SISTEMA DI TRASPORTO: CUORE, VASI SANGUIGNI E LIQUIDI CORPOREI; SISTEMA EMOPOIETICO LEGGE DEL CUORE DI STARLING La legge del cuore di Starling stabilisce che il lavoro eseguito da ciascun ventricolo è funzione della lunghezza delle fibre di esso a fine diastole (telediastole). Poiché Otto Frank aveva dimostrato effetti similari nel cuore di rana venti anni prima, si parla comunemente di Legge di Frank-Starling o di Meccanismo di Frank-Starling. Il rapporto tra lunghezza telediastolica delle fibre PRESSIONE (mmHg) e forza di contrazione in un ventricolo (il sinistro) 300 è rappresentato dalle due curve del grafico qui annesso. Pressione La curva inferiore viene costruita riempiendo il 250 intraventricolare ventricolo con crescenti quantità di sangue e quindi sistolica misurando la pressione diastolica immediatamente 200 prima della contrazione, cioè la pressione telediastolica. A misura che il ventricolo si riempie il muscolo viene stirato, sicché la pressione 150 telediastolica risulta proporzionale alla lunghezza iniziale delle fibre muscolari della quale EJ 100 rappresenta, pertanto, un indice. La curva della pressione sistolica (curva Pressione superiore) viene costruita misurando la massima IR IC 50 intraventricolare pressione sistolica prodotta durante la contrazione diastolica F ventricolare in occasione di ciascun volume 0 telediastolico. 0 50 100 150 200 250 A misura che il volume telediastolico aumenta, i sarcomeri costituenti il muscolo cardiaco vengono VOLUME TELEDIASTOLICO (ml) stirati e la pressione sistolica sviluppata aumenta. Essa raggiunge l’acme quando il volume diastolico è 180 ml. È questa la lunghezza alla quale i filamenti di actina e di miosina sono tra loro correlati in modo da produrre la massima formazione di ponti trasversali (pag. 315) per cui il muscolo va sviluppando la massima tensione. Se le fibre vengono stirate ulteriormente (cioè a più elevati volumi diastolici) si verifica una formazione di ponti trasversali meno che ottimale e la pressione sistolica diminuisce di nuovo. Inoltre, lo stiramento delle fibre fa aumentare la sensibilità del meccanismo contrattile al Ca2+. È questo un fattore contribuente all’aumento di forza di contrazione dovuto all’aumento di lunghezza delle fibre. Le linee tratteggiate formano un’ansa detta diagramma volume-pressione del ciclo cardiaco in un cuore normalmente battente a riposo (vedi pag. 107). F indica le pressioni diastoliche durante riempimenti ventricolari che vanno da 50 a 130 ml. IC indica l’aumento di pressione fino al valore della pressione diastolica aortica (80 mmHg) durante la contrazione isovolumetrica. EJ mostra le variazioni di volume e di pressione sistolica durante la fase di eiezione (80 ml eiettati) e IR mostra la caduta di pressione che si verifica durante la normale fase di rilasciamento isovolumetrico. Il meccanismo di Frank-Starling consente al cuore di adattarsi rapidamente a una variazione di ritorno venoso. Ciò potrebbe verificarsi, ad esempio, se voi giaceste supini e alzaste in aria le vostre gambe. L’aumentato ritorno venoso stirerebbe il ventricolo destro che, quindi, si contrarrebbe più vigorosamente per pompare più sangue attraverso il cuore. Se voi tornaste a mettervi di nuovo in piedi accadrebbe l’opposto. Il meccanismo di cui trattasi ha un più vitale ruolo nel mantenere eguale eiezione tra il ventricolo destro e il sinistro. Se il ventricolo sinistro pompasse un’anche assai piccola quantità di sangue meno del destro, il sangue ben presto si accumulerebbe nei vasi polmonari portando ad un aumento di pressione nella circolazione polmonare con conseguente effusione di liquido nelle piccole cavità aeree dei polmoni. 