresenta il collabimento delle piccole vie aeree.
Il rapporto tra FEV1 / FVC determina il tempo di collabimento. Vengono considerati patologici gli
indici inferiori all’80%.
Costruendo un grafico che rappresenti tutti i volumi respiratori, nella sindrome restrittiva la curva è
più piccola del normale, perché i valori sono tutti diminuiti compreso il volume residuo, mentre nel
paziente ostruttivo il volume residuo è aumentato. Negli sportivi la curva supera i valori.
La gravità di una minore ventilazione, determina non solo il deficit funzionale della respirazione il
che comporta l’incapacità dell’individuo di condurre una vita normale, ma diventa causa di ristagno
di secrezioni, pericolose perché predisponenti a processi infiammatori e quindi possibili focolai di
infezione.
Diagnosi di patologie respiratorie:
 EMOGAS ANALISI (si ottengono valori riferibili a condizioni di riposo).
 SATURIMETRIA DINAMICA (si può effettuare anche in condizioni di sforzo).
 WALKING TEST (viene utilizzato per valutare la capacità funzionale di un pz con malattie
cardiache o polmonari e per misurare la risposta agli interventi medici). Si effettua misurando i
metri percorsi in un tempo di 6 minuti. Valori normali: 400-600 metri.
 PULSOSSIMETRIA nelle 24 ore.
Controindicazioni: angina instabile e infarto durante il mese precedente.
Controindicazioni relative:
FC basale > 120
press. sistolica 180-100
Per valutare il grado di affanno si usa la scala di BORG. È dato oggettivo, ma è importante in
quanto permette di riscontrare risultati validi a migliorare la qualità di vita del pz.
SETTIMA LEZIONE
FECONDAZIONE
La maturazione degli ovociti avviene in maniera ciclica ogni 28 giorni circa grazie all’azione degli
ormoni prodotti dall’ipofisi. In primo luogo l’FSH (follicolo stimolante che agisce sulle ovaie);
l’ovulo matura in 14 giorni, poi viene espulso e immesso nelle tube: si ha l’ovulazione.
In seguito all’ovulazione l’ipofisi secerne l’LH (ormone luteizzante): tale ormone prepara l’utero ad
un eventuale impianto.
FSH e LH stimolano le ovaie alla produzione di estrogeni, che raggiungono il picco massimo nei 14
giorni antecedenti all’ovulazione. Successivamente si ha l’aumento del progesterone che prepara
l’utero ad un nuovo impianto.
La fecondazione avviene nelle tube di Falloppio. La mucosa uterina (epitelio cilindrico
monostratificato) aumenta di spessore; epitelio e miometrio si ipertrofizzano.
Qualora non vi sia la fecondazione, l’endometrio si sfalda e l’ovocita viene espulso: è la
mestruazione (durata 3-5 giorni circa)
Il primo giorno di mestruazione dà inizio alla maturazione del nuovo follicolo.
Alcuni metodi contraccettivi:
- Pillola anticoncezionale: blocca l’ipofisi, fornisce un apporto di ormoni estroprogestinici, i
quali determinano la vischiosità del muco.
- Pillola del giorno dopo: apporto maggiorato di estro progestinici. Crea un ambiente ostile
all’ovulo nell’utero; azzera l’ormone luteinizzante, è considerato un mezzo abortivo.
- Pillola RU- 486: blocca l'azione progestinica sui recettori inibendo lo sviluppo embrionale e
causando il distacco e l'eliminazione della mucosa uterina
Nei giorni di fertilità cambiano le caratteristiche del muco: nel periodo fertile (± 4 giorni
dall’ovulazione) il muco permette il passaggio degli spermatozoi. Nel periodo non fertile invece, il
muco presenta delle maglie che bloccano il passaggio dello sperma.
Dopo un anno- un anno e mezzo di rapporti non protetti, qualora non vi sia fecondazione, si parla di
sterilità.
Problema dell’uomo:
- Oligospermia (pochi spermatozoi)
- Azoospermia (spermatozoi poco mobili). Questa può essere risolta ricorrendo alla
fecondazione assistita eterologa (si prende un seme dalle “Banche del seme” e si impianta
nell’utero)
Problema della donna:
- Nelle tube: occlusione tubarica. Eseguo una fecondazione extracorporea e poi il
reinserimento.
- Nelle ovaie: incapacità di produrre ovuli. Si risolve mediante la donazione di un ovulo
eterologo e il conseguente reinserimento nell’utero.
- Nell’utero: si ricorre ad un utero in affitto.
TECNICHE DI FECONDAZIONE ASSISTITA
FIVET (fecondazione in vitro e trasferimento dell’embrione)
GIFT (trasferimento dei gameti a livello delle tube di Falloppio)
IPS (fecondazione intraperitoneale)
ICSI (inserimento diretto dello spermatozoo nell’ovulo e successivo impianto; è la tecnica più
utilizzata.)
COMPLICANZE
- Eccesso di cellule fecondate
- I bambini nati da fecondazione assistita hanno peso inferiore alla norma, maggiori
probabilità di essere prematuri e di morire di morte perinatale, incorrono nel rischio di
paralisi cerebrale infantile e di tumore infantile.