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.
FUNZIONI DELLA CIRCOLAZIONE SANGUIGNA
branchia branchiapolmoni
capillari sistemicicapillari sistemici
cuore
cuore
cuore
vena cardinale
aorta
aorta
vena cava
CIRCOLAZIONE A SISTEMA
APERTO CHIUSO, DOPPIA IN PARALLELO
CHIUSO SEMPLICE, IN SERIE
SISTEMA CHIUSO
Punto centrale è la circolazione del sangue nei capillari
∆x
∆cDJ ⋅=
capillare
parete del capillare
superficie di scambio fino a 1000 m2
(in condizioni normali: utilizzazione 25%)
cellula
distanza massima = 0,1 mm
CIRCOLO POLMONARE
CIRCOLOSISTEMICO
PERFUSIONE TISSUTALE
Cuoredestro
Cuoresinistro
14%
4%
27%
20%
21%
5%
9%
Cervello
Cuore
Polmoni
Reni
Cute
Muscoloscheletrico
Fegato etrattodigerente
Osso e altritessuti
0,70 L·min-1
0,20 L·min-1
1,35 L·min-1
1,00 L·min-1
1,05 L·min-1
0,25 L·min-1
0,45 L·min-1
55 mL·min-1/100 g
70 mL·min-1/100 g
100 mL·min-1/100 g
400 mL·min-1/100 g
5 mL·min-1/100 g
10 mL·min-1/100 g
3 mL·min-1/100 g
Gettata cardiaca 5 L·min-1100% della gettata cardiaca
CSCD
capillari polmonarikapilaret mushkërore
capillari sistemicikapilarët sistemik
aorta
arterie sistemichearteriet sistemik
vena cava superiore
vena cava inferiore
arterie polmonariarteria mushkërore
vene polmonarivena mushkërore
sangue ossigenatogjak i pasur me oksigjen
sangue deossigenatogjak i varfër me oksigjen
LEGGE DELLA CONTINUITÀ
Variazione della velocità di scorrimento del fluido in un condotto
di sezioni diverse (S1 e S2) in stato stazionario (Q = costante)
PRESSIONE INTRAVASALE
- resistenza relativa (vasale)
- diametro trasverso (vasale)
aorta
aorta
arterie
arterie
vene
vene
vene cave
vene cave
arteriole venulecapillari
ventricolosinistro
atriodestro
5
6000
4,5
500
0,5
Flusso ematico[L ·min-1]
Velocità[mm·s-1]
Area trasversa[cm2]
valvola semilunare polmonarevalvula semilunare mushkërore
valvola bicuspidevalvula bikllapeshe
valvola tricuspidevalvula trikuspide
valvola semilunare aorticavalvula semilunare aortike
atrio sinistroveshorja e majtë
atrio destroveshorja e djathtë
ventricolo sinistrobarkushja e majtëventricolo destro
barkushja e djathtë
aorta
arteria polmonare sinistraarteria mushkërore e majtë
arteria polmonare destraarteria mushkërore e djathtë
vene polmonari di destra
vene polmonari di sinistravenat mushkërore të anës së majtë
vena cava superiore
vena cava inferiore
setto interventricolaremuri interventrikular
miocardiomiokardi
pericardio visceraleperikardiumi
corde tendinee
fossa ovalefossa ovalis
volumevëllimi
pres
sion
ep
resi
on
i
telesistolicotelesistolik
telediastolicotelediastolik
aperturahapja
valvola semilunare
chiusurambyllja
valvola semilunare
chiusurambyllja
valvola A-V
aperturahapja
valvola A-VA
B
C
D
I
II
III
IV
a
Volume telediastolico (VTD):volume massimo di sangue contenuto nei ventricoli (volume di sangue nei ventricoli alla fine
della diastole, riempimento ventricolare)
Volume telesistolico (VTS):volume minimo di sangue contenuto nei ventricoli (volume di sangue nei ventricoli alla fine
della sistole, svuotamento ventricolare)
Gettata sistolica (GS):volume di sangue che ogni ventricolo espelle in ciascun battito
GS = VTD - VTS (≅ 70 mL·battito-1)
Gettata cardiaca (GC):volume di sangue pompato in un minuto dal ventricolo sinistro nell’aorta
GC = f·GS (72 [battiti·min-1]·70 [mL·battito-1] ≅ 5 L·min-1)
Circolo polmonareCircolo sistemico
[mm Hg][mm Hg]
80
120
10Diastole
27Sistole
Contrazione ventricolare
Rilasciamento ventricolare
1 - contrazione ventricolare,2 - apertura valvola semilunare,3 - espansione di aorta e grandi
arterie (immagazzinamentoenergia pressoria nelle paretielastiche),
4 – rilasciamento ventricolare(isovolumetrico),
5 – ritorno elastico della paretedelle arterie,
6 – chiusura valvola semilunare (riflusso impedito),
7 – sangue spinto verso il circolo.
