Fluxul de sange este proportional cu diferenta de presiune dintre capetele unui vas .
K = conductanta hidraulica = reciproca rezistentei = 1/R .
Qº = K ( P1 – P2 ) ; Qº = flux = cantitate de sange ; Qº = (P1-P2) / R , unde P1 = presiunea arteriala medie , P2 = presiunea venoasa centrala » 0 mmHg , R = rezistenta totala periferica , Q = debit .
Q = Pa / R ( Pa este presiunea arteriala ) . Q = 100 ml / min , P1 = 100 mm Hg , Þ R arteriala = 1 , pentru circulatia sistemica .
Pentru circulatia pulmonara avem : P1 = 16 mmHg , P2 = 2 mmHg Þ DP = 14 mmHg ; Q = 100 ml / min Þ R = 14 / 100 = 0,14 .
Fluxul sanguin poate creste daca presiunea creste si R se modifica .
In circulatie , valoarea P este aproximativ constanta , deci debitele la diferite tesuturi sunt modificate prin variatii de R , ce creste cand vasele se contracta si scade cand vasele se relaxeaza .
Structura vaselor – cu exceptia capilarelor sunt alcatuite din tunici :
1. Intima – stratul cel mai intern
2. Media
3. Adventicea
1. Intima – este formata dintr-un strat de celule endoteliale turtite , dispuse pe un strat subtire de tesut conjunctiv . Aceasta tunica este prima bariera pentru proteinele plasmatice , avand un rol important in secretia de substante vasoactive . Din punct de vedere mecanic este o tunica slaba .
2. Tunica medie – este formata din fibre musculare dispuse circular si invelite in matrice de elastina si fibre de colagen . Ea confera rezistenta si forta de contractie .
Stratutrile de elastina alcatuiesc o lamina interna si o lamina externa ce stabilesc granitele tunicii medii .
3. Adventicea – este alcatuita din tesut conjunctiv . Nu are o limita externa precisa . In arterele mari , la nivelul adventicei exista vasa vasorum al carei rol este de a hrani arterele .
Clasificarea functionala a vaselor
1. Artere elastice
Au diametrul de 1-2 cm . Acestea sunt : a. pulmonara , aorta si ramurile ei . Aceste aa. au peretii distensibili pentru ca media lor este foarte bogata in elastina si permite aa. mari sa se expansioneze si sa primeasca volumul bataie in timpul ejectiei , iar in diastola sa revina la forma lor initiala .
In alcatuire lor mai intra si colagen , ce este de 100 de ori mai eficient ca elastina , el prevenind supradistensia .
2. Artere musculare
Au diametrul de 0,1 – 1 cm . Acestea sunt : a. poplitee , a. radiala , aa. cerebrale , aa. coronare . A. musculare sunt artere de R joasa .
Media are fibre musculare in cantitati crescute . Aceste fibre au o importanta inervatie autonoma , putandu-se contracta sau relaxa . Capacitatea de contractie este foarte importanta din punct de vedere fiziologic , pentru ca in situatii limita poate salva viata .
3. Vase de rezistenta
Confera cea mai mare rezistenta . Acestea sunt aa. foarte mici ( diametrul de 100 – 500 m ) si arteriolele ( diametrul mai mic de 100 m ) .
Vasele de rezistenta proximale au peretii mai grosi si sunt bogat inervate de nn. vasoconstirctori .
Metarteriolele ( arteriolele terminale ) au diametrul de 10 – 40 m . Acestea sunt slab inervate si au doar 1-3 straturi de fibre musculare .
Rezistenta crescuta este conferita de nr. relativ scazut al acestor vase si de diametrul lor mic , la nivelul acestora avand loc cea mai mare pierdere de presiune .
Aceste vase functioneaza ca supape ale circulatiei , crescand sau scazand fluxul local in functie de necesitati : cand se dialta , R scade Þ fluxul creste , iar cand se contracta , R creste Þ fluxul scade .
4. Vase de schimb
Acestea sunt capilarele . Au diametrul 4-7 m si sunt foarte numeroase .
Schimburi mai pot exista si la nivelul arteriolelor terminale si venulelor postcapilare .