112 SISTEMA DI TRASPORTO: CUORE, VASI SANGUIGNI E LIQUIDI CORPOREI; SISTEMA EMOPOIETICO REGOLAZIONE NERVOSA DELL’ATTIVITÀ CARDIACA Benché il cuore origini da sé il proprio battito, la sua frequenza di contrazione e la sua contrattilità sono finemente regolate, per venire incontro alle necessità costantemente mutevoli dell’organismo, da impulsi nervosi provenienti da centri di controllo situati nell’encefalo e nel midollo spinale e viaggianti attraverso vie efferenti parasimpatiche e simpatiche. AZIONE del PARASIMPATICO – La stimolazione del Vago (X nervo cranico) riduce (–) l’attività del cuore: frequenza delle contrazioni diminuita, conduttività al nodo AV ritardata, forza di contrazione diminuita, eccitabilità ridotta. I Centri più elevati sono probabilmente nella CORTECCIA CEREBRALE: fattori psichici ed emozionali possono influenzare l’attività del cuore. Gruppo anteriore di NEURONI VIE EFFERENTI PARASIMPATICHE IPOTALAMO: Gruppo posterolaterale di NEURONI invia impulsi al Centro Cardioinibitore BULBO: [La variazione di questo “tono vagale” è il fattore principale di variazione della frequenza cardiaca. In riposo l’influenza parasimpatica è dominante. Il Vago Sn. influenza soprattutto il nodo AV; il Vago Ds. soprattutto il nodo SA]. go Va o str de Nucleo del Vago tro inis s go Va Centro Cardioacceleratore VIE EFFERENTI SIMPATICHE T1 Nervi Acceleratori Sia il simpatico che il parasimpatico sono costantemente in azione, ma sono finemente bilanciati per venire incontro alle necessità dell’organismo. AZIONE del SIMPATICO – La stimolazione del Simpatico incrementa (+) l’attività del cuore: frequenza delle contrazioni aumentata, conduttività aumentata, forza di contrazione aumentata, eccitabilità aumentata. Stimolazione del Simp. e/o inibizione del Paras. Stimolazione del Paras. e/o inibizione del Simp. } } Incremento Inibizione } della attività cardiaca [L’influenza del Simpatico è dominante, ad es., nello stress, nell’esercizio, nell’eccesso di calore, e in altre condizioni richiedenti un maggiore flusso di sangue]. 113 SISTEMA DI TRASPORTO: CUORE, VASI SANGUIGNI E LIQUIDI CORPOREI; SISTEMA EMOPOIETICO RIFLESSI CARDIACI Esistono fibre afferenti (sensitive) che viaggiano nei nervi parasimpatici e che recano al bulbo informazioni relative agli eventi che hanno luogo nel cuore. Gli impulsi che recano questi messaggi non raggiungono, di norma, la coscienza. Essi sono importanti come componente afferente di riflessi cardiaci mediante i quali l’attività del cuore viene aggiustata alle necessità del corpo. Uno di questi riflessi è NUCLEI nel BULBO Il RIFLESSO DI BAINBRIDGE Fibre Bulbo-spinali VIE AFFERENTI in Vago (X n. cranico) RECETTORI Stimolati i Barocettori presso gli sbocchi delle grandi vene VIE EFFERENTI Un minor numero di impulsi è inviato lungo le VIE EFFERENTI PARASIMPATICHE al Nodo SA Stimolazione dei Barocettori per aumentata pressione nell’Atrio Destro STIMOLO Accresciuto ritorno di sangue venoso all’Atrio Destro N.B.: Effetti opposti conseguono a una diminuzione del ritorno venoso. Un maggior numero di impulsi è inviato lungo le VIE EFFERENTI SIMPATICHE al Nodo SA e al MIOCARDIO VENTRICOLARE ¥ A frequenza e A forza di contrazione ¥ A gettata cardiaca È questo un importante meccanismo adattativo mediante il quale la frequenza cardiaca e la forza di contrazione del miocardio vengono adeguate, in via riflessa, a far fronte alla quantità di sangue venoso che ritorna al cuore. A partire dal 1925, epoca in cui Bainbridge descrisse questo classico riflesso, gli studi susseguitisi hanno messo in evidenza che un aumento del ritorno venoso che provochi uno stiramento delle pareti dell’atrio destro farà anche aumentare la gettata cardiaca e provocherà il riflesso barocettivo che farà diminuire la frequenza cardiaca. Perciò, le variazioni di quest’ultima causate da aumento del ritorno venoso saranno la risultante di ambedue questi riflessi antagonistici. 114 SISTEMA DI TRASPORTO: CUORE, VASI SANGUIGNI E LIQUIDI CORPOREI; SISTEMA EMOPOIETICO RIFLESSI CARDIACI Probabilmente il più importante riflesso cardiaco è il riflesso barocettivo, il quale controlla la pressione arteriosa. In esso sono implicate frequenza cardiaca, forza di contrazione, resistenza delle arteriole e capacità delle vene. Al Cervelletto All’Ipotalamo VIE AFFERENTI nei nervi cranici IX (dal seno carotideo) e X (dall’arco aortico e dagli atri) (Nervi Tampone) conducono potenziali di azione dai RECETTORI Barocettori (da stiramento) in X (Vago) BULBO Seno carotideo Arteria carotide interna Interneuroni inibitori Distensione dell’Aorta per aumentata pressione sanguigna Nodo S-A Aumento di pressione STIMOLO Nucleo Ambiguo (NA) IX (Glossofaringeo) Arco aortico Atrio Nucleo del Tratto Solitario (NTS) Aumento della pressione arteriosa Vene Arteriole N.B. L’aumento di impulsi delle fibre afferenti barocettive causa inibizione dell’invio di impulsi dal centro vasomotorio alle arteriole (vedi pag. 123-125) provocando vasodilatazione, cioè diminuzione della resistenza periferica, e concorrendo, in tal modo, alla caduta della pressione sanguigna. Nucleo Ventro Laterale Rostrale (RVLN) (Centro Vasomotorio) Azione eccitatoria bulbo-spinale sulle vie simpatiche VIE EFFERENTI Stimolazione della ATTIVITÀ PARASIMPATICA (Vago) e inibizione della ATTIVITÀ SIMPATICA ¥ causano ¥ Diminuzione della frequenza e della forza di contrazione cardiache ¥ A gettata cardiaca ¥ caduta della pressione del sangue. Una diminuzione della pressione S¥ numero di impulsi nelle vie afferenti dai barocettori S¥ inibizione del centro vasomotore SA numero di impulsi via nervi simpatici ad arteriole, cuore e vene SA pressione del sangue. Il riflesso barocettivo riduce il tempo della variazione a breve termine della pressione arteriosa a circa la metà di quello che occorrerebbe se esso non intervenisse. Il controllo a lungo termine della pressione arteriosa – nel corso di giorni o settimane – è determinato dall’equilibrio idrico che è principalmente dipendente dal rene. I recettori atriali, sensibili all’abbassamento della pressione, partecipano a questo controllo. 115 SISTEMA DI TRASPORTO: CUORE, VASI SANGUIGNI E LIQUIDI CORPOREI; SISTEMA EMOPOIETICO GETTATA CARDIACA La gettata cardiaca è il volume di sangue eiettato dall’uno, o dall’altro, dei due ventricoli in un minuto, e può essere misurata mediante il principio di Fick nel modo seguente: Un tubo semirigido viene introdotto in una vena del braccio e spinto fino al ventricolo destro o nell’arteria polmonare – per prelevare un campione di sangue venoso misto – ossia che ha ceduto parte del suo ossigeno ai diversi tessuti del corpo. Si determina in questo il contenuto di ossigeno. La quantità di ossigeno assunta dai polmoni in 1 minuto viene misurata con uno spirometro. 250 ml di OSSIGENO vengono rimossi dai polmoni da parte del sangue ad ogni minuto. Si introduce un ago in un’arteria di arto inferiore e si preleva un campione di sangue arterioso – che ha ricevuto nei polmoni il suo rifornimento di ossigeno. Si determina il contenuto di ossigeno. 100 ml di sangue VENOSO contengono 14 ml di OSSIGENO. ( ) t) ar ish W a: (D Ogni 100 ml di sangue acquistano 5 ml di ossigeno nel passare attraverso i polmoni. Il sangue, nei polmoni, assume dall’atmosfera 250 ml di ossigeno per minuto. 