Cuore matto, matto da intubare

Ti hanno mai detto che hai un cuore "di pietra"? Dopo questo articolo potrai dire di avere un sistema cardiovascolare paragonabile ad un impianto idraulico. Non ti avevo detto che sarebbe andata meglio.


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Billy spero tu abbia ammirato l’eclissi venerdì 20 marzo e che abbia protetto i tuoi bulbi oculari (di cui ti è stato così diligentemente spiegato proprio qui il funzionamento!) perché io proprio non ho potuto farlo visto che ero occupata a portare a termine il mio 56esimo giorno di sessione d’esame. Mi auguro tu abbia colto l’occasione per riflettere e conseguentemente comprendere quanta poesia e quanta armonia si celi quotidianamente ed isotropicamente intorno ai tuoi occhi; in ogni sfumatura del reale esiste una simmetria latente, perfetta.

Sai cosa c’è di più piacevole del sublime senso di impotenza che causa così tanta bellezza?
Comprenderla.

Quelli che s’innamorano di pratica senza scienza son come il nocchiere, che entra in naviglio senza timone o bussola, che mai ha certezza dove si vada.

Leonardo da Vinci

Proprio introducendoci con una frase di un pioniere del progresso e dello studio riguardo ciò che andremo a trattare vorrei iniziare a parlarti di cosa io credo sia paradigmatico di quel pizzico di equilibrio che la natura sparge in ogni sua opera.

Sei tu amico mio.
Beh… forse non proprio tu.. forse forse non sei esattamente l’esempio migliore… c’è da dire  che se non  tutte le ciambelle escono col buco nemmeno tutti i Billy possono nascere Ballo!
Volevo ad ogni modo soffermarmi oggi sul corpo umano e sul suo sempre uguale e perpetuo macchinare.

Il corpo umano può essere infