Apparato Cardiovascolare: sistema vascolare e ciclo cardiaco

Apparato Cardiovascolare: Sistema Vascolare

APPARATO CARDIOVASCOLARESISTEMA VASCOLARE: VASI E POMPA (CUORE) Capillari Vene Arterie Capo Arti superiori Vena cava superiore. - Arterie polmonari Polmoni Atrio destro Aorta - Ventricolo sinistro Vene cave Vena cava inferiore- Ventricolo destro - Cuore Tronco Vena epatica Arteria epatica Vena portale epatica Tratto digerente Vene renali Arterie renali 3 Arterie discendenti Ren Valvola Pelvi ed arti inferiori INSIEME ORDINATO DI VASI SANGUIGNI Vene polmonari Arterie ascendenti Atrio sinistro Aorta addominale Arterie coronarie ORGANIZZATO IN DISTRETTI CIRCOLATORI Fegato ARTERIE- CAPILLARI- VENE IN SERIESISTEMA VASCOLARE: VASI E POMPA (CUORE)

Classificazione Morfologica dei Vasi

CLASSIFICAZIONE MORFOLOGICA: 1. VASI SI DISTRIBUZIONE (arterie) 2 VASI DI SCAMBIO (capillari) 3. VASI DI RACCOLTA (vene) Capillari Vene Arterie Capo Arti superiori Vene polmonari Arterie ascendenti - Vena cava superiore Arterie polmonari Polmoni Atrio destro Atrio sinistro - Vene cave Vena cava inferiore Ventricolo destro Arterie coronarie Cuore Tronco Vena epatica Arteria epatica Vena portale epatica Tratto digerente Vene renali Arterie renali Arterie discendenti Valvola Reni Pelvi ed arti inferiori Aorta Ventricolo sinistro Aorta addominale FegatoSISTEMA VASCOLARE: VASI E POMPA (CUORE)

Caratteristiche Strutturali dei Vasi Sanguigni

Diametro medio Spessore medio della parete Endotelio Tessuto elastico Muscolo liscio Tessuto fibroso Arterie 4,0 mm 1,0 mm Arteriole 30,0 pm 6,0 pm Capillari 8,0 pm 0,5 pm Venule 20,0 Jum 1,0 }um Vene 5,0 mm 0,5 mmSISTEMA VASCOLARE: VASI E POMPA (CUORE)

Classificazione Funzionale dei Vasi

CLASSIFICAZIONE FUNZIONALE

1. VASI DEL MANTICE ARTERIOSO (grandi-medie arterie): trasformano il flusso pulsatile in uscita dal cuore in flusso continuo
2. VASI DI RESISTENZA (arteriole): si opppongono la movimento del sangue e contribuiscono a mantenere adeguata la pressione arteriosa
3. SFINTERI PRE-CAPILLARI: regolano il flusso ematico nei vari circoli capillari
4. VASI DI SCAMBIO (capillari): scambiano gas e sostanze tra vasi e tessuti
5. VASI DI RESISTENZA POST-CAPILLARI (venule e piccole vene): mantengono adeguato il livello di pressione capillare
6. VASI DI CAPACITÀ (grandi vene): serbatoio di sangue in ritorno al cuore
7. VASI DI SHUNT: vasi che scorrono parallelamente ai capillari che consentono di by-passare il circolo capillare

Vene Arterie Capo Arti superiori Vene polmonari Arterie ascendenti Arterie polmonari Polmoni Atrio destro Aorta · Atrio sinistro Ventricolo sinistro Aorta addominale Vene cave Ventricolo destro Arterie coronarie Cuore Tronco Vena epatica Arteria epatica Fegato Vena portale epatica Tratto digerente 1 Vene renali Arterie renali Valvola Ren Arterie discendenti Pelvi ed arti inferiori Capillari Vena cava superiore. Vena cava inferiore