100 ml di sangue ARTERIOSO contengono 19 ml di OSSIGENO. Devono pertanto esserci 250 ––––x100 ml 5 [cioè 5000 ml] di sangue che lasciando il ventricolo destro, e passando attraverso i polmoni, giungono all’atrio sinistro assumendo, ad ogni minuto, questi 250 ml di ossigeno. Nello stesso tempo lo stesso volume di sangue deve lasciare il ventricolo sinistro ed entrare nell’aorta, altrimenti il sangue comincerebbe subito a ristagnare nei polmoni; cioè, se il cuore si contrae 72 volte per minuto: ____ ≈70 ml per sistole di ciascun ventricolo. Volume di scarica sistolica=5000 72 Il principio di Fick può essere applicato in generale per misurare il consumo di O2 e di altre sostanze da parte di un organo. Un metodo più usuale per misurare la gettata cardiaca è quello fondato sulla tecnica della termodiluizione. Si inietta un bolo di soluzione fisiologica salina fredda nell’atrio destro. Mediante un catetere munito di un termistore si registra la variazione di temperatura che ciò provoca nell’arteria polmonare. Tale variazione è proporzionale alla gettata cardiaca, che può essere, così, calcolata. Un’altra tecnica ricorre alla ecocardiografia per misurare il volume di scarica sistolica. Inoltre, la velocità di scorrimento del sangue nell’aorta può essere misurata con una tecnica che implica l’impiego di onde pulsanti di ultrasuoni la cui frequenza viene alterata per riflessione dal movimento dei globuli rossi del sangue – effetto Doppler. Il rilievo di questo fenomeno, unitamente alla misura dell’area di sezione trasversale dell’aorta, ottenuta mediante ecocardiografia, consente il calcolo della gettata cardiaca. Durante esercizio fisico la gettata cardiaca può aumentare fino a 20-35 litri per minuto (in relazione allo stato di allenamento) soprattutto per aumento della frequenza cardiaca, ma anche, in parte, per aumento del volume di scarica sistolica. 116 SISTEMA DI TRASPORTO: CUORE, VASI SANGUIGNI E LIQUIDI CORPOREI; SISTEMA EMOPOIETICO VASI SANGUIGNI Sistema di tubi entro i quali il cuore pompa il sangue. SETTORE VENOSO GRANDI VENE SETTORE ARTERIOSO VASI CONDUTTORI Riportano il sangue al cuore ARTERIE Il sangue è immesso ELASTICHE dal cuore nelle Le fibre elastiche vengono distese nella sistole, per l’aumento di pressione, e si retraggono nella diastole. Senza valvole Fasci longitudinali di muscolatura liscia della Tunica Avventizia si contraggono ad impedire il reflusso. VENE (x 3) MUSCOLARI (x 3) VASI COLLETTORI E DISTRIBUTORI Vasi a parete sottile: agiscono come serbatoi di sangue a bassa pressione. Attivazione dei nervi simpatici S venocostrizione S sangue accumulato STRATI DELLA PARETE VASCOLARE va alla circolazione generale. TUNICA Endotelio INTIMA Lamina Elastica Interna TUNICA Muscolatura Liscia MEDIA Tessuto Fibroso Reflusso di sangue impedito da valvole (x 10) TUNICA Lamina Elastica Est. AVVENTIZIA Tessuto Fibroso (x 10) Transizione graduale VENULE ARTERIE MUSCOLARI Distribuzione regionale del sangue Transizione graduale ARTERIOLE Raccolgono l’efflusso dal letto capillare (x 100) La muscolatura liscia si contrae o rilascia per controllare l’afflusso al proprio letto capillare PORZIONE “FUNZIONALE” DELLA CIRCOLAZIONE CAPILLARI (x 500) LIQUIDI, GAS, ECOLE PICCOLE MOL Soltanto dai capillari il sangue può cedere ai tessuti nutrimento e ossigeno, come pure ricevere da essi prodotti di rifiuto e anidride carbonica. L’endotelio vascolare libera ossido nitrico, il quale fa rilasciare la muscolatura liscia; capta e metabolizza sostanze vasoattive; sintetizza prostaglandine (vedi pag. 31); previene la coagulazione del sangue. 