rene cardio resp

Sistema Urinario
Funzioni Renali
- Regolazione del volume del liquido extracellulare
- Regolazione dell’osmolarità (valore normale ~290 mOsm/kg acqua)
- Mantenimento del bilancio ionico (in ptc per Na+, K+, e Ca++)
- Regolazione omeostatica del pH (agendo su H+ e HCO3-)
- Escrezione di prodotti di scarto e sost estranee (urea, farmaci, ac urico)
- Produzione di ormoni (es eritropoietina, renina, formazione di vit D3)
Clearance di una sostanza è la quantità di plasma che il rene è in grado
di depurare della sostanza stessa nell’unità di tempo
Vel di escrezione della sostanza (mg/min)
Clearance =
[ ] plasmatica della sostanza (mg/ml)
dove Vel di escrezione = volume urinario x [ ] urinaria della sostanza
Px = [x] nel plasma
Ux = [x] nelle urine
V di filtrazione di una sostanza = [ ] plasmatica della sostanza x VFG
Nel caso dell’inulina: Velocità filtrazione = Velocità escrezione
Quindi:
Vel escrezione inulina = [inulina] plasmatica x VFG
cioè
VFG =
Ma il rapporto:
Vel di escrezione di inulina
[inulina] plasmatica
Vel di escrezione di inulina
[inulina] plasmatica
Per cui nel caso dell’inulina: clearance = VFG
esprime la clearance
SISTEMA CARDIOVASCOLARE
… i vasi attraverso cui passa il sangue non hanno tutti lo stesso diametro; dato che la
quantità di sangue che passa attraverso i vasi (portata) deve essere costante, cambia la
velocità del flusso. La velocità è inversamente proporzionale alla sezione del tubo; è
bassa in un tubo di grande diametro e più elevata in un tubo sottile. Nell’aorta (ø 3 cm)la
velocità del sangue è massima (2m/sec) durante la fase sistolica di eiezione rapida. Nei
capillari (ø medio 7 µm) la velocità è di circa 0.5 mm/sec. Come si spiega?
… andando dai distretti circolatori centrali verso i periferici, diminuisce il calibro dei vasi
ma ne aumenta il numero, e quindi la sezione trasversa totale aumenta notevolmente. La
sezione trasversa totale dei capillari è circa 1000 volte superiore a quella dell’aorta e ciò
spiega la velocità di flusso inferiore in tale distretto. PERCHE’ LA VELOCITA’ DEL
SANGUE DEVE ESSERE BASSA IN CORRISPONDENZA DEI CAPILLARI?
Affinchè il sangue possa scorrere attraverso il sistema circolatorio deve essere presente
un gradiente di pressione (∆P).
Il flusso è direttamente proporzionale a ∆P, ossia maggiore è il gradiente pressorio, più
grande sarà il flusso. Il moto del sangue nei vasi genera attrito, che si oppone al flusso.
I fattori che si oppongono al flusso costituiscono nell’insieme la resistenza (R).
Il flusso è inversamente proporzionale alla resistenza; se R aumenta, il flusso diminuisce.
Flusso = ∆P/R (Legge di Poiseuille)
La resistenza è influenzata da 3 parametri:
- Lunghezza del tubo (L)
- Raggio del tubo (r)
- Viscosità del liquido che passa nel tubo (h, eta)
La relazione tra questi fattori è
R = 8Lh/pr4
Poichè il rapporto 8/p è costante, si ha che R è proporzionale a Lh/r4
(ossia: la resistenza è direttamente proporzionale alla lunghezza del vaso ed alla viscosità
del liquido e inversamente proporzionale alla quarta potenza del raggio vasale).
In condizioni normali, la lunghezza dei vasi (L) è definita anatomicamente e non varia;
Anche la viscosità (h) varia molto poco; questi due parametri quindi influenzano poco la
resistenza, che è invece molto sensibile alle variazioni nel diametro vasale.