ELASTICITÀ DELLE ARTERIE
Tempo
Pre
ssio
ne a
rter
iosa
[mm
Hg]
80
120
93
pressione sistolica
pressione diastolica
pressione media
pressione differenziale
PRESSIONE ARTERIOSA
diastolica80 mm HgMIN120 / 80 mm Hg
sistolica120 mm HgMAX
Pressione differenziale = Psistolica– Pdiastolica= 40 mm Hg Pressione media = media pressioni intero ciclo cardiaco
incisura
valvola venosa(sfintere venoso)
flusso normale
VALVOLE VENOSE “a nido di rondine”
l’azione di pompaggio dei muscoli è fondamentale per il flusso ematico all’interno delle vene (basse pressioni)
3 – vena dilatata con valvola incontinente
POMPA MUSCOLARE SCHELETRICApompa muskulare skeletrike
Le valvole venoseimpediscono
il riflusso di sangue.
Comprimendo le vene,i muscoli scheletricispingono il sangue
verso il cuore.
valvulat venozepengojnë
refluksin e gjakut.
valvula e mbyllur
valvula e mbyllur
valvula e hapur
duke kompresuar venat,muskujt e skeletit
shtyjnë gjakun drejt zemrës.
TEOREMA DI BERNOUILLI
Volume [mL]
A B
CD
CALCOLO DEL LAVORO CARDIACO – VENTRICOLO SINISTROP
ress
ione
[mm
Hg]
80 160
80
120100
PB
PA
pv
1. Polmoni sangue V.S. ⇒ dilatazione da VA a VB
(senza aumento sensibile di P: PA → PB; ≅ 5 mm Hg)
2. a) V.S. pieno → chiusura bicuspide
b) contrazione muscolare: PB → PC; ≅ 80 mm Hg
(sangue incomprimibile → volume inalterato)
3. apertura comunicazione aorta con cuore in contrazione
P ↑ → 120 mm Hg
4. rilassamento (diastole)
ABCD = lavoro
L = pv·(VB-VA)pv ?