117 SISTEMA DI TRASPORTO: CUORE, VASI SANGUIGNI E LIQUIDI CORPOREI; SISTEMA EMOPOIETICO PRESSIONE DEL SANGUE: MODELLO 1 Al fine di comprendere i rapporti esistenti tra pressione sanguigna arteriosa (PA), pressione arteriosa media (PAM), gettata cardiaca (Q), volume di scarica sistolica (VS), frequenza cardiaca (FC) e resistenza periferica totale (RPT) è utile comparare il settore arterioso del sistema cardiovascolare a un modello costituito da una serie di tubi elastici ramificantisi. Questi vengono alimentati da un serbatoio, tramite una valvola unidirezionale, una pompa munita di un pistone che può spingere liquido, attraverso una seconda valvola unidirezionale, nel sistema tubulare. Lo sbocco che trovasi al termine di ciascuna diramazione può essere modificato in modo da essere o ampio o stretto. Il sistema tubulare, analogamente al sistema arterioso, è pieno di liquido. Quanto più liquido viene pompato nel sistema tanto più alta sarà la pressione in esso vigente. Se chiamiamo PA quest’ultima, e Q la quantità di liquido pompata nel sistema per minuto, allora PA Serbatoio sarà proporzionale a Q. Se la quantità di liquido pompata nel sistema Pistone (Q) viene mantenuta costante per pochi minuti e (Ventricolo S.) gli sbocchi vengono allargati, la pressione (PA) diminuirà. Se gli sbocchi vengono di nuovo Valvole ristretti la pressione PA aumenterà. Se gli sbocchi unidirezionali Tubi sono stretti la resistenza all’efflusso sarà alta, e Sbocco ramificantisi quando saranno ampi essa sarà bassa; perciò se variabile (Arterie) chiamiamo RPT la resistenza all’efflusso allora PA della diramazione è proporzionale a RPT. Quindi possiamo dire PA=Qx RPT. La quantità di liquido pompato nel sistema (Q) ha 2 componenti: 1. Il numero di volte per cui il pistone viene abbassato per minuto, e 2. il volume di liquido pompato per ogni colpo. Se chiamiamo queste due componenti rispettivamente, FC e VS, allora Q=FCx VS. Sbocchi Ovviamente, in un sistema del genere la (Arteriole) pressione aumenterà allorché il pistone verrà Ai Letti Capillari spinto in basso. La stessa, invece, diminuirà tra un colpo e l’altro poiché il liquido va scorrendo fuori dagli sbocchi delle diramazioni. Se immaginiamo di livellare queste creste e queste gole dell’onda pressoria otterremo una pressione media; indichiamola come PAM. Possiamo allora rimpiazzare PA con PAM. Riportando gli aspetti del modello al sistema cardiovascolare, le predette equazioni dimostrano che: PAM=Qx RPT ossia, Pressione arteriosa media = Gettata Cardiaca x Resistenza Periferica Totale; e Q=FCx VS ossia, Gettata Cardiaca = Frequenza Cardiaca x Volume di Scarica Sistolica. 118 SISTEMA DI TRASPORTO: CUORE, VASI SANGUIGNI E LIQUIDI CORPOREI; SISTEMA EMOPOIETICO PRESSIONE DEL SANGUE: MODELLO 2 Sulla pressione arteriosa influiscono due fattori fisici: il volume del sangue e la compliance (capacità di distensione) delle pareti arteriose. VOLUME DEL SANGUE Il sistema arterioso è pieno di sangue. Analogamente, il modello è pieno di liquido. Se viene aumentato il volume impiegato per riempire il modello, i tubi, essendo elastici, verranno stirati per accogliere il liquido extra. Allo stesso tempo, aumenterà la pressione vigente nel sistema a causa dell’aumentata tensione della parete dei tubi. Nello stesso modo un aumento di volume del sangue circolante farà aumentare la pressione di quest’ultimo. Questo fenomeno è controllato principalmente dai reni (vedi pag. 183). COMPLIANCE ARTERIOSA L’abbassamento del pistone fa aumentare il volume, e perciò la pressione del liquido nel sistema. I tubi vengono stirati per accogliere questo extra-volume. Tuttavia, più rigidi (meno elastici o dotati di minor compliance) essi sono, maggiore sarà la resistenza allo stiramento e più aumenterà la pressione. Ciò spiega perché una diminuzione della elasticità delle arterie (indurimento delle arterie) causa