introduzione alla fisiologia umana, concetto di omeostasi e sguardo ai vari apparati PDF

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Il Sangue Il sangue è un tessuto connettivo a matrice fluida, di colore rosso, che circola all’interno del distretto vascolare, ha un ph di 7.4. Abbiamo circa 5 l di sangue, composto per il 55% da plasma e 45% da elementi corpuscolati. Se la parte corpuscolare supera il 50% del volume sanguigno, si può manifestare la trombosi venosa. Il plasma è composto per circa il 90% da acqua, per il 7/8% da proteine e altri soluti per il 2%, invece nella parte corpuscolata troviamo la stragrande maggioranza di globuli rossi, poi piastrine e infine un esiguo numero di globuli bianchi. Come già sappiamo, la visoscità è l’attrito che si sviluppa tra le molecole di un fluido mentre scivolano l’una sopra l’altra, dunque maggiore è la viscosità maggiore sarà la resistenza. La viscosità del sangue è circa 5 volte quella dell’H2O. Essa è influenzata dalla concentrazione delle proteine plasmatiche e soprattutto dal numero di globuli rossi circolanti. Ora vediamo un po' di termini che sentiremo spesso durante il nostro lavoro. Parleremo infatti di ipovolemia quando c’è una riduzione del volume del sangue e nel caso contrario parleremo di ipervolemia. Definiamo invece ematocrito la % di sangue occupata dalla componente corpuscolata. L’esame ematocitometrico sarà la percentuale di volume ematico occupato essenzialmente dai globuli rossi valutato dopo centrifugazione e si parlerà di anemia o policitemia in base al valore che uscirà. La velocità con cui i globuli rossi si depositano sul fondo di una provetta è detta velocità di eritrosedimentazione ( VES ) che è bassa in condizioni normali perché tra i globuli rossi esistono delle forze di repulsione che li tengono sospesi nel plasma ma se nel sangue è alta la presenza di fibrinogeno o globuline, la Ves aumenta perché si formano degli aggregati di globuli rossi che riducono la repulsione tra di essi. Misurare la ves è fondamentale in quanto segnala la presenza di un processo infiammatorio, controlla lo stato di attività di una malattia e potrebbe individuare patologie occulte. E’ un test di primo livello perché la maggior parte dei processi anche neoplastici si associa ad un aumento sproporzionato della ves. Essa potrebbe anche essere indice di malfunzionamento del nostro organismo, aumenta durante la gravidanza, durante il ciclo mestruale o semplicemente con l’aumentare dell’età. Se però il suo valore si presenta anomalo in pazienti che non presentano febbre, brividi, cefalea ecc. è utile eseguire altre indagini. Però dobbiamo anche dire che questo esame è altamente aspecifico in quanto spesso anche un valore normale di ves non deve escludere la presenza di una malattia grave. Fatto questo excursus è bene dire quali sono le proprietà del sangue: -Trasporto di sostanze come gas respiratori, enzimi, ormoni, sostanze di nutrizione -termoregolazione, in quanto può trattenere il calore ed eliminarlo verso l’esterno -trasporto veloce delle cellule del sistema immunitario. Tutte le cellule presenti nel sangue derivano da un unico tipo di cellula precursore, ossia la cellula staminale emopoietica pluripotente che si trova nel midollo osseo. Dunque definiamo emopoiesi quel processo che inizia già durante lo sviluppo embrionale e presenta le seguenti fasi: inizialmente c’è una cellula staminale totipotente in grado di differenziarsi in cellule della serie bianca o rossa ( emocitoblasto), proeritroblasto in cui sono presenti tutte le componenti cellulari, eritroblasto basofilo dove inizia a formarsi l’emoglobina, reticolocita che non ha nucleo e dopo un periodo di maturazione diventa un globulo rosso ( essi sono presenti nel nostro sangue e nel caso di una anemia si trasformano in globuli rossi). Ora analizziamo la componente corpuscolata del sangue. I globuli rossi sono tantissimi,5 milioni circa ogni mm cubo di sangue. Sono i più numerosi e sono fatti da acqua, emoglobina e varie sostanze organiche e non hanno nucleo proprio per massimizzare il contenuto di emoglobina. Hanno la forma a disco biconcavo che si adatta perfettamente al trasporto dell’emoglobina e quindi anche dell’O2 ed è utile per far passare il globulo rosso attraverso capillari particolarmente piccoli. La loro forma è malleabile, infatti la forza esercitata dal sangue modifica la sua forma in modo che essi possano transitare in vasi piccolissimi. L’aumento dei globuli rossi è detto policitemia, la quale può essere relativa quando non è il numero di globuli rossi che varia ma vi è una diminuzione della componente plasmatica come ad esempio nella

disidratazione, primaria nel caso di alcune neoplasie del midollo spinale, tumori ecc. quando aumenta il numero di globuli rossi senza che ci siano stimoli per farli aumentare, secondaria se accade durante la gravidanza, lo stress, in base al sesso perché il maschio ne ha più della donna quindi si può dedurre che gli ormoni androgeni abbiano molto probabilmente un effetto stimolante per quanto riguarda la produzione di globuli rossi. Il principale ormone stimolante l’eritropoiesi è l’eritropoietina ,che stimola la produzione di proeritroblasti all’interno del midollo rosso. Il tempo impiegato dall’eritropoietina ad aumentare il numero di globuli rossi è di circa 7-8 gg e lo stimolo è rappresentato da una carenza di O2 nel sangue arterioso che arriva al rene, il quale fa aumentare questo ormone e induce produzione di eritrociti. Tra le cause ricordiamo l’altitudine, l’esercizio fisico ma anche patologie cardio respiratorie. Come abbiamo detto in precedenza, una diminuzione dei globuli rossi si chiama anemia e più precisamente con questo termine si intende una diminuita capacità di trasporto dell’ossigeno da parte del sangue ed è caratterizzata da un abbassamento del valore ematocrito. Tale fenomeno però può anche avvenire quando diminuisce la quantità di emoglobina pur restando invariato il numero di globuli rossi. Tra le cause ricordiamo la perdita di sangue in primis ma anche difetti ereditari come ad esempio anemia falciforme, difetti di membrana oppure una eredità acquisita e quindi farmaci, infezioni parassitarie o malattie autoimmuni, ancora tra le cause ci può essere anche una alimentazione sbagliata con carenza di ferro, acido folico, vitamina B12. Per quanto riguarda il ferro dobbiamo spendere due parole. L’organismo necessita di un apporto giornaliero di ferro in quanto ne vengono persi circa 1-2 mg/die a causa delle cellule perse con la disquamazione dell’epidermide quindi andrebbero assunti tramite cibo circa 15-20 mg/die di Ferro per garantire quanto detto sopra. L’assorbimento del ferro avviene per trasporto attivo dal lume intestinale agli enterociti. L’emoglobina è costituita da una componente proteica che è la globina e da una non proteica ossia l’eme. La globina è fatta da quattro catene polipeptidiche che negli adulti sono due alpha e due beta mentre nel feto sono diverse in quanto c’è maggiore affinità con l’ossigeno. Ognuna delle quattro catene porta con sé un gruppo eme per cui una molecola di emoglobina è fatta da quattro gruppi eme. Ogni gruppo eme è fatto da quattro gruppi azotati non proteici legati ad un atomo di Fe quindi ogni molecola di emoglobina può trasportare al max 4 molecole di O2. L’emoglobina è un pigmento e appare rossa quando legata all’O2 e bluastra; la sua capacità di trasporto è di 20 ml di O2 per 100 ml di sangue e può legarsi anche alla CO2, infatti contribuisce a portare questo gas verso i polmoni. Dove la pressione aumenta ,essa riesce a legarsi con facilità ( nei polmoni ) invece dove è molto bassa la pressione, essa cede volentieri l’ossigeno ( nei distretti periferici).La saturazione massima, in condizione fisiologiche, è del 97.5% dove la pressione parziale di O2 è pari a 100,invece nei tessuti dove la pO2 è di 40 mmHg, la percentuale di saturazione si abbassa dal 97.5 al 75%.Come abbiamo già detto prima , l’emoglobina può trasportare anche anidride carbonica, ioni idrogeno, monossido di carbonio e monossido di azoto. Sul globulo rosso maturo sono presenti degli enzimi non rinnovabili di importanza cruciale e sono gli enzimi glicolitici e l’anidrasi carbonica. I primi sono necessari per generare l’energia necessaria per alimentare i meccanismi di trasporto perché il globulo rosso non è capace di utilizzare l’ossigeno perché non hanno mitocondri; l’altro enzima utile è il difosfoglicerato, che è un composto che si concentra sui globuli rossi, agganciandosi alle catene beta compattandole e riducendo dunque l’affinità per l’ossigeno. Il legame tra questo enzima e l’emoglobina avviene quando essa si trova nella forma deossigenata, mentre viene sciolto a livello polmonare dal legame dell’emoglobina con l’ossigeno. Tale enzima non può legarsi all’emoglobina fetale poiché essa è priva delle catene Beta con cui esso lega ed ecco perché l’emoglobina fetale ha maggiore affinità per l’ossigeno rispetto all’emoglobina del nato.

L’anidrasi carbonica invece catalizza la reazione che porta alla conversione della CO2+H2O in ioni bicarbonato e quindi è la forma principale di trasporto della CO2 nel sangue. La vita del globulo rosso è di circa 120 giorni; tale brevità è dovuta al fatto che esso non ha nucleo, quindi non può sintetizzare proteine necessarie per la riparazione e non riesce a procurarsi energia necessaria per il funzionamento delle pompe Na/K, dunque in fin di vita perde la capacità di mantenersi in equilibrio osmotico con il plasma, si rigonfia e

diventa uno sferocita, stimolando i macrofagi. La maggior parte della distruzione dei globuli rossi avviene a livello del fegato e della milza, quest’ultima ha anche la funzione di rimozione dal flusso sanguigno dei globuli invecchiati e anche funzione di serbatoio. Quando un globulo rosso viene distrutto, le catene globuliniche possono essere trasformate in un pool di amminoacidi riutilizzabili dall’organismo.

Il Plasma è un liquido limpido, di colore giallo paglierino, che trasporta sostanze solubili e sostanze non solubili. Se c’è emolisi, apparirà di colore rosso e questo può essere dovuto ad un prelievo fatto male ma anche a patologie più serie. Come abbiamo detto più su, all’interno del plasma troviamo le proteine plasmatiche le quali hanno varie funzioni tra cui trasporto di sostanze, regolazione della pressione osmotica, mantenimento del pH, regolazione della viscosità del sangue. Tutte queste proteine sono sintetizzate a livello epatico ad eccezione degli anticorpi. Le suddividiamo in varie classi: -Albumine, sono le più piccole e le più numerose, importanti perché si legano a molte sostanze -Globuline, hanno dimensioni intermedie e si dividono a loro volta in α che si legano a numerose sostanze come ad esempio ormoni tiroidei, ferro e β che fanno lo stesso. Poi ci sono le γ dette immunoglobuline, altamente specifiche. -Fibrinogeno, che è uno dei fattori della coagulazione. Se queste proteine diminuiscono, in un digiuno prolungato, l’H2O tende a passare dal lume dei vasi negli interstizi provocando edemi e poiché la pressione osmotica è determinata dal numero di proteine e non dalla dimensione, essendo le albumine le più numerose, hanno il principale ruolo nella regolazione della pressione osmotica. Poi soprattutto il fibrinogeno interviene nella coagulazione del sangue. Tutte le proteine sopracitata, insieme alla restante parte di componente corpuscolata, sono fondamentali nel determinare la viscosità del sangue. Evitano, legandosi agli ormoni, o ne ritardano la degradazione. Gruppi sanguigni: Sulla membrana del globulo sono presenti delle proteine che sono diversi anche tra individui della stessa specie; ogni soggetto produce degli anticorpi contro gli antigeni dei globuli rossi che non possiede. Ci sono svariati gruppi sanguigni ma noi menzioniamo il gruppo AB0. I soggetti del gruppo A hanno anticorpi anti-b, i soggetti gruppo B hanno anticorpi anti-a e i soggetti di gruppo 0, ossia quelli che non hanno antigeni sul loro globulo rosso, hanno anticorpi sia anti a che anti b. Singolare è il caso dei soggetti di gruppo AB che non possiedono nessun tipo di anticorpo. Come reagisce un soggetto ad una trasfusione di sangue non compatibile? Se ad un soggetto di gruppo 0 viene effettuata per errore una trasfusione con sangue A, si verifica una reazione immunitaria: gli anticorpi anti A si legano ai globuli rossi trasfusi facendoli ammassare in una reazione detta agglutinazione. Dopo tutto questo che abbiamo detto possiamo già capire che un soggetto con gruppo AB è ricevitore universale, invece un soggetto di gruppo 0 è donatore universale. C’è poi il fattore Rh che o ce l hai o non ce l hai, cioè è un antigene che si trova sempre sul globulo rosso ma non in tutti gli individui e definiamo Rh+ quando è presente ed Rh- quando non c’è. Se durante