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SISTEMA CARDIOVASCOLARE Introduzione al Sistema Circolatorio Questa lezione introduce i concetti fondamentali del sistema circolatorio, che verranno poi approfonditi con lo studio dell'attività elettrica e meccanica del cuore. Organizzazione della Circolazione Sanguigna Il sistema circolatorio uman...

SISTEMA CARDIOVASCOLARE Introduzione al Sistema Circolatorio Questa lezione introduce i concetti fondamentali del sistema circolatorio, che verranno poi approfonditi con lo studio dell'attività elettrica e meccanica del cuore. Organizzazione della Circolazione Sanguigna Il sistema circolatorio umano è caratterizzato da una circolazione: Doppia: Il sangue passa due volte attraverso il cuore per completare un ciclo. Completa: Il sangue venoso e arterioso non si mescolano, garantendo che gli organi ricevano sangue ricco di ossigeno. Il ventricolo sinistro pompa il sangue nella circolazione sistemica, il quale poi torna attraverso il ventricolo destro al circolo polmonare e di nuovo al ventricolo sinistro. Circolazione in Altri Animali Esistono diverse architetture del sistema circolatorio nel regno animale: Pesci: Presentano una circolazione singola. Il ventricolo pompa sangue venoso, che si ossigena nelle branchie e poi viene distribuito al resto del corpo prima di tornare al cuore.  Anfibi e Rettili: Hanno una circolazione doppia, ma il sangue si mescola nei ventricoli, rendendo la circolazione incompleta. Nei rettili, si ha una parziale divisione del carico tra i due ventricoli. Circolazione Fetale Durante la vita fetale, la circolazione è doppia ma incompleta: il sangue arterioso si mescola con il venoso. Questa condizione è dovuta a tre punti principali di mescolamento: 1. Vena Ombelicale: Il sangue arterioso proveniente dalla placenta confluisce nella vena cava inferiore, mescolandosi con il sangue venoso. 2. Forame Ovale: A causa dell'elevata resistenza nei polmoni (non funzionanti), il sangue passa dall'atrio destro all'atrio sinistro attraverso il forame ovale, mescolando il sangue arterioso e venoso. 3. Dotto Arterioso: Il sangue che esce dall'arteria polmonare passa all'aorta sempre a causa dell'elevata resistenza polmonare, e quindi non viene ossigenato. Transizione Post-Natale Dopo la nascita, la respirazione provoca: L'espansione dei polmoni e la dilatazione dei vasi polmonari, riducendo la resistenza e permettendo al sangue di fluire nel circolo polmonare. L'aumento dell'ossigenazione a livello alveolare. La chiusura graduale delle comunicazioni fetali (forame ovale e dotto arterioso). Circolazione nell'Adulto La circolazione sistemica nell'adulto è organizzata come una sequenza di vasi: Arterie: Grandi, medie e piccole arterie distribuiscono il sangue. Arteriole: Regolano il flusso sanguigno nei capillari.  Capillari: Sedi dello scambio di nutrienti e gas. Vene: Piccole, medie e grandi vene riportano il sangue al cuore. Questa sequenza è ripetuta in parallelo nei vari distretti corporei, mentre il circolo polmonare è un'unica sequenza. La "pompa" principale di questo sistema è il cuore, in particolare i ventricoli. La contrazione dei ventricoli, soprattutto del sinistro, genera una torsione che facilita lo svuotamento del ventricolo. Specifiche sul Miocardio Il miocardio è un muscolo striato che si contrae generando tensione attiva. Esiste anche una tensione passiva, che dipende dal riempimento del ventricolo. Maggiore è la distensione delle fibre, maggiore è la tensione passiva. L'impulso di contrazione arriva simultaneamente a tutte le cellule miocardiche, generando la tensione attiva. Il ciclo cardiaco prevede circa 70 contrazioni al minuto, causando variazioni di pressione all'interno del ventricolo e del pericardio. Legge di Laplace Applicata al Sistema Cardiocircolatorio La legge di Laplace, applicata a un corpo sferico (come il ventricolo), descrive la relazione tra la tensione nella parete del ventricolo e la