Peretele capilar are doar un singur strat de celule endoteliale , avand o grosime de 0,5 m ce faciliteaza transportul rapid al metabolitilor .
Desi sunt foarte inguste , totusi R nu este crescuta pentru ca nr. lor este foarte mare . De asemenea , suprafata lor de sectiune este foarte mare pentru ca nr. lor este foarte mare Þ viteza de circulatie scade .
Velocitatea este raportul intre debit , flux si suprafata de secctiune . Velocitatea este de 200 ori mai mica decat in aorta .
5. Anastomoze arterio-venoase
In unele tesuturi : piele , mucoasa nazala , ureche , exista vase cu diametrul de 130-150 m ce conecteaza arteriolele cu direct cu venule , scurt-circuitand capilarele . Peretele lor este bogat inervat si este semipermeabil .
La nivelul pielii au rol in termoreglare .
6. Venule
Au diametrul de 50-200 m si peretele foarte subtire . La nivelul membrelor poseda valvule semilunare ce previn curgerea retrograda a sangelui .Venulele mari , venulele capului si gatului nu au aceste valvule .
Venele contin » 2/3 din sangele circulant .
Venulele sunt denumite vase de capacitanta . Ele se pot expansiona si colaba usor si pot actiona ca un rezervor variabil .
Complianta
Este raportul dintre DV si DP . Se studiaza pe curba P , V . Exista diferente ale acestor curbe in sistemul arterial si cel venos .
In sectorul arterial V = 750 ml si P = 100 mmHg .O scadere mica a volumului arterial duce la o pierdere foarte mare de presiune .
In sectorul venos V = 2500 ml . Cand volumul creste , creste si presiunea , complianta fiind de 24 ori mai mare decat complinta din sectorul arterial , iar distensibilitatea de 8 ori mai mare .
Stimularea simpaticului in ambele teriotorii duce la crestere a presiunii pentru orice volum de sange , iar inhibarea simpaticului scade presiunea in ambele teritorii .
HEMODINAMICA IN ARTERE
Presiunea arteriala este oscilatorie .
Diferenta dintre presiunea sistolica si presiunea diastolica = presiunea pulsului ( Pp ) . Aceasta presiune ( presiune diferentiala ) depinde de :
– volumul bataie ( Vb ) – presiunea pulsului este direct proportionala cu volumul bataie
– complianta sitemului arterial – presiunea pulsului este invers proportionala cu complianta .
Pp = Vb / C
Complianta normala ( la o presiune normala ) este de 2 ml / 1 mmHg pentru adultul tanar . Aceasta complianta nu este constatnta , putand fi influentata de 3 factori :
1. Rapiditatea ejectiei – scade C pentru ca peretele arterial este un material vasco-elastic si are nevoie de un anumit timp pentru a se expansiona . In cursul efortului fizic , Pp creste mai mult comparativ cu Vb pentru ca scade timpul disponibil pentru relaxarea vascoasa a peretilor arteriali .
2. Varsta – inaintarea in varsta este asociata cu procesul de arterioscleroza ce duce la intarirea peretelui arterial prin procesul de fibroza.
Pp este cea mai simpla modalitate de a evalua Vb . Pp se propaga cu viteza de 4-5 m/s la tineri si cu 10 m/s la cei in varsta .
Exista diferente intre viteza de propagare a pulsului si viteza sangelui . Sangele este incompresibil si cand intra in aorta proximala trebuie sa-si creeze un spatiu . Acest lucru este realizat prin distensia aortei ,, iar presiunea creste si prin impingerea sangelui ce ocupa spatiul de care sangele ejectat are nevoie .
Pp creste pana la nivelul celei de-a 3 -a generatie de artere : de exemplu pana la a. temporala , dupa care Pp scade pentru ca scade viteza si complianta .
Presiunea arteriala medie
Este suma valorilor presionale inregistrate msec. cu msec. intr-un anumit timp .
Presiunea arteriala , Pa = Pd + Pp / 3 » 90 mmHg ; Pd = presiunea diastolica . Presiunea normala este 120 cu 80 la indivizii tineri .