Compito del Sistema Vascolare

COMPUTO DEL SISTEMA VASCOLARE APPORTO DI SANGUE AD ORGANI E TESSUTI DEI DIVERSI DISTRETTI CORPOREI PER FAR QUESTO IL SANGUE DEVE SCORRERE LUNGO I TUBI (VASI) PER RAGGIUNGERE I DISTRETTI DOVE POSSA AVVENIRE LO SCAMBIO (DISTRETTI CAPILLARI)

1. QUALI FORZE MUOVONO IL SANGUE NELLA DIREZIONE DI SCORRIMENTO?
2. CHE TIPO DI FLUSSO SI OSSERVA NEI VASI?
3. QUALI FORZE DETERMINANO GLI SCAMBI TRA IL SANGUE ED I TESSUTI?
4. QUALI FORZE SPINGONO IL SANGUE NEL SUO RITORNO VERSO LA POMPA?
5. QUALI SONO LE CARATTERISTICHE DELLA POMPA E COME ESSA DETERMINA LE FORZE CHE MUOVONO IL SANGUE NEL DISTRETTO VASCOLARE? E' POSSIBILE CONTROLLARE LA POMPA?
6. E' POSSIBILE CONTROLLARE IL DISTRETTO VASCOLARE?

Emodinamica e Comportamento del Sangue

EMODINAMICA DESCRIVE IL COMPORTAMENTO DEL SANGUE IN MOVIMENTO NEI VASI ATTRAVERSO L'USO DELLE LEGGI FISICHE CHE GOVERNANO LA MECCANICA DEI FLUIDI TUTTAVIA CI SONO APPROSSIMAZIONI DOVUTE AL FATTO CHE IL SISTEMA VASCOLARE PRESENTA: ·CONDOTTI ELASTICI E NON RIGIDI. · TRATTI (CAPILLARI) CHE CONSENTONO FUORIUSCITA ED INGRESSO DI LIQUIDO. · UNA POMPA (CUORE) CON ATTIVITÀ INTERMITTENTE. ·PRESSIONE ESTERNAAI CONDOTTI CHE PUÒ DETERMINARE, A CAUSA DELL'ELASTICITÀ, MODIFICAZIONI DI CALIBRO. ·UN FLUIDO IN MOVIMENTO (SANGUE) NON-NEWTONIANO, CIOÈ CON VISCOSITÀ CHE VARIA AL VARIARE DELLA VELOCITÀ.

Forze che Muovono il Sangue: Flusso e Legge di Poiseuille

1) QUALI FORZE MUOVONO IL SANGUE NELLA DIREZIONE DI SCORRIMENTO? PER DARE UNA MISURA QUANTITATIVA DEL MOVIMENTO DI UN LIQUIDO (SANGUE) IN UN CONDOTTO (VASI) NE DEFINIAMO IL FLUSSO FLUSSO= VOLUME NEL TEMPO LEGGE DI POISEUILLE: Q= APar4 / 8In AP= GRADIENTE DI PRESSIONE n= viscosità r= raggio l= lunghezza del condotto IL FLUSSO DUNQUE AUMENTA: CON L'AUMENTARE DEL GRADIENTE DI PRESSIONE E DEL RAGGIO ** DEL CONDOTTO AL DIMINUIRE DELLA LUNGHEZZA DEL CONDOTTO E DELLA VISCOSITA' DEL FLUIDO CHE VI SCORRE ALL'INTERNO