mL83min60
min mL5000min60cardiacafrequenza min L5rdiacaportata ca
1-
1
1-
1-
=⋅==−
==⋅==
−
n
QVV
nQ
AB
25 cmdine103,1 mm Hg100)80; 120(arteriosa pressione −⋅⋅==⇒== p PP adiastolicasistolica
2 21 1 1 2 2 2
1 1
2 2p v g h p v g hρ ρ ρ ρ+ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ = + ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅
2 2
2
1 1
2 20
1
2
v v a a
v
v a a
p v p v
v
p p v
ρ ρ
ρ
+ ⋅ ⋅ = + ⋅ ⋅
=
= + ⋅ ⋅
ipotesi: V.S. e I tratto dell’aorta alla stessa h ⇒ ρ·g·h = 0
n
Qvρp )V(Vp L 2
aaABv sinistroventricolo ⋅
⋅⋅+=−⋅=21
( ) J17,1 erg 1017,1 83450130000 21 7 =⋅=⋅+=⋅
⋅⋅+=n
Qvρp L 2
aa sinistroventricolo
mm Hg20
51
p
L L
polmonare arteria
sinistroventricolodestro ventricolo
≅≅ W3,1 J 3,1 ⇒≅+= LLL sinistrodestrototale
3
1-
25
cm83
s cm30cmdine10 3,1 mm Hg 100
n
Q v
p
a
a
=
⋅=⋅⋅== −
CALCOLO DEL LAVORO CARDIACO
PRESSIONI IN POSIZIONE ORIZZONTALE E ORTOSTATICA[mm Hg]
95 95100
8 83
178
95
46
-41
-2
91
arteriosa
venosa
piano di indifferenza idrostatica
-49
+83
POSIZIONE ORIZZONTALE
2pp
2tt
2cc vρ
2
1pvρ
2
1pvρ
2
1p ⋅⋅+=⋅⋅+=⋅⋅+
0hgρ 0h =⋅⋅→=10095 95
ptc ppp ≅≅
ptc vvv arterie nelle ≅≅
POSIZIONE ORTOSTATICA
p'pt
'tc
'c hgρphgρphgρp ⋅⋅+=⋅⋅+=⋅⋅+
p'ptc
'c hgρpphgρp ⋅⋅−==⋅⋅+
t'ttt pp 0hgρ 0h =→=⋅⋅→=
piano di indifferenza idrostatica
60
100
185
) Sf(Q,v arteria=
2p
2t
2c vρ
2
1vρ
2
1vρ
2
1 ⋅⋅≅⋅⋅≅⋅⋅
p'ptc
'c hgρpphgρp ⋅⋅−==⋅⋅+
cm120 - cm50
mm Hg100 0 cm170statura:
=+=
≅=→=
h h
p ph
pc
t'tt
mm Hg85 cm dine1176001209801 mm Hg40 cm dine49000509801
2-
2-
≅⋅=⋅⋅=⋅⋅≅⋅=⋅⋅=⋅⋅
p
chgρ
hgρ
mm Hg18585100 mm Hg6040100
=+≅⋅⋅+==−≅⋅⋅−=
pt'p
ct'c
hgρpphgρpp
60
100
185
+50
-120
0
mm Hg cm
ρ·g·hnon ha influenza diretta su Q e v, ma su p
accelerazione testa →→→→ piedi
G > g ⇒ a livello cerebraleρ·g·h ↑
0100 hgρ - p'c →⋅⋅=
Hg mm 20- 40310031003 =⋅=⋅⋅⋅=→⋅= - hgρ - p g G 'c
ischemia cerebrale
↓↓↓↓
perdita della visione,incoscienza
accelerazione piedi →→→→ testa
appannamento visione,campo visivo rosso
a'c
'c p p p >↑= ,
stenosi
aneurisma
FLUSSO LAMINAREvelocità di scorrimento
legge di Poiseuille?41
8
rQ p
l
πη
= ∆ ⋅ ⋅ ⋅
LEGGE DI POISEUILLE
Non applicabile rigorosamente perchè:
a. caratteri fisici del sangue ≠ H2O (presenza elementi corpuscolati);
b. vasi non rigidi, ma elastici;
c. la pressione è pulsatoria.