un aumento della pressione del sangue nei soggetti anziani. Serbatoio Pistone Valvole unidirezionali Sbocchi Ai capillari muscolari Ad altri letti capillari DISTRIBUZIONE DEL FLUSSO SANGUIGNO Il modello può giovare a illustrare in che modo il sangue può essere ridistribuito. Supponiamo che gli sbocchi 1 e 2 siano ampi e i restanti siano stretti: allorché viene pompato liquido nel sistema, dagli sbocchi 1 e 2 uscirà più liquido che dagli altri. L’aumento del pompaggio farà aumentare la pressione nel sistema e aumenterà anche ulteriormente l’efflusso da 1 e 2. Durante l’esercizio fisico le arteriole dei muscoli scheletrici si dilatano, la frequenza cardiaca aumenta e sale la pressione del sangue, sicché, nello stesso modo in cui l’efflusso da 1 e 2 aumenta, il flusso di sangue scorrente nei capillari muscolari aumenta fornendoli di maggiori quantità di O2, glicoso, etc. In modo similare può essere ridistribuito alla cute o ad altri tessuti. CONTROLLO DEL FLUSSO SANGUIGNO Il modello illustra anche alcuni altri aspetti del flusso sanguigno. Quando gli sbocchi vengono ristretti, la pressione (PA) vigente a monte di essi (in maggiore prossimità della pompa) aumenterà, ma allo stesso tempo il volume e la pressione del liquido scorrente verso l’uscita della tubatura (nei letti capillari) diminuiranno. Il flusso attraverso gli sbocchi che siano stati ristretti può, tuttavia, essere fatto aumentare se la portata (Q), e quindi la pressione vigente nel sistema, vengono ulteriormente accresciuti. 119 SISTEMA DI TRASPORTO: CUORE, VASI SANGUIGNI E LIQUIDI CORPOREI; SISTEMA EMOPOIETICO PRESSIONE DEL SANGUE Il ventricolo sinistro eietta nel sistema arterioso circa 80 ml di sangue ad ogni battito. Non tutto questo sangue può immediatamente passare, tramite le arteriole, nei capillari e nelle vene durante una contrazione sistolica del cuore. Durante la sistole, circa l’80% del volume di scarica sistolica eiettato dal ventricolo sinistro si accumula nel sistema arterioso per progredire poi durante la diastole. Le arterie conduttive sono sempre più o meno stirate. Quanto più esse vengono stirate (cioè più grande è la loro compliance) minore sarà il picco di pressione. La resistenza periferica è principalmente dovuta a un certo grado di contrazione (“tono”) della muscolatura liscia della parete delle arteriole. (Il calibro di questi vasi è regolato dall’azione del sistema nervoso simpatico – vedi pag. 123-125.) La pressione del sangue durante la sistole aumenta perché la quantità di sangue che dal cuore entra nel sistema arterioso è eccedente rispetto a quella che ne esce alla periferia. All’acme della pressione sistolica, l’afflusso e l’efflusso sono uguali. Successivamente la pressione diminuisce perché l’efflusso alla periferia è maggiore dell’immissione di sangue dal cuore al sistema arterioso. La pressione giunge al massimo all’acme della contrazione del cuore: pressione sistolica del sangue; è al minimo quando il cuore si rilascia: pressione diastolica del sangue. La pressione è minima quando il sangue viene drenato nell’atrio destro alla fine della diastole. GRANDI VENE vicino al cuore circa 4 mmHg La pressione è massima a metà della sistole, quando il sangue viene eiettato dal ventricolo sinistro. ATRIO DESTRO 0 mmHg A.D. V.S. SISTEMA ARTERIOSO AORTA Pressione Sistolica La pressione è del Sangue sempre più bassa =120 mmHg durante la diastole, ad es., 80 mmHg cade gradualmente ARTERIE MUSCOLARI di maggior calibro 110 mmHg VENE MUSCOLARI 8 mmHg La maggior parte dell’energia impartita al sangue dalla contrazione cardiaca è stata già spesa al momento in cui il sangue raggiunge il settore venoso della circolazione. VENULE 10 mmHg ARTERIOLE 40 mmHg CAPILLARI 15 mmHg 9 30 mmHg Pressione del Polso =P.A. sist.