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 aCai 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