pressione interna: La pressione intraventricolare è direttamente proporzionale alla tensione sviluppata nella parete. La pressione intraventricolare è inversamente proporzionale al raggio del ventricolo. Lo spessore della parete (il numero di fibre miocardiche) influenza la tensione generata. Più fibre ci sono, maggiore è la tensione sviluppata. In condizioni normali, durante la sistole, la tensione sviluppata nel ventricolo fa aumentare la pressione da circa 0 a 100-120 mmHg. Questo aumento avviene circa 70 volte al minuto. Per il ventricolo destro il principio è lo stesso, ma i valori di pressione sono molto più bassi. CICLO CARDIACO: SISTOLE E DIASTOLE Il ciclo cardiaco è costituito da due fasi principali: Sistole: La fase di contrazione del ventricolo, durante la quale il sangue viene espulso. Diastole: La fase di rilassamento del ventricolo, durante la quale si riempie di sangue. Andamento della Pressione Intraventricolare Fine Sistole: La pressione intraventricolare è quasi zero dopo il rilascio completo del ventricolo. Diastole: La pressione aumenta gradualmente a causa della tensione passiva delle pareti, mentre il ventricolo si riempie di sangue. Nuova Sistole: Arriva il comando di contrazione e si avvia una nuova sistole. Durata delle Fasi del Ciclo Cardiaco Riposo: La sistole dura circa 1/3 del ciclo, mentre la diastole circa 2/3. Esempio Frequenza 72 bpm: Il ciclo dura circa 800 ms, con 250 ms per la sistole e il resto per la diastole. Esempio Frequenza 60 bpm: Il ciclo dura 1 secondo. Pressione Atriale La pressione negli atri è molto bassa, oscillando tra 2 e 3 mmHg. Le onde di pressione atriale hanno un significato specifico e sono generate da meccanismi ben precisi. Eiezione e Flusso Sanguigno Durante la sistole: Il sangue esce dal ventricolo attraverso la valvola semilunare (aortica per il ventricolo sinistro). Il volume ventricolare diminuisce dopo l'eiezione. Il sangue viene spinto nell'aorta, le cui pareti elastiche si distendono. Ruolo dell'Elasticità Aortica Ritorno Elastico: Dopo la sistole, le fibre elastiche dell'aorta si contraggono, spingendo il sangue in avanti. Flusso Continuo: Questo effetto "mantice" assicura un flusso continuo di sangue anche durante la diastole, nonostante la natura intermittente della pompa cardiaca. Onda Sfigmica: L'espansione delle arterie elastiche crea un'onda sfigmica che si propaga più velocemente del flusso sanguigno. Il polso arterioso è l'espansione dell'arteria radiale causata dall'onda sfigmica. FLUSSO E LEGGE DI POISEUILLE Flusso: Definizioni Generali Il flusso di un liquido è un flusso di massa. La forza che lo spinge è una differenza di pressione tra due punti. Il coefficiente di proporzionalità è la conduttanza (o il suo reciproco, la resistenza). Il flusso è direttamente proporzionale alla differenza di pressione e inversamente proporzionale alla resistenza. Legge di Poiseuille nella Circolazione Nei vasi sanguigni, il flusso è laminare (strati concentrici di fluido) e può essere descritto dalla legge di Poiseuille: La resistenza è data da: R = (8ηl) / (πr^4) η (viscosità), l (lunghezza), r (raggio del vaso) La resistenza è direttamente proporzionale alla viscosità (η) e alla lunghezza (l) del vaso. La resistenza è inversamente proporzionale alla quarta potenza del raggio (r). La conduttanza (reciproco della resistenza) determina la pendenza della relazione flusso- pressione: alta resistenza, bassa pendenza; bassa resistenza, alta pendenza. Flusso Turbolento Il flusso diventa turbolento quando il numero di Reynolds supera una certa soglia. Il numero di Reynolds aumenta con il diametro del vaso e la velocità del flusso. Il tratto iniziale dell'aorta è l'unico punto del circolo dove, in condizioni normali, il flusso è turbolento. Approssimazioni nell'Applicazione della Legge di Poiseuille Nell'applicazione della legge di Poiseuille al circolo, si fanno alcune approssimazioni: Vasi non Rigidi: I vasi sono distendibili, quindi la resistenza non è costante. Ritorno Elastico: Le arterie elastiche hanno un ritorno elastico e sono soggette a compressioni esterne. Volume non Costante: Il volume circolante non è perfettamente costante a causa della filtrazione nei capillari.  