considerazioni qualitative
41
8
rQ p
l
πη
= ∆ ⋅ ⋅ ⋅ 4( )Q f r=
16
QQ →costantep∆ =
2
rr →
Jean Leonard Marie Poiseuille1799 – 1869
RESISTENZA DEL CONDOTTO
4 4
8 1( )
p lR f
Q r r
ηπ
∆ ⋅ ⋅= = =⋅
A Bp p p∆ = −
Q Q
aorta vene cavevenearterie
A B
arteriole venulecapillaripA pB
costante l
costante η
==
ventricolosinistro
atriodestro
CASO 1 – INDIVIDUO NORMALE
.R. U14183
95,
Q
∆pR ≅==
1-1-
cava venaB
aA
smL 83 minL 5 Q
Hg mm 5 Pp
Hg mm 100Pp
⋅=⋅=
≅===
Hg mm955100 - pp∆p BA ==−=
1-
A
minL 5 Q
Hg mm 100p
⋅=
=1-
B
minL 5 Q
Hg mm 5 p
⋅=
=
aorta vene cave
CASO 2 – INDIVIDUO NORMALEesercizio muscolare intenso o attività sportiva
.R. U580250
145,
Q
∆pR ≅==
Hg mm1455150 - pp∆p BA ==−=
Hg mm 5 Pp
Hg mm 120 P
Hg mm 180 P
cava venaB
diastolica
sistolica
≅=≅
≅
1-1-
cava venaB
aA
smL 250 minL 15 Q
Hg mm 5 Pp
Hg mm 150Pp
⋅≅⋅→
≅===
aorta vene cave
1-
A
minL 15 Q
Hg mm 150p
⋅→
=1-
B
minL 15 Q
Hg mm 5p
⋅→
=
r ↑
CASO 3 – IPERTENSIONE ESSENZIALE
.R. U3283
195,
Q
∆pR ≅==
1-1-
cava venaB
aA
smL 83 minL 5 Q
Hg mm 5 Pp
Hg mm 200 Pp
⋅=⋅=
≅=→=
Hg mm 1955200 ==−= - pp∆p BA
1-
A
minL 5 Q
Hg mm 200p
⋅=
=1-
B
minL 5 Q
Hg mm 5p
⋅=
=
aorta vene cave
TONI CARDIACI E FONOCARDIOGRAMMA
0,11
0,14
DURATA
[s]
TONO
riempimento ventricolareflusso turbolento nei ventricoliIII
inizio diastolechiusura valvole semilunariII
inizio sistole ventricolarechiusura valvole atrioventricolariI
IV contrazione atriale
1
2
3
normale
insufficienza aortica
insufficienza mitralica
PUNTI (o focolai) DI AUSCULTAZIONE
T
M
P
A
valvola tricuspide
valvola mitrale
valvola polmonare
valvola aortica
FATTORI INFLUENZANTI IL VOLUME MINUTO CARDIACO
VMC
frequenza cardiaca gittata sistolica
riempimento diastolico svuotamento sistolico
Gittata cardiaca (GC):volume di sangue pompato in un minuto dal ventricolo sinistro nell’aorta
VMC = GC = f·GS (72 [battiti·min-1]·70 [mL·battito-1] ≅ 5 L·min-1)
ONDA SFIGMICA E POLSO
distensione aortica⇒ onda di pressione (sfigmica) → arterie periferiche
ampiezza (o polso) = f(Psistolica– Pdiastolica) = f(Pdifferenziale)
polso forte (ben percepibile) durante esercizio fisico:Psistolica↑ ; Pdiastolica≅
⇓⇓⇓⇓Pdifferenziale↑
MISURA DELLA PRESSIONE ARTERIOSAmetodo ascoltatorio
LIVELLI DI PRESSIONE ARTERIOSA(normali e patologici)
> 110> 180ipertensione grave
100 - 109160 - 179ipertensione media
90 - 99140 - 159ipertensione lieve
85 - 89130 - 139normale - alta
80 - 84120 - 129normale
< 80< 120ottimale
diastolicasistolicaPressione arteriosa
Linee guida Società Europea dell’Ipertensione, Società Europea di Cardiologia (2003)
LIVELLI DI PRESSIONE ARTERIOSA(normali e patologici)
Linee guida Società Europea dell’Ipertensione, Società Europea di Cardiologia (2013)
.
vena cava superiore
vene polmonarivenat mushkërore
vena cava inferiore
fascio di Histufaatrioventrikulare
branca destradega e djathtë
branca sinistradega e majtë
(rami anteriore e posteriore)
nodo senoatrialenyja senoatriale
nodo atrioventricolarenyja atrioventrikulare
atriosinistro
veshorja e majtë
atriodestro
veshorja e djathtë
nodo senoatriale(avviatore primario)
uomo: 70 min-1; sotto sforzo → 200 min-1
topolino: 400 min-1
elefante: 35 min-1
nodo atrioventricolare(avviatore secondario)
miocardio atriale
muscolatura ventricolare
fascio di His
branche fascio di Hissistema di Purkinje
AVVIATORI CARDIACI E CONDUZIONE
COMUNICAZIONE ELETTRICA TRA LE FIBRE MIOCARDICHE
ritmo sinusale
RITMI CARDIACI
ritmo nodale
ritmo idioventricolare
OR.