Onda P: depolarizzazione atriale
Onda Q: depolarizzazione setto
interventricolare
Onda R: depolarizzazione apice
e pareti ventricolari
Onda S: depolarizzazione base
ventricoli
Compl. QRS: depolarizzazione
ventricolare
Onda T: ripolarizzazione ventricolare
La frequenza dei potenziali d’azione autoritmici può essere modificata dall’alterazione
della permeabilità della cellula autoritmiche a vari ioni. La NA dei nn simpatici e la A
della midollare surrenale incrementano il flusso ionico sia attraverso i canali If (‘funny’),
sia attraverso quelli per il calcio. Ciò accelera la depolarizzazione e permette alla cellula
di raggiungere più rapidamente la soglia, aumentando anche la frequenza di innesco dei
pdA. Le catecolamine esercitano tali effetti legando recettori ß1.
ACh rallenta la frequenza cardiaca attivando recettori muscarinici che aumentano la
conduttanza al K, iperpolarizzando la cellula, e allontanando il potenziale pacemaker dal
valore soglia. ACh diminuisce anche la permeabilità al Ca. Come risultato, si abbassa la
velocità di depolarizzazione del potenziale pacemaker. Nell’insieme, si ritarda l’inizio
dei pdA e si rallenta la frequenza cardiaca
La gittata cardiaca (GC)è la quantità di sangue pompata dal ventricolo nell’unità di tempo
GC = frequenza cardiaca x volume di eiezione
Il volume di eiezione o gittata sistolica (quantità di sangue pompata durante la sistole), è:
Volume di sangue nel ventricolo prima della contrazione (EDV, end diastolic volume) volume di sangue nel ventricolo dopo la contrazione (ESV, end systolic volume), ossia
EDV - ESV. Il riempimento ventricolare massimo si raggiunge alla fine della diastole
(end diastolic volume, EDV); a riposo, EDV = 135 ml. Il cuore non si svuota del tutto
ad ogni contrazione ventricolare. La quantità di sangue che rimane nel ventricolo ad ogni
contrazione viene definita end systolic volume (ESV), ed ammonta a circa 65 ml. Questo
volume di fine sistole costituisce un margine di sicurezza, un volume supplementare che
il cuore può pompare ai tessuti, se c’è richiesta
Per una persona a riposo, la gittata sistolica è quindi: 135 ml - 65 ml = 70 ml
Poichè la frequenza è circa 72 battiti/minuto
GC = 72 battiti/minuto x 70 ml/battito = 5040 ml/minuto = ~ 5 litri/minuto
Il volume del san gue corporeo è circa 5 litri, perciò a riposo un ventricolo pompa tutto il
sangue presente nell’organismo in un solo minuto. Durante l’esercizio fisico GC può
aumentare fino a raggiungere il valore di 30-35 litri/minuto.
Normalmente la GC è uguale nei due ventricoli. Se uno dei due pompa in maniera
insufficiente, la GC diviene disuguale ed il sangue comincia ad accumularsi nel settore
del circolo sanguigno che arriva al ventricolo più debole
FUNZIONI PRINCIPALI DEL SISTEMA RESPIRATORIO
- Scambio di sostanze gassose tra atmosfera e sangue
- Regolazione omeostatica del pH corporeo
- Protezione da patogeni inalati e da sostanze irritanti
- Vocalizzazione
Respirazione cellulare
Si riferisce alle reazioni intracellulari dell’ossigeno con varie molecole organiche per
produrre anidride carbonica, acqua ed energia sotto forma di ATP
Respirazione esterna
È determinata dallo scambio di gas tra ambiente e cellule dell’organismo. Può essere
suddivisa in quattro processi integrati:
- Scambio d’aria tra atmosfera e polmoni (ventilazione). Mediante l’inspirazione, l’aria
entra nei polmoni, con l’espirazione, ne esce;
- Scambio di ossigeno e anidride carbonica tra polmoni e sangue;
- Trasporto di ossigeno e anidride carbonica nel sangue;
- Scambio di gas tra sangue e cellule
Il sistema respiratorio è costituito dalle strutture coinvolte nella ventilazione e nello
scambio dei gas, cioè:
- le vie aeree che vanno dall’ambiente esterno fino alle superfici di scambio nei polmoni
- gli alveoli, che costituiscono la superficie di scambio
- le ossa e i muscoli del torace, che permettono la ventilazione
Comprende il tratto respiratorio superiore (bocca, cavità nasale, faringe, laringe)
ed il tratto respiratorio inferiore (trachea, bronchi e loro ramificazioni, polmoni)
LEGGI DEI GAS
- La pressione totale di una miscela di gas è data dalla somma delle pressioni dei singoli
gas (legge di Dalton)
- I gas, singoli o miscele, si spostano da un’area ad alta pressione ad una a bassa pressione
- Se il volume del contenitore di un gas cambia, la pressione del gas cambierà in maniera
inversa (legge di Boyle)
- La quantità di gas che può sciogliersi in un liquido è data dalla pressione parziale del gas
e dalla sua solubilità nel liquido (legge di Henry)
Cos’è la pressione parziale?