Sangue non Omogeneo: La viscosità del sangue varia con la velocità, il calibro dei vasi e la temperatura. Flusso non Stazionario: La pompa cardiaca genera un flusso intermittente. Relazione Flusso, Pressione e Resistenza La relazione tra flusso, pressione e resistenza è espressa come: Flusso (F) = Differenza di Pressione (Δp) / Resistenza (R) Analizziamo i singoli termini: Flusso (F): È la gittata cardiaca, il volume di sangue pompato da un ventricolo in un minuto. La gittata cardiaca di entrambi i ventricoli è la stessa (5 litri al minuto in condizioni fisiologiche). Si calcola come prodotto del volume di eiezione per la frequenza cardiaca. Differenza di Pressione (Δp): È la differenza tra pressione arteriosa (aortica o polmonare) e pressione atriale. Resistenza (R): È la resistenza periferica totale nel circolo sistemico e la resistenza vascolare polmonare nel circolo polmonare. L'unità di misura è mmHg/L/min. GITTATA CARDIACA: DEFINIZIONE E VALORI NORMALI La gittata cardiaca (in inglese "cardiac output") è il volume di sangue che il cuore pompa in un minuto. Si calcola come prodotto della frequenza cardiaca (battiti al minuto) per il volume di eiezione (o gittata sistolica, il volume di sangue espulso ad ogni contrazione). Variazioni della Gittata Cardiaca I valori normali di frequenza cardiaca e volume di eiezione possono variare leggermente a seconda di fattori come: Sesso: Le donne tendono ad avere una frequenza cardiaca leggermente più alta e un volume di eiezione leggermente più basso rispetto agli uomini. Allenamento: Gli atleti hanno una frequenza cardiaca più bassa e un volume di eiezione più alto rispetto ai non atleti. Valori Medi a Riposo Frequenza Cardiaca: Circa 70 battiti al minuto (bpm) a riposo. Volume di Eiezione: Circa 70 ml per battito. Calcolo della Gittata Cardiaca Gittata Cardiaca = Frequenza Cardiaca × Volume di Eiezione Esempio: 70 bpm × 70 ml/battito = 4900 ml/min ≈ 5 l/min Quindi, la gittata cardiaca normale a riposo è di circa 5 litri al minuto. Adattamenti negli Atleti Gli atleti riescono a mantenere una gittata cardiaca simile a quella dei non atleti, ma con una frequenza cardiaca più bassa e un volume di eiezione più alto. Ciò è dovuto alla maggiore potenza del loro cuore, risultato dell'adattamento all'allenamento. Indice Cardiaco Per confrontare la gittata cardiaca tra individui diversi, si utilizza l'indice cardiaco, che normalizza il valore per la superficie corporea. Superficie Corporea: Si calcola con equazioni o metodi grafici. Un individuo medio di 1.7m di altezza e 70kg ha una superficie corporea di circa 1.8 m². Indice Cardiaco: Gittata Cardiaca / Superficie Corporea Valori Normali dell'Indice Cardiaco L'indice cardiaco è di circa 3 l/min/m². Utilizzando una superficie corporea di 1,8m², si ottiene: 3 l/min/m² * 1,8 m² = 5.4 l/min di gittata cardiaca. Questo valore è molto simile a quello che abbiamo precedentemente visto per la gittata cardiaca, e mostra che l'indice cardiaco permette una valutazione indipendente dalla superficie corporea del soggetto. L'indice cardiaco è elevato nei giovani per poi stabilizzarsi intorno a 3 l/min/m². Regolazione della Gittata Cardiaca La gittata cardiaca non è fissa, ma si adatta alle esigenze metaboliche dell'organismo. Aumento dell'Attività Metabolica: La gittata cardiaca aumenta linearmente con l'aumento del consumo di ossigeno durante l'attività fisica.  