Exista variatii ale a Pa date de varsta . Presiunea creste cu varsta datorita procesului de arterioscleroza . In somn Pa scade . Teama , emotia , stimulii durerosi , cresc Pa . Efortul fizic modifica Pa , dar totul depinde de intensitatea efortului :
– efortul fizic de intensitate mica , in exerciii usoare , Pa scade datorita scaderii K ( conductanta hidraulica ) .
– efortul fizic moderat , Pa creste .
De asemenea , gravitatia influenteaza valoarea Pa :
– vasele de sub nivelul inimii au Pa crescuta – aa. picioarelor au o Pa de 180 mmHg
– vasele de deasupra au Pa scazuta – vasele cerebrale au o Pa de 60 mmHg .
Alte modificari apar in schimbarea pozitiei corpului : de la clinostatism la ortostatism duce :
– la o scadere tranzitorie a presiunii
– apoi presiunea creste progresiv ajungand la valori mai mari decat valoarea initiala din clinostatism .
Cand persoana se ridica , sangele este acumulat in membrele inferioare Þ scade returul venos Þ scade Vb Þ scade Pa Þ scade Pp . Scaderea Pa actioneaza la nivelul baroreceptorilor din sinusul carotidian ce are ca urmare diminuarea tonusului vagal si cresterea tonusului simpatic Þ creste foarta de contractie , apare vasoconstrictia cu cresterea rezistentei periferice , creste frecventa cardiaca Þ creste Vb Þ creste debitul cardiac . Vasoconstrictia produce cresterea R periferice ceea ce duce la cresterea Pa .
Aceste modificari readuc valorile presionale la normal , chiar daca le creste cu 10-15 mmHg .
Pa variaza cu respiratia : la fiecare inspiratie , Pa scade cu cativa mmHg Þ Vb creste pe Vd si scade pe Vs .
Manevra VALSALVA – expiratie cu glota inchisa in cursul acceselor de tuse , la ridicarea de greutati .
Prin aceasta manevra se obtin 4 faze :
1. Cresterea presiunii intratoracica ceea ce duce la cresterea Pa prin comprimarea aortei .
2. Presiunea incepe sa scada pentru ca returul venos este diminuat . Aceasta scadere a presiunii la un moment dat se stabilizeaza pentru ca sunt stimulati barorecetorii ce determina cresterea tonusului simpatic Þ vasoconstrictie Þ creste R Þ creste frecventa cardiaca si presiunea se stabilizeaza .
3. La intreruperea acestei manevre , presiunea scade si mai mult .
4. Cresterea presiunii datorita ameliorarii intoarcerii venoase . Concomitent cu cresterea presiunii apare si bradicardia care este foarte importanta pentru ca este un test de diagnostic pentru afectiuni ale sistemului nervos autonom ( scaderea eficacitatii baroreceptorilor Þ indivizii au in faza 2 presiunea scazuta fara posibilitatea stabilizarii , iar in faza 4 nu apare bradicardie ) .
In graviditate , presiunea scade in trimestru I , atingand valori minime la sfarsitul celui de-al 2 -lea trimestru datorita nivelului crescut de estrogeni si progesteron . Creste sinteza de substante vasodilatatoare .
Apare sindromul utero-cav al graviditatii ce apare la gravidele care stau pe spate : ameteli , slabiciune , greata , pierderea constientei . De aceea gravida trebuie sa stea pe o parte .
MICROCIRCULATIA
Cele mai mici artere se ramifica in arteriole de ordin I ce au peretele muscular inervat de nn. simpatici . Arterioalele se continua cu arteriolele terminale ( metarteriole ) ce contin putine fibre vasomotorii . Metaarteriolele dau nastere unui grup de capilare .
Tonusul musculaturii netede in arteriola terminala determina daca grupul de capilare este bine perfuzat cu sange( capilare deschise ) sau inchise ( capilare inchise ) .
Structura vaselor de schimb
Vasele de schimb sunt : capilarele , arteriolele terminale , venulele postcapilare .
Exista 3 tipuri ultrastructurale de capilare :
1. Continue
2. Fenestrate
3. Discontinue
1. Capilarele continue
Exista in muschi , , piele , plamani , tesut conjunctiv , sistem nervos .
Circumferinta lor este alcatuita din 1-3 celule endoteliale asezate pe o membrana bazala . Peretele celulelor are grasime mica si permite usor schimburile . Schimburile se pot face prin :
– vezicule de schimb
– jonctiuni intercelulare
– glicocalix = invelis subtire electronegativ alcatuit din sialoglicoptroteine si GAG ( hepran sulfatul ) , cu rol de sita macromoleculara .
2. Capilare fenestrate
Sunt mai permeabile pentru H2O si molecule hidrofilice mici .
Localizare in glomerulul renal , in glandele endocrine , plex coroid , mucoasa intestinale , sinoviala .
Endoteliul este perforat de fenestre ( orificii mici circulare ce reprezinta calea principala prin care H2O si metabolitii traverseaza peretele capilar . Fenestrele sunt obturate de o membrana foarte fina numita diafragma ce are aspect de roata cu spite , perfoata de 14-15 aperturi . In capilarele renale nu exista acest diafragm .
3. Capilarele discontinue ( sinusoidale )
Au gap-uri intercelulare cu diametrul 100 nm . Permite trecerea unor molecule mari de tip proteic . Aceste capilare apar in teritorii unde eritrocitele trebuie sa migreze intre sange si tesuturi : maduva osoasa , ficat , splina .
Exista mai multe cai prin care se pot face schimburile :
– moleculele lipofilice mici ( H2O , glucide , aminoacizi mici ) trec prin fenestre sau prin jonctiunile intercelulare .
– moleculele mari lipofolice ( proteinele ) folosesc un transportor vezicular sau canale transendoteliale .
– proteinele – trec pringap-uri intercelulare .
Difuziunea poate fi :
1. Libera – dupa legea lui Fick – depinde de diferenta de concentratie de o parte si de alta a membranei , de grosimea membranei , de coeficientul de difuziune , de suprafata membranara . ys = – D S x DC / Dx ,
ys = rata difuziunii , Dx = grosimea membranei , S = suprafata , DC = diferenta de concentratie , D = coeficientul de difuziune ce depinde de : temperatura , gruetatea moleculara , marimea moleculei . D este invers proportional cu radacina cubica a greutatii moleculare a substantei solide .
2. La nivelul membranei
Ys este mai scazut pentru ca S este mic ( asta din cauza ca difuziunea se face doar la nivelul porilor ) . Distanta pe care se face difuziunea este mai mare pentru ca majoritatea porilor au o directie oblica .
Reglarea microcirculatiei
Fluxul sanguin la nivelul unui tesut este dependenta de rata metabolismului . Producerea de metaboliti produce relaxarea vasculara ceea ce duce la o perfuzie locala crescuta .
Acest proces de crestere a perfuziei in tesuturile in activitate se numeste vasodilatatie metabolica sau hiperemie functionala .
Factorii care intensifica acest proces :
– K eliberat de muschii in activitate sau de neuronii activi inca .
– hipoxie locala
– acidoza determina eliberarea de Co2 si de acid lactic .
– produsii de degradare a ATP : adenozina si fosfat anorganic .
Importanta reglarii a fiecarui factor difera de la un tesut la altul . De exemplu :
– vasele cerebrale sunt sensibile la H si K .
– vasele coronare sunt mai sensibile la adrenalina si hipoxie .
Mecanismul de actiune a metabolitilor vasodilatatori
1. Hiperpolarizarea cu inchiderea canalelor de Ca dependente de voltaj . Depolarizarea creste probabilitatea deschiderii canalelor de Ca , iar hiperpolarizarea scade probabilitatea deschiderii canalelor de Ca .
Dar hiperpolarizarea depinde de activarea canalelor de K ( deci de iesirea K din celula ) , iar aceasta activare apare cand scade concentratia de ATP .
Canalele de K se mai pot deschide si cu ajutorul unor substante : pinocidin si cromakalin , ce sunt folosite ca vasodilatatoare . Prin aceste substante actioneaza adezina , VIP ( vasoactive intestinal peptide ) , hipoxia si acidoza .
2. Cresterea concentratiei de AMPc
AMP-ul are actiune indirecta , activand o proteinaza ce creste activitatea ATP-azei ciclice de la nivelul membranei celulare a musculaturii netede si de la nivelul reticulului endoplasmic .
Se presupune ca AMPc scade capacitatea de deschidere a canalelor reticulului sarcoplasmic .