È la pressione esercitata da un singolo gas contenuto in una miscela gassosa, ed è
calcolata come: pressione totale della miscela x % del gas nella miscela.
Ad esempio, nell’aria secca al livello del mare (760 mmHg), il 78% della pressione totale
è dovuta alle molecole di azoto, ed il 21% a quelle di ossigeno. La pressione parziale
dell’ossigeno è: 760 mm Hg x 21% = 760 x 0.21 = 160 mm Hg
VOLUMI POLMONARI
CI
VRI 2.5 l
CV
CPT 6 l
VC 0.5 l
VRE 1.5 l
CFR
VR 1.5 l
Capacità funzionale residua: volume d’aria che resta nei polmoni
alla fine di una espirazione normale (circa 3 l). E’ composta da un
volume che può essere espulso con una espirazione massimale forzata
(volume di riserva espiratoria, VRE, 1.5 l) e una porzione che non può
essere espulso, se non con il collasso del polmone (volume residuo,
VR, 1.5 l).
Il volume che un soggetto incamera al termine di una inspirazione a
riposo è il volume corrente (VC), pari a 0.5 l. Al termine di questa, il
soggetto può ancora incamerare con una inspirazione forzata un volume
ulteriore di 2.5 l (volume di riserva inspiratoria, VR). Quindi, il volume
totale d’aria che il polmone può contenere, o capacità polmonare totale,
ammonta a circa 6 litri. Di questi, il polmone può espellere solo 4.5 l
con una espirazione forzata, mentre 1.5 rimangono sempre nel polmone
come volume residuo. Questi 4.5 l costituiscono la capacità vitale (CV)
Ventilazione polmonare totale = frequenza ventilatoria x volume corrente
12 respiri/minuto x 500 ml/respiro = 6000 ml/minuto
Ma poichè 150 ml d’aria non partecipano agli scambi (aria che resta in
trachea e bronchi, spazio morto anatomico) ci si riferisce alla ventilazione
alveolare. Questa è: frequenza respiratoria x (volume corrente - volume
dello spazio morto) = ventilazione alveolare ossia:
12 respiri/min x (500 - 150) = 12 x 350 = 4200 ml/minuto
Hb: 4 catene di globina ( 2 a e 2 ß) ognuna delle quali circonda un gruppo eme contenente ferro
Il feto ha un tipo diverso di Hb in grado di sottrarre ossigeno al sangue placentare materno (HbF,
ha 2 catene g al posto delle ß)
I globuli rossi vivono in media circa 4 mesi
I gruppi eme sono identici e sono costituiti da
un anello porfirinico di C, H e N con al centro
un atomo di Fe
La solubilità in acqua della CO2 è superiore a quella dellO2
Normal lung
(b) scambio di ossigeno
tra sangue e cellule dei
tessuti
(a) scambio di ossigeno
tra alveoli e sangue
(c) scambio di CO2 tra
cellule e sangue
(d) scambio di CO2 tra
sangue e alveoli
Il centro apneustico scarica in modo
tonico sui nn. inspiratori. Questi formano
una rete con pdm instabili che danno
origineal la scarica ritmica. La ritmica
inibizione di questo centro da parte del
centro pneumotassico e delle ff vagali
dai tensocettori polmonari interrompe
l’inspirazione.
ponte
+
bulbo
_
_
Diverse osservazioni:
- se il brainstem viene sezionato sotto
il bulbo, il respiro si blocca; se il taglio
è sopra il ponte la ventilazione resta
normale
- il taglio dei vaghi provoca diminuzione
del ritmo e aumento della profondità del
respiro
- se il bulbo è separato dal ponte e dai
centri superiori la ventilazione diventa
irregolare, ma il ritmo non varia; se in
queste condizioni si tagliano i vaghi si ha
blocco inspiratorio (apneusi)