Meccanismi di Controllo: Il sistema cardiovascolare ha meccanismi che regolano la gittata cardiaca in base alle necessità. Limite Massimo: Il cuore ha un limite massimo di gittata cardiaca, superato il quale non riesce ad aumentare ulteriormente il volume pompato. Gittata Cardiaca a Riposo vs. Attività Fisica Riposo: La gittata cardiaca è di circa 5 l/min, corrispondente ad un consumo di ossigeno di 250 ml/min. Questo valore è riferito al metabolismo basale. Esercizio: Durante l'attività fisica, la gittata cardiaca aumenta in relazione all'intensità dello sforzo, aumentando di conseguenza anche il consumo di ossigeno. Variazione della Frequenza Cardiaca e del Volume di Eiezione durante l'Esercizio Durante l'esercizio fisico, la gittata cardiaca aumenta sia per l'incremento della frequenza cardiaca sia per l'incremento del volume di eiezione. Tuttavia, l'aumento non è lineare per entrambi i parametri: Frequenza Cardiaca: Aumenta linearmente fino al raggiungimento della frequenza massima. Volume di Eiezione: Aumenta all'inizio e poi si stabilizza, o addirittura diminuisce con l'aumento dell'intensità dell'esercizio. Quindi, la gittata cardiaca è il risultato della combinazione di frequenza cardiaca e volume di eiezione, entrambi regolati in base alle esigenze dell'organismo. PRESSIONE IDRAULICA E GRADIENTE IDROSTATICO La pressione idraulica nel sistema circolatorio è influenzata dal gradiente idrostatico, che è la variazione di pressione dovuta alla forza di gravità. Effetto della Gravità sulla Pressione Pressione a Livello del Cuore: La pressione è di circa 0 mmHg nell'atrio e di 100 mmHg nell'aorta. Pressione in Posizione Eretta: La pressione nei vasi sanguigni varia in base alla loro posizione rispetto al cuore. Arterie dei Piedi: La pressione è più alta (170 mmHg) a causa del peso della colonna di sangue soprastante. Vene dei Piedi: La pressione è minore rispetto all'arteria ma sempre più alta rispetto al livello del cuore (80 mmHg). Vasi del Cranio: La pressione è più bassa rispetto ai vasi posti a livello del cuore a causa della quota più alta. Gradiente Idrostatico La pressione aumenta di 1 cm d'acqua per ogni centimetro di dislivello verso il basso rispetto al cuore. La pressione diminuisce di 1 cm d'acqua per ogni centimetro di dislivello verso l'alto rispetto al cuore. Importanza della Posizione Clinostatica Nello studio della circolazione, si tende a trascurare il fattore idrostatico perché si assume la posizione clinostatica (orizzontale) in cui non vi è differenza di livello tra i vasi nei vari distretti corporei. La pressione arteriosa si misura con il braccio a livello del cuore per eliminare l'effetto del gradiente idrostatico. Al variare dell'altezza del braccio varierà la misurazione della pressione arteriosa. Pressione di Riempimento e Compliance La pressione di riempimento è la forza esercitata dal sangue sulla parete del vaso. Questa pressione dipende dal volume di sangue presente nel vaso. Vasi Rigidi vs. Vasi Distensibili Vasi Rigidi: Se il vaso ha una parete rigida, un aumento della pressione causa il flusso sanguigno ma non ne modifica il volume. Vasi Distensibili: Se il vaso ha pareti elastiche, la relazione tra pressione e volume segue la legge di Hooke: all'aumentare della pressione, il volume aumenta linearmente. Comportamento dei Vasi Sanguigni I nostri vasi sanguigni sono distensibili, ma non perfettamente elastici: Fase Iniziale: A bassi volumi di riempimento, l'aumento di volume al crescere della pressione è lineare e rilevante. Fase Successiva: Oltre un certo volume, le fibre non distensibili della parete vengono messe in tensione, riducendo la distensibilità e quindi un aumento di pressione causa un aumento minore  del volume. Compliance e Elastanza Compliance (o Distensibilità): È il rapporto tra variazione di volume e variazione di pressione (ΔV/ΔP). Indica quanto facilmente un vaso si lascia distendere. Elastanza (o Rigidità): È il reciproco della compliance (ΔP/ΔV). Indica quanto un vaso oppone resistenza alla distensione. Vene vs. Arterie: Differenze di Compliance ed Elastanza Vene: Hanno pareti sottili, bassa rigidità, elevata compliance. Sono in grado di accogliere grandi volumi di sangue con piccole variazioni di pressione, e