Toate aceste mecanisme scad concentratia de Ca intracelular .
Prin aceste mecanisme pot actiona : histamina , adenozina , VIP , adrenalina prin receptorii b2 de la nivelul vaselor muschiului scheletic .
3. Vasodilatatia mediata de GMPc
Actiune vasodilatatoare mediata de GMPc au :
– oxidul nitric ( NO )
– ANF
– bradikinina
NO si ANF difuzeaza in citoplasma si activeaza guanilat ciclaza ce transforma GMP in GMPc . Mecanismul nu este cunoscut foarte bine .
4. Se poate considera si un al 4 -lea mecanism molecular ce nu depinde de concentratia Ca intracelular . Prin acest mecanism se scade afinitatea proteinelor contractile pentru Ca .
Se presupune ca hipoxia si AMPc ar putea actiona si prin alte mecanisme .
Functia activa a endoteliului
Endoteliul secreta substante active ( vasodilatatoare si vasoconstrictoare ) si componente structurale ( glicocalix , lamina bazala ) .
De asemenea , endoteliul are rol in hemostaza prin producerea de tromboxani A2 si factor Von Bilendarn .
La nivelul endoteliului exista o enzima de conversie ce transforma angiotensina I in angiotensina II .
Are rol in mecanismul de aparare a organismului .
Substante vasodilatatoare
Sunt de 3 tipuri :
1. EDRF
2. EDHE – factor hiperpolarizant
3. prostaciclina
1. EDRF = NO – este oxid nitric ce este rpodus sub actiunea unor agonisti , dar nu este stocat in celulele endoteliale .
Substante ce determina secretia de NO :
– substanta P
– acetilcolina
– VIP
– agregare plachetara prin serotonina si ADP
– trombina
– bradikinina
NO este produs din metarpinina sub influenta enzimei NOS . Aceasta enzima depinde de nivelul de Ca intracelular si de complexul Ca – calmodulina .
Acetilcolina are mai multe tipuri de receptori dintre care M3 se gaseste la nivelul vaselor : actioneaza prin fosfolipaza C ® proteinne Gq ® creste Ca intracelular ce creste activitatea NOS .
Productia de NO este stimulata si de stress-ul de frecare ce creste odata cu cresterea fluxului sanguin . NO difuzeaza in citoplasma celulelor musculare netede si activeaza guanilat ciclaza ce formeaza GMPc si produce relaxare .
Sinteza de NO poate fi blocata de endogeni activi ai argininei : NMMA ( monometil N- Arginina ) .
NO are functia de a inhiba agregarea plachetara si produce vasodilatatie severa in hipotensiunea ce apare in socul endotoxic .
Substante vasoconstrictoare
Cea mai importanta este endotelina , fiind cea mai puternica substanta vasoconstrictoare .
Vasoconstrictia , in general , poate dura cateva minute ; daca este realizata cu endoteline , poate dura ore .
Endotelinele sunt de 3 feluri : ET1 , ET2 , ET3 . Cea mai importanta este ET1 .
ET1 are 21 de aminoacizi .
Efectul este realizat prin interactiunea receptorilor de tip ETA si ETB . Acestia sunt legati de fosfolipaza prin proteine Gq . Efectul final este cresterea [Ca] intracelular si vasoconstrictie .
O serie de substante stimuleaza secretia de ET :
– adrenalina
– trombina
– arginin vasopresina
– angiotensina II
ET se sintetizeaza ca precursor : pre-pro-ET ® big-ET , care sub actiunea enzimei de conversie ECE se transforma in ET1 activa .
Nivelul plasmatic crescut de ET apare in :
– arteroscleroza
– infarct miocardic acut
– hipertensiune arteriala
– insuficienta cardiaca
Blocantii receptorilor de ET reprezinta o perspectiva terapeutica interesanta in afectiunile amintite . Dintre acestia amintim :
– BQ123
– bosentan – blocant al ETA si ETB . Este capabil sa scada presiunea arteriala si are efect aditiv al inhibitorilor enzimei de conversie .
Substante vasodilatatoarea ce actioneaza fara participarea endoteliului :
– nitroderivati
– papaverina
– adenozina
– prostaciclina