Pressioni da Considerare nel Movimento del Sangue

1) QUALI FORZE MUOVONO IL SANGUE NELLA DIREZIONE DI SCORRIMENTO? CHE PRESSIONI SI DEVONO CONSIDERARE? PRESSIONE DI PERFUSIONE (AP) O PROPULSIVA PRESSIONE TRANSMURALE (Ptm) PRESSIONE IDROSTATICA O IDRAULICA 1 mmHg = pressione esercitata da una colonna di Hg alta 1mm su un'area di 1 cm2 Componente laterale: P esercitata sulle pareti Componente dinamica: E cinetica del sistema COMPRESSIONE DEL LIQUIDO: CUORE E VASI (a) - - - - - -- - -- La pressione idrostatica è la pressione esercitata sulle pareti di un contenitore da un liquido in esso contenuto. La pressione idrostatica è proporzionale all'altezza della colonna di acqua. (b) - - 1 1 - - - - - - 1 1 1 1 1 1 --- 1 1 1 + Quando il fluido inizia a scorrere attraverso il sistema, la pressione diminuisce con la distanza per l'energia persa a causa dell'attrito. Questo è quello che succede anche nel sistema circolatorio. -

Gradiente di Pressione e Flusso Sanguigno

1) QUALI FORZE MUOVONO IL SANGUE NELLA DIREZIONE DI SCORRIMENTO? PERCHE'VI SIA FLUSSO E'NECESSARIO AP (a) Il liquido scorre solo se esiste un gradiente di pressione positivo. P più alta -Flusso P più bassa Flusso P. P2 P1 - P2 = AP (b) Se non esiste un gradiente di pressione, non c'è movimento. 100 mm Hg 100 mm Hg AP = 0, assenza di flusso (c) Il flusso dipende da AP, non dal valore assoluto di P. 100 mm Hg 75 mm Hg Flusso AP = 100 - 75 = 25 mm Hg Il flusso è uguale 40 mm Hg 15 mm Hg Flusso AP = 40 - 15 = 25 mm Hg

Variazione del Gradiente di Pressione nei Distretti Vascolari

1) QUALI FORZE MUOVONO IL SANGUE NELLA DIREZIONE DI SCORRIMENTO? IL MOVIMENTO DEL SANGUE LUNGO IL SISTEMA VASCOLARE E' DETERMINATO DAL GRADIENTE DI PRESSIONE:OSSERVIAMO COME VARIA NEI DIVERSI DISTRETTI VASCOLARI Aorta Arterie Arteriole Capillari Venule Vene Vene cave 93 Pressione sistemica media (mm Hg) 80 60 40 20 0

Forze che si Oppongono al Movimento del Sangue: Resistenza

2) QUALI FORZE SI OPPONGONO AL MOVIMENTO DEL SANGUE? LA LEGGE DI POISEUILLE SI PUO' ESPRIMERE IN ANALOGIA CON LA LEGGE DI OHM Q = AP/R = GRADIENTE/RESISTENZA Raggio di B = 2 Raggio di A = 1 Volume in B = 16 Rx 1 1 Flusso x 1 Flusso × 16 Volume in A = 1 Resistenza « 1 raggio4 Flusso x 1 resistenza Tubo A Tubo B Tubo A Tubo B Rx 1 14 Rx 1 Flusso x 1 1 Flusso x 1 1 16 24 16 DA COSA DIPENDE DUNQUE LA RESISTENZA (R) AL FLUSSO? R= 8Ln/TM4 TANTO PIU' LUNGO IL VASO TANTO MAGGIORE LA RESISTENZA (ma i vasi non li possiamo cambiare in lunghezza !! ) TANTO MAGGIORE IL DIAMETRO DEL VASO TANTO MINORE LA RESISTENZA (i vasi possono MODIFICARE IL DIAMETRO!)

Struttura dei Condotti Vascolari e Resistenze

2) QUALI FORZE SI OPPONGONO AL MOVIMENTO DEL SANGUE? Arterie elastiche Aorta STRUTTURA DEI CONDOTTI VASCOLARI: LE RESISTENZE Valvola aortica Ventricolo sinistro Cuore sinistro Valvola mitrale Arteriole con raggio variabile Atrio sinistro HH HHHH Vene polmonari Polmoni Capillari Scambio di materiale con le cellule - Arteria polmonare Valvola polmonare Ventricolo destro Cuore destro Valvola tricuspide -Venule Atrio destro Vene cave Vene