possono collassare su se stesse a bassi volumi. Nelle vene è contenuto il 50-70% del volume sanguigno totale e la pressione è mediamente bassa (circa 7 mmHg). Arterie: Hanno pareti spesse, alta rigidità, bassa compliance. Sono più resistenti alla distensione e contengono meno sangue a pressioni più elevate. In sintesi, la compliance è un parametro importante per capire come i vasi reagiscono alle variazioni di volume e pressione. PRESSIONE ARTERIOSA MEDIA: DEFINIZIONE E CONCETTI FONDAMENTALI La pressione arteriosa media (PAM) è una grandezza fondamentale per comprendere la dinamica della circolazione sanguigna. Essa rappresenta la pressione media che si ha in un vaso durante il tempo di un ciclo cardiaco. Pressione Propulsiva e Natura Intermittente del Flusso Sistole: Il ventricolo esercita la pressione propulsiva, che spinge il sangue nelle arterie. Diastole: La pressione propulsiva cessa, ma grazie all'elasticità delle arterie il flusso sanguigno non si interrompe. Pressione Arteriosa Media: Non è una Semplice Media Aritmetica Se le arterie fossero rigide, la pressione arteriosa seguirebbe un andamento a gradini: aumenterebbe durante la sistole e scenderebbe a zero durante la diastole (se si considera solo la pressione propulsiva). In realtà, le arterie sono distensibili ed elastiche, e ciò consente loro di mantenere una pressione arteriosa non nulla anche in diastole. La PAM non è la media aritmetica tra pressione sistolica (massima) e diastolica (minima) perché le fasi di sistole e diastole hanno una durata diversa: la fase di salita della pressione (sistole) è più breve rispetto a quella di discesa (diastole). Di conseguenza, la pressione media nel tempo di un ciclo è più vicina alla pressione minima che a quella massima. Definizione di PAM Pressione Media nel Tempo di un Ciclo: La PAM è la pressione media che vige in un vaso durante  l'intero ciclo cardiaco. Pressione Efficace: La PAM è la pressione che, se applicata in modo costante, produrrebbe lo stesso flusso del cuore che è una pompa intermittente. Onda Pulsatoria di Pressione Aortica Sistole: Il ventricolo pompa il sangue nell'aorta, aumentando la pressione. Fase di Eiezione: La pressione continua ad aumentare fino a che il ventricolo pompa con la massima forza. Fine Sistole: La valvola semilunare si chiude, interrompendo il flusso di sangue dal ventricolo all'aorta. Diastole: Il sangue presente nell'aorta si dirige verso i vasi periferici, riducendo gradualmente la pressione. Quando arriva la successiva sistole la pressione torna ad aumentare. Calcolo della Pressione Arteriosa Media (PAM) Il calcolo preciso della PAM richiede l'integrazione dell'onda di pressione nel tempo, ottenendo l'area sottesa dalla curva di pressione. In pratica, la PAM si può stimare usando i valori di pressione massima (sistolica) e minima (diastolica): PAM ≈ Pressione Diastolica + 1/3 (Pressione Sistolica - Pressione Diastolica) Questo metodo è valido per frequenze cardiache normali. Influenza della Frequenza Cardiaca sulla PAM Aumento della Frequenza Cardiaca: Quando la frequenza aumenta, la durata del ciclo cardiaco si riduce. La fase di diastole si accorcia più della fase di sistole, e la pressione media aumenta in quanto la pressione è più a lungo vicina al valore massimo. Riduzione della Durata del Ciclo: All'aumentare della frequenza, la PAM aumenta perché il tempo in cui la pressione è vicina al valore massimo è maggiore. Schema Funzionale della Circolazione Flusso Obbligato: Il sangue passa attraverso l'atrio destro, il ventricolo destro, il circolo polmonare, l'atrio sinistro e il ventricolo sinistro in sequenza, garantendo un flusso obbligato in condizioni fisiologiche. Cuore come Pompa: Il cuore preleva sangue dalle vene e lo pompa nelle arterie. Le arterie hanno compliance bassa e quindi ad un determinato volume di sangue immesso si ha un grande aumento di pressione arteriosa, mentre le vene hanno compliance elevata e il prelievo