una trasfusione introduciamo sangue Rh+ ad un individuo Rh-, la prima volta non ci saranno problemi ma la seconda sì perché ci sarà una reazione immunitaria. Se una madre Rh- è gravida di un feto Rh+, al momento del parto, quando il sangue fetale si può mescolare a quello materno, si ha la sensibilizzazione della madre al fattore Rh quindi c’è solo il riconoscimento dell’aggressore ma non l’attacco, il quale subentra nella seconda gravidanza se si verificano le stesse condizioni ma si risolve con una proteina che ferma la produzione di anticorpi anti Rh, impedendo che il sistema immunitario materno entri in contatto con il fattore rh del bimbo. Le piastrine sono frammenti cellulari prodotti nel midollo osseo a partire dai megacariociti che vanno incontro a frammentazione creando appunto le piastrine. Sono più piccole di globuli rossi e non hanno nucleo, ma il loro citoplasma contiene mitocondri, reticolo liscio e molti granuli pieni di proteine della

coagulazione e citochine. Vivono in media 10 gg e sono in circolo sempre ma si attivano solo se c’è un danno. Quando parliamo di emostasi intendiamo tutti quei meccanismi che intervengono per bloccare una emorragia, consiste in varie fasi: -Retrazione vasale, quando un vaso viene leso ,le sue pareti tendono a collabire; sotto lo stimolo diretto di metaboliti liberati dai tessuti danneggiati ,le cellule muscolari lisce del vaso si contraggono riducendo l’emorragia; -Fase piastrinica, caratterizzata dall’azione delle piastrine le quali, normalmente, non aderiscono alla superficie dei vasi in quanto un vaso integro presenta sulla sua superficie un film proteico che lo rende molto liscio e di difficile ancoraggio per le piastrine, ma se il vaso subisce un danno perde tale film e il collagene sottostante, viene a contatto con il sangue. Le cariche negative del collagene esposto e l’adp liberato dalle cellule stimolano l’aggregazione piastrinica e la loro adesione sulla superficie di lesione. Un altro fattore che facilita questo fenomeno è il flusso del sangue che, a livello della lesione vasale, da laminare diventa turboleto avvicinando le piastrine alle pareti del vaso. Dunque le piastrine, attivate, liberano le sostanze contenute al loro interno tra le quali anche una certa quantità di adp e trombossani che stimolano ancor di più la formazione dell’aggregato piastrinico che inizialmente è detto trombo bianco il quale, se il vaso è piccolo, può essere sufficiente per fermare l’emorragia altrimenti si dovrà formare un coagulo. Dunque la -coagulazione è il processo in cui il sangue forma un coagulo gelatinoso ed è un processo fatto da una serie di reazioni a cascata che precede la formazione dell’attivatore della protrombina, la quale si trasforma in trombina, la quale attiva il fibrinogeno in fibrina che diventerà un polimero. Dopo circa un ora dalla formazione del coagulo, monomeri di actina e miosina formano dei filamenti spessi e sottili che provocano la contrazione del coagulo riducendo la lesione. Quando il vaso viene riparato, le cellule endoteliali rilasciano dei fattori attivatori del plasminogeno e lo convertono in plasmina, i lisosomi andranno a -lisare il coagulo. Esistono poi degli anticoagulanti che possono essere fisiologici come ad esempio l’antitromboplastina, antitrombina, eparina e quest’ultima è molto importante soprattutto perché innesca le prime due, e poi terapeutici come edta e citrato di sodio. Ora analizziamo i globuli bianchi per terminare il sangue. Essi fanno parte del complesso difensivo dell’organismo che prende il nome di immunità infatti gli esseri viventi sono continuamente esposti a tutta una serie di microrganismi che ne minacciano la salute e per difendersi essi possiedono una serie di cellule specializzate dette appunto globuli bianchi o leucociti i quali attaccano i microrganismi patogeni in 2 modi: attaccando e distruggendo direttamente oppure formano anticorpi e linfociti specializzati che attaccano in moto specifico ma molto efficace. Sono relativamente pochi, infatti nell’uomo sono 5000-7000 per ogni mm3 di sangue ma tale numero può aumentare in seguito a diversi fattori, come ad esempio la presenza di un processo infettivo ma può anche diminuire nelle fasi iniziali di alcune malattie virali es intossicazione. Complessivamente però il corpo possiede più globuli bianchi che rossi perché mentre questi ultimi sono presenti solo nel sangue, la maggior parte dei globuli bianchi sta nei tessuti dove formano una rete di protezione per difendere l’organismo. Siamo soliti dividerli in due classi: granulociti e non granulociti. I granulociti contengono grossi granuli e si dividono in neutrofili, i quali sono quelli più abbondanti (50-60%) e nella loro vita inglobano ed uccidono da 5 a 20 batteri, vivono circa 48h e rilasciano i pirogeni responsabili della febbre; basofili che sono rari in circolo e i loro granuli contengono eparina coinvolte nella risposta allergica, eosinofili (1-5%) vivono per circa 10-12 h. Tra i non granulociti abbiamo i linfociti che mediano la risposta immunitaria acquisita dell’organismo, rappresentano il 20-30% di tutti i globuli bianchi, sono per lo più presenti nei tessuti linfatici; i monociti sono i precursori dei macrofagi tissutali, non molto comuni e restano in circolo solo 8h circa fino alla loro definitiva collocazione nei tessuti, quando escono dal circolo quindi diventano macrofagi e riescono a spostarsi tra i vari tessuti; sono gli spazzini del nostro corpo in quanto riescono ad inglobare anche 100 batteri ,presentano l’antigene e svolgono un ruolo importante nell’immunità acquisita. Quasi tutti i globuli bianchi si originano dalle cellule staminali nel midollo osseo e successivamente vengono rilasciati nel sangue, ma fanno eccezione i linfociti che si originano in parte da

colonie localizzate nei tessuti linfoidi come i linfonodi, milza, timo, tonsille i quali sono collocati strategicamente per intercettare i microrganismi invasori prima che essi abbiano la possibilità di disperdersi nell’organismo (es i linfociti presenti nelle tonsille sono localizzati in posizione vantaggiosa per reagire ai microrganismi inalati). I potenziali patogeni che riescono ad accedere alla linfa vengono filtrati attraverso i linfonodi dove sono esposti ai linfociti e ai macrofagi. Sistema immunitario: è il sistema responsabile della difesa dell’organismo contro sostanze estranee e della rimozione di materiali non più utili all’organismo. La risposta immunitaria può essere aspecifica se non è rivolta contro un bersaglio specifico, è presente fin dalla nascita ed ha inizio nel giro di pochi minuti, come ad esempio l’infiammazione; specifica o adattativa è quella diretta verso bersagli specifici e può richiedere anche alcuni giorni. Esiste poi una immunità definita innata costituita dalle barriere chimico fisiche, interferone, sistema del complemento, processo infiammatorio. Le barriere chimico fisiche sono costituite da quelle componenti dell’organismo come lo strato cheratinoso della cute, le lacrime, secrezioni urinarie che con una azione fisica o chimica impediscono agli agenti patogeni di penetrare dentro; sulla cute sono sempre presenti i batteri, non patogeni, che hanno il compito di proteggerla entrando in competizione con quei batteri che potrebbero rivelarsi patogeni ed è per questo che va mantenuto il pH della cute leggermente acido, lavaggi troppo frequenti o sbagliati possono causare dei danni causando l’ingresso di batteri patogeni; l’interferone è un insieme di proteine antivirali in grado di rendere resistenti le cellule ai virus, in un certo senso le preparano alla difesa. Esempio: una cellula attaccata da un virus produce interferone il quale va ...