VENT.
OR.
OR.
VENT.
VENT.
(blocco AV)
SA
AV
V
AV
V
SA
IL POTENZIALE D’AZIONE CARDIACO (miocardio di lavoro)
0, apertura dei canali del sodio;1, chiusura dei canali del sodio e apertura dei canali del potassio rapidi;2, apertura dei canali del calcio (fase di plateau) e chiusura dei canali del potassio;3, chiusura dei canali del calcio e apertura dei canali lenti del potassio;4, ritorno al potenziale di riposo
IL TESSUTO DI CONDUZIONE CARDIACO
tempo
pote
nzia
le in
trac
ellu
lare
[mV
]cellula A
cellula B
cellula Bsincizialmenteconnessa con A
-40-60
-40-60
-40
-60
0
0
0
potenziale intracellulare [mV]
+100
-40
-60
soglia
prepotenziali
tempo
T1
T
T2
Tf
1=
D1
D2 D3
D1
D2 D3
elettrodo esplorante
elettrodo neutro
ELETTROCARDIOGRAMMA (ECG)
Willem Einthoven(1860 – 1927)
VR VL
VF
V1 V2
V3V4
V5
V6
1903, Wilhelm Einthoven rileva l’attività elettrica del cuore: nasce l’elettrocardiografia
linea isoelettrica tracciatobipolare
DERIVAZIONI UNIPOLARI (V1 - V6) eAUMENTATE AGLI ARTI (aVR, aVL, aVF)
TRACCE ECG(nelle 3 derivazioni standard)
tempomV
ventricologrammaatriogramma
sistole diastole
depolarizzazione ventricolare
ripolarizzazione ventricolaredepolarizzazione atriale
tempo
mV
80 - 100P
120 - 140PQ
mstratto
300 - 350QT
70 - 80QRS
EVENTI ELETTRICI DEL CUORE
normale(frequenza e ritmo)
extrasistolecontrazione ventricolare prematura
(anormalità del ritmo)
extrasistole
tachicardia(anormalità della frequenza)
fibrillazione ventricolare(anormalità del ritmo)
fibrillazione ventricolare
blocco cardiaco completo(anormalità del ritmo)
infarto miocardico(miocardiopatie)
P P P P P PT T T T T T
INNERVAZIONE CARDIACA
SNC
gangli
muscolo scheletrico
simpatico
parasimpatico
n. somatico
visceremuscologhiandola
Regolazioneattività cardiaca
simpatico • dal tratto toracico del midollo spinale• azione accelerante• liberazione di noradrenalina (su stimolazione)
parasimpatico • da un ramo del X paio di nervi cranici (vago e pneumogastrico)• azione moderatrice e inibitoria• liberazione di acetilcolina (su stimolazione)
La stimolazione del parasimpatico produce:1. intensità delle contrazioni ↓ (azione inotropa negativa)2. frequenza del battito ↓ (azione cronotropa negativa) 3. eccitabilità ↓ (azione batnotropa negativa)4. velocità di conduzione A → V ↓ (azione dromotropa negativa)5. metabolismo muscolare cardiaco ↓ → consumo O2 ↓ → produzione calore ↓
65simpatico
battiti·min-1taglio di
esperimenti sul cane
a riposo
90 battiti·min-1
110entrambi
250vago
esperimenti di Loewi (1921) su cuore di ranastimolazione del vago → riduzione di vari parametriacetilcolina
stimolazionedel vago
leva isotonica
AB
INNERVAZIONE CARDIACA E NODO SENOATRIALE
EFFETTI DELLA STIMOLAZIONE SIMPATICA E PARASIMPATICA
GETTATA CARDIACA
gettata sistolica frequenza cardiaca
+ + –
volume ventricolaretelediastolico
aumentatoritorno venoso
attivazione parasimpatico