Caduta Pressoria e Resistenza nel Sistema Circolatorio

2) QUALI FORZE SI OPPONGONO AL MOVIMENTO DEL SANGUE? 100 25 90 80 20 Pressione intravasale (mmHg) Pressione ematica 70 60 15 50 10 30 20 -5 10 0 0 Aorta e arterie maggiori Arterie minori e arteriole Capillari Venule postcapillari e vene minori Vene maggiori e vene cave C) 2005 edi.ermes milano NEL SISTEMA CIRCOLATORIO, LA MAGGIORE CADUTA PRESSORIA SI INCONTRAA LIVELLO DELLE ARTERIOLE, CHE OFFRONO LA MAGGIORE RESISTENZA AL FLUSSO (~40%). Contributo percentuale alla resistenza Contributo percentuale alla resistenza totale (%) 40

Ruolo delle Arteriole nella Distribuzione del Sangue

2) QUALI FORZE SI OPPONGONO AL MOVIMENTO DEL SANGUE? LE ARTERIOLE La distribuzione del sangue ai diversi tessuti è controllata dalle arteriole, che per il loro calibro (inferiore a quello delle arterie) sono i vasi che contribuiscono maggiormente alla resistenza del sistema circolatorio. La parete delle arteriole contiene muscolatura liscia, il cui stato di contrazione può essere modificato d impulsi nervosi (sistema simpatico) od ormoni circolanti con conseguente variazione del calibro e quindi della resistenza al flusso. ES: a parità di altri fattori, una · riduzione del calibro a metà, determinerà diminuzione del flusso ad 1/16 del suo valore originale Vena Arterie Sfinteri precapillari Le metarteriole agiscono come canali di bypass e regolano il flusso nei letti capillari. Venule La parete delle arteriole contiene muscolatura liscia. Capillari Piccole venule Bypass arterovenoso Sfinteri precapillari

Velocità di Flusso e Area della Sezione Trasversa

2) QUALI FORZE SI OPPONGONO AL MOVIMENTO DEL SANGUE? Consideriamo ora la VELOCITA' DI FLUSSO Portata (Q) = 12 cm3/min 12 cm3 Portata (Q) Velocità (v) = Area della sezione trasversa (A) Al punto X Al punto Y 12 cm3/min 12 cm3/min V = 1 cm2 V = 12 cm2 v = 12 cm/min V = 1 cm/min Y A = 12 cm2 Più stretto è il vaso, maggiore è la velocità di flusso. Velocita' di flusso = FLUSSO(PORTATA)/AREA SEZIONE Flusso X A = 1 cm2

Smorzamento della Velocità di Flusso nel Sistema Vascolare

2) QUALI FORZE SI OPPONGONO AL MOVIMENTO DEL SANGUE? LA VELOCITA' DI FLUSSO SI SMORZA LUNGO IL SISTEMA VASCOLARE Aorta Arterie Arteriole Capillari Venule Vene Vene cave 5000 Area della sezione trasversa totale 4000 3000 cm2 2000 1000 0 35 28 La velocità del flusso sanguigno dipende dal valore dell'area della sezione trasversa totale. cm/s 21 14 7 0

Scambi tra Sangue e Tessuti: Capillari

3) QUALI FORZE DETERMINANO GLI SCAMBI TRA IL SANGUE ED I TESSUTI? (a) l capillari continui presentano giunzioni permeabili. Membrana basale Vescicole di transcitosi 8 Nucleo Le giunzioni tra cellule endoteliali consentono all'acqua e ai piccoli soluti in essa disciolti di passare. Cellule endoteliali sotto la membrana basale (b) l capillari fenestrati presentano pori ampi. Vescicole di transcitosi Pori o fenestrazioni Pori Membrana basale (sezionata) Giunzioni tra cellule endoteliali Membrana basale a 1 - Latranscitos o nsente " - - Aaline vescicole il trasporto di proteine e macromolecole attraverso l'endotelio. possono fondersi formando dei canali temporanei.