dello stesso volume comporta una minima riduzione della pressione venosa. Pressione Sistemica Media di Riempimento Quando la pompa cardiaca è ferma (e in assenza di gradiente idrostatico) il sangue non è più soggetto alla forza propulsiva e la pressione è uguale in tutti i vasi del sistema: la pressione sarà di circa 7mmHg e questo valore è definito come pressione sistemica media di riempimento o pressione circolatoria. Il sangue non è più distribuito in gran parte nelle vene come in condizioni fisiologiche, ma la pressione è omogenea. Effetto della Pompata Cardiaca Quando la pompa cardiaca inizia a funzionare: Il sangue viene prelevato dalle vene, riducendo la pressione venosa a 2-3 mmHg. Il sangue viene pompato nelle arterie, aumentando la pressione arteriosa fino a circa 120 mmHg. CADUTA DI PRESSIONE NEL SISTEMA CIRCOLATORIO La caduta di pressione è un fenomeno fondamentale che si verifica nel sistema circolatorio, causato dalla resistenza al flusso sanguigno nei vari vasi. Caduta di Pressione nel Circolo Sistemico Inizio del Circolo: All'ingresso dell'aorta, la pressione è di circa 100 mmHg. Fine del Circolo: All'ingresso dell'atrio destro, la pressione è di circa 4 mmHg. Differenza di Pressione (∆P): La caduta di pressione nel circolo sistemico è quindi di circa 100 mmHg (100-4). Caduta di Pressione nel Circolo Polmonare Ventricolo Destro: Il ventricolo destro pompa la stessa quantità di sangue del ventricolo sinistro, ma incontra una resistenza 5-6 volte inferiore. Pressione Sistolica Arteria Polmonare: La pressione sistolica nell'arteria polmonare è tra 20-25 mmHg. Inizio del Circolo: La pressione all'uscita del ventricolo destro è circa 20-25 mmHg. Fine del Circolo: La pressione all'ingresso dell'atrio sinistro è di circa 0 mmHg. Differenza di Pressione (∆P): La caduta di pressione nel circolo polmonare è di circa 20-25 mmHg (20-0). Fattori che Causano la Caduta di Pressione La caduta di pressione è dovuta all'attrito del sangue contro le pareti dei vasi. Se il fluido fosse ideale e senza viscosità, non ci sarebbe caduta di pressione. Andamento della Pressione nei Diversi Segmenti Vascolari La pressione non diminuisce in modo lineare, ma la caduta varia a seconda del tipo di vaso: 1. Ventricolo Sinistro: La pressione varia da 0 a 120 mmHg durante la sistole. 2. Aorta: La pressione oscilla tra un massimo di 120 mmHg e un minimo di 80 mmHg, mantenendosi quindi sempre elevata. 3. Arterie: La caduta di pressione è minima, passando da circa 100 a 85 mmHg. 4. Arteriole: La caduta di pressione è molto elevata (da 85 a 35 mmHg) a causa dell'elevata resistenza. 5. Capillari: La pressione diminuisce quasi linearmente, da 35 a 15 mmHg. 6. Vene: La pressione diminuisce gradualmente fino a raggiungere circa 0 mmHg nell'atrio destro. 7. Ventricolo Destro: Le oscillazioni di pressione sono limitate tra 0 e 25 mmHg. 8. Arteria Polmonare: La pressione oscilla tra circa 10 e 20 mmHg. 9. Circolo Polmonare: La pressione diminuisce in modo quasi lineare fino a circa 0 mmHg nell'atrio sinistro. Smorzamento delle Oscillazioni di Pressione Circolo Sistemico: Le oscillazioni di pressione vengono smorzate dalla spessa parete delle arteriole. Circolo Polmonare: Le oscillazioni di pressione sono sempre presenti perché non sono presenti arteriole nel circolo polmonare. RESISTENZA VASCOLARE: CONCETTI FONDAMENTALI La resistenza vascolare è l'opposizione che il sangue incontra durante il suo percorso nei vasi. Questa resistenza è diversa tra circolo sistemico e polmonare, e dipende da vari fattori: Viscosità del Sangue: La resistenza aumenta con la viscosità del sangue. Caratteristiche Reologiche: Le proprietà del sangue influenzano la resistenza. Geometria dei Vasi: Il raggio, la lunghezza e la forma dei vasi influenzano la resistenza. Calcolo della Resistenza Vascolare La resistenza (R) può essere calcolata usando la legge di Poiseuille e la formula inversa: R = ΔP / F ΔP = Differenza di Pressione (mmHg) F = Flusso Sanguigno (L/min) Resistenza Vascolare nel Circolo Sistemico vs. Polmonare Circolo Sistemico: ΔP ≈ 100 mmHg F ≈ 5 L/min R ≈ 100 mmHg / 5 L/min = 20 mmHg/L/min Circolo Polmonare: ΔP ≈ 20 mmHg  F ≈ 5 L/min R ≈ 20 mmHg / 5 L/min = 4 mmHg/L/min La resistenza nel circolo sistemico è 5 volte maggiore rispetto al circolo polmonare. Resistenza nei Diversi Segmenti Vascolari La resistenza totale è la somma delle resistenze dei singoli segmenti vascolari (arterie, arteriole, capillari, venule, vene): Rtot = Rart + Rarter + Rcap + Rvenul + Rvene Esempio di Calcolo della Resistenza Specifica delle Arterie: ΔP nelle arterie = 100 - 85 = 15 mmHg R = 15 mmHg / 5 L/min = 3 mmHg/L/min Regolazione della Resistenza Vascolare: Vasocostrizione e Vasodilatazione La resistenza vascolare può essere modificata tramite la contrazione o il rilassamento della muscolatura liscia dei vasi sanguigni, che ne modifica il raggio: Vasocostrizione: La contrazione delle arteriole aumenta la resistenza, fa aumentare la pressione a monte e diminuire la pressione a valle. Vasodilatazione: Il rilassamento delle arteriole riduce la resistenza, diminuendo la pressione a monte e aumentando il flusso e la pressione a valle. Paradosso dei Capillari Singolo Capillare: La resistenza di un singolo capillare (Rc) è maggiore rispetto a quella di una singola arteriola (Ra) a causa del raggio più piccolo. Resistenza Totale: Nonostante ciò, la resistenza totale dei capillari (Rtotc) è inferiore rispetto alla resistenza totale delle arteriole (Rtota) perché i capillari sono in parallelo (e sono moltissimi). Questo paradosso si spiega considerando il numero dei vasi: Raggio: rc (capillare) < ra (arteriola) Resistenza: Rc > Ra Numero: Nc (capillari) >>> Na (arteriole) Resistenza Totale: Rc/Nc < Ra/Na quindi Rtotc < Rtota In un sistema in parallelo, la resistenza totale è pari a R/n (resistenza di ogni vaso fratto il numero dei vasi). Principio di Leonardo e Velocità del Flusso In un condotto ristretto (come l'aorta), esiste una relazione di proporzionalità indiretta tra l'area della sezione e la velocità del flusso: dove l'area è minore la velocità è maggiore. Capillari: Essendo più numerosi la loro area totale è maggiore di quella dell'aorta, e quindi la velocità del flusso è bassa (permettendo lo scambio di nutrienti e gas). Aorta: L'aorta avendo un area di sezione minore rispetto all'area totale dei capillari, ha una velocità del flusso sanguigno elevata. Regolazione Locale della Resistenza Vascolare Le arteriole hanno un ruolo cruciale nella regolazione locale del flusso: Controllo Indipendente: Le arteriole nei vari distretti possono regolare il proprio calibro in modo indipendente rispetto alle altre arteriole.  Segnali Chimici: I tessuti che lavorano di più producono segnali chimici che causano vasodilatazione locale, aumentando il flusso di sangue. Questo è utile per esempio durante la digestione, dove il flusso di sangue aumenta nello stomaco. Resistenza e Flusso: La regolazione locale della resistenza consente di distribuire il flusso sanguigno in base alle necessità metaboliche dei diversi distretti, senza alterare significativamente la pressione arteriosa generale. Distribuzione del Flusso Sanguigno ai Diversi Organi Ripartizione del Flusso: La gittata cardiaca non è distribuita equamente tra gli organi a riposo. Cuore: Riceve una quota sproporzionatamente alta (5%) della gittata cardiaca rispetto alla sua massa (1%), a causa di fattori metabolici locali che mantengono le arteriole dilatate. Reni: Ricevono una grande quantità di sangue rispetto alla loro massa, a causa della loro bassa resistenza di ingresso e della necessità di filtrare un grande volume. Flusso a Riposo e Durante l'Esercizio Riposo: La ripartizione del flusso è influenzata dalle resistenze di ingresso dei vari distretti. Esercizio: I muscoli in attività dilatano le proprie arteriole per ricevere più sangue e soddisfare le richieste metaboliche.