attivazione ortosimpatico
liberazione catecolamine
–+ + +
+
meccanismi estrinsecimeccanismo intrinseco (Starling)
REGOLAZIONE DELLA PRESSIONE ARTERIOSA
dispositivi sensoriali per raccolta informazioni (recettori)I parte
Sistema di controllo
dispositivi che trasmettono le istruzioni dal centro di controllo agli effettori
III parte
centro di controllo
• riceve ed elabora le informazioni
• dà le istruzioni relative
II parte
centro di controllo(midollo allungato)
recettori di pressione(arco aortico – seno carotideo)
gittata cardiaca resistenza periferica
pressione arteriosa
LOCALIZZAZIONE DI BAROCETTORI E CHEMOCETTORI(barocettori: sulle pareti delle arterie più grosse)
barocettori aorticibarocettori carotidei
BAROCETTORI
segnali nervosi → centro cardiovascolare(midollo allungato)
arterie carotidi comunisangue → encefalo aorta
sangue → resto del corpo
normale elevata bassaPar
teri
osa
[mm
Hg]
scarica dei neuroni afferenti(riceventi segnali dai
barocettori del seno carotideo
80
120
Tempo
nel cane:inattivi per P.A. < 60 mm Hgfmax fra 160 e 220 mm Hg
CENTRO DI CONTROLLO
centro vasomotore
(resistenza periferica)
centro cardiaco
2
1 influenza il cuore con il sistema simpatico e vagale
azione su muscolatura liscia delle arterie
• fibre costrittrici simpatiche
• fibre dilatatrici parasimpatiche
REGOLAZIONE UMORALE(sostanze in circolo)
ghiandola surrenalecellula cromaffine
SNCnoradrenalina (15 – 20%)
adrenalina (80 – 85%)flusso sanguigno
simpatico
• adrenalina, liberata dalla midollare surrenale
• ormoni (vasocostrizione → PA ↑)
• angiotensina (agisce direttamente su muscolatura liscia)
• bradichinina (demolizione enzimatica di α-globuline)
caduta pressione
liberazione renina(enzima proteolitico)
α2 - globuline
aumento sodio ematico
secrezione aldosterone
aumento pressione
angiotensina
α2 - globuline
bradichininogeno
lisil-bradichinina(decapeptide)
bradichinina(nonapeptide)
(callicreina)
IL MICROCIRCOLO
cellula endoteliale
membrana plasmatica
citoplasma
poro acquoso
proteineplasmatiche
O2, CO2proteine
scambiabili
Na+, K+, glucosio,aminoacidi
liquido interstiziale
plasma
sostanze liposolubili
sostanze idrosolubili
trasporto vescicolare
cellula endoteliale
pori capillari
CIRCOLAZIONE CAPILLARE
SCAMBI CAPILLARI
SCAMBI CAPILLARI CON L’INTERSTIZIO
componenti:• rete di capillari a fondo cieco,• vasi,• organi linfatici (midollo osseo,
tonsille, timo, milza),• linfonodi
IL SISTEMA LINFATICO
funzioni:• drena l’eccesso di fluido
interstiziale → sangue,• trasporta i grassi (dai processi
digestivi) + vitamineliposolubili → sangue venoso,
• componente sistema immunitario.
RAPPORTO FRA TESSUTI, CAPILLARI SANGUIGNI E CAPILLARI LINFATICI
STRUTTURA DI UN LINFONODO(filtrazione del liquido interstiziale prima del convogliamento nel sangue)
linfa liberata da:• sostanze tossiche,• detriti cellulari,• agenti patogeni (azione dei linfociti).