– P.A. diast. Pressione arteriosa Media ≈ P.A. diast.+1/3 (P.A. sist.– P.A. diast.) NOTA:- Ogni alterazione del volume totale e della viscosità del sangue inciderà anche sulla pressione del sangue. Allorché si sta in piedi, fermi, l’effetto della gravità sul sangue venoso degli arti inferiori fa aumentare la pressione nelle vene dei piedi a 90 mmHg. I movimenti muscolari fanno diminuire questa pressione. 120 SISTEMA DI TRASPORTO: CUORE, VASI SANGUIGNI E LIQUIDI CORPOREI; SISTEMA EMOPOIETICO MISURAZIONE DELLA PRESSIONE SANGUIGNA ARTERIOSA La pressione sanguigna arteriosa può essere misurata, nell’uomo, mediante uno sfigmomanometro. Questo consiste di un manicotto pneumatico di gomma (ricoperto da stoffa) che viene avvolto attorno a un braccio, al di sopra dell’arteria brachiale. Un tubo connette l’interno del manicotto con un manometro a mercurio. Sezione trasversale del braccio Manometro a mercurio Manicotto Un altro tubo connette l’interno del manicotto con una pompa azionata a mano, munita di valvola di scarico. Valvola di scarico Pompa METODO Viene pompata aria nel manicotto finché la pressione di questo diventi maggiore di quella vigente nell’arteria durante la sistole cardiaca. L’arteria, pertanto, resta occlusa durante sistole e diastole. (Contemporaneamente l’aria mantiene sollevata la colonna di Hg del manometro). Aprendo la valvola della pompa, la pressione nel manicotto viene gradualmente fatta diminuire fino a che la massima pressione vigente nell’arteria superi appena la pressione nel manicotto – una certa quantità di sangue comincia allora a fluire durante la sistole. A questo punto cominciano a udirsi cupi e ritmici colpi mediante lo stetoscopio (rumori di Korotkow). L’altezza, in millimetri, della colonna di mercurio viene presa come misura della pressione sanguigna sistolica (ad es., 120 mmHg). La pressione nel manicotto viene fatta ulteriormente diminuire fino a che diventi appena inferiore alla più bassa pressione vigente nell’arteria verso la fine della diastole (cioè, subito prima del successivo battito); il sangue ora fluisce liberamente durante la sistole e la diastole. I suoni non sono più udibili. A questo punto, l’altezza del mercurio nel manometro viene presa come misura della pressione sanguigna diastolica (ad es., 80 mmHg). Questi valori variano con il sesso, l’età, l’attività fisica, il sonno, etc. SISTOLE e DIASTOLE SISTOLE – Arteria ancora chiusa durante la DIASTOLE SISTOLE e DIASTOLE Quando il sangue viene sospinto a forza attraverso un restringimento in un vaso, si produce un flusso turbulento di esso. Ciò causa vibrazioni nel campo delle frequenze udibili, in tal modo producendosi i colpi detti rumori di Korotkow. 121 SISTEMA DI TRASPORTO: CUORE, VASI SANGUIGNI E LIQUIDI CORPOREI; SISTEMA EMOPOIETICO ARTERIE ELASTICHE Le grandi arterie conduttrici prossime al cuore sono arterie elastiche. SISTOLE Quando i Ventricoli si contraggono la pressione nel cuore aumenta la valvola aortica viene forzata ad aprirsi DIASTOLE Quando i Ventricoli si rilasciano la pressione nel cuore diminuisce la valvola aortica viene spinta a chiudersi sangue viene eiettato a forza nella aorta le pareti dell’aorta e quelle dei suoi rami maggiori vengono distese per accogliere gran parte del sangue eiettato l’aorta funziona come un “serbatoio”, le sue pareti “accumulando” energia derivante dalla contrazione del cuore. le pareti dell’aorta e quelle dei suoi rami si retraggono alla posizione iniziale, così spingendo in avanti il sangue mentre il cuore è in riposo l’aorta funziona come una “pompa sussidiaria”, le sue pareti “spendendo” l’energia previamente “accumulata” derivandola dalla contrazione cardiaca, e forzando il sangue ad avanzare quando il cuore stesso è in riposo. Ciò giova a rendere meno irruente il flusso del sangue. Nel lato destro del cuore si producono le stesse modificazioni, ma, poiché le pressioni sono più basse, le forze in gioco sono minori. Allorché il sangue viene espulso dal cuore durante la sistole, l’aumento di pressione e la distensione che si originano nell’aorta si propagano lungo tutto il sistema arterioso come un’onda – l’onda del polso (o onda sfigmica). L’espansione e successiva retrazione della parete dell’arteria radiale costituiscono “il polso”, palpabile nella regione radio-carpica. Un forte aumento della pressione sanguigna può aversi se queste pareti perdono, con l’età o per malattia, parte della loro elasticità e non possono più distendersi prontamente per accogliere tanta parte della gettata cardiaca durante la sistole, né retrarsi sufficientemente durante la diastole. I valori della pressione sistolica e di quella diastolica possono essere allora ambedue più elevati. 122 SISTEMA DI TRASPORTO: CUORE, VASI SANGUIGNI E LIQUIDI CORPOREI; SISTEMA EMOPOIETICO REGOLAZIONE DELLE ARTERIOLE Il diametro delle arteriole può essere modificato dalla contrazione o dal rilasciamento della muscolatura liscia presente nelle loro pareti, quindi il flusso di sangue che procede verso i letti capillari da esse riforniti può essere controllato. Esistono tre livelli di controllo arteriolare: 1. Molte arteriole, ad es. nel cervello, reagiscono a un improvviso aumento della pressione del sangue contraendosi, sicché il flusso e la pressione capillare rimangono costanti (risposta miogenica). 2. La liberazione di metaboliti locali mantiene in equilibrio il flusso ematico con l’attività metabolica dei tessuti, ad es., cuore, cervello e muscolo. 3. Composti chimici vasoattivi e fibre del sistema nervoso autonomo possono ridurre la circolazione attraverso, ad es., la cute e gli organi addominali, anche sovrapponendosi agli altri meccanismi di controllo, per ridistribuire il sangue al fine di mantenere la circolazione del sangue destinato al cervello. ARTERIOLE nelle GHIANDOLE SALIVARI Un enzima liberato dalle cellule ghiandolari causa la formazione del peptide vasodilatatore bradichinina. Il Peptide Intestinale Vasoattivo (VIP) liberato con l’acetilcolina per stimolazione di fibre parasimpatiche concorre a produrre vasodilatazione. Stimolazione del SIMPATICO provoca vasocostrizione mediante fibre noradrenergiche, vasodilatazione mediante fibre colinergiche liberanti VIP e acetilcolina Ma vasocostrizione in ossia, l’effetto generale nel corpo è una vasocostrizione S aumento della pressione del sangue. (In questi vasi la vasodilatazione ha luogo passivamente in seguito a riduzione degli impulsi simpatici vasocostrittori.) ARTERIOLE delle GHIANDOLE SALIVARI I Centri più elevati sono probabilmente nella CORTECCIA CEREBRALE IPOTALAMO CENTRO VASOMOTORE nel BULBO ? VIE EFFERENTI PARASIMPATICHE CRANIALI VIE EFFERENTI SIMPATICHE ARTERIOLE dei MUSCOLI SCHELETRICI T1 ARTERIOLE dei VISCERI Fibre bulbospinali fanno sinapsi con vie efferenti simpatiche dirette alla muscolatura liscia delle arteriole. ARTERIOLE della CUTE ARTERIOLE dei GENITALI ESTERNI VIE EFFERENTI PARASIMPATICHE SACRALI Stimolazione del PARASIMPATICO provoca vasodilatazione nei vasi destinati a: ghiandole salivari, pancreas esocrino, mucosa dello stomaco e del colon, tessuto erettile dei genitali. L2 S2 3 4 Le vene hanno una innervazione simpatica. Quando viene attivata, questa provoca la riduzione della capacità del sistema venoso aumentando, in tal modo, il ritorno di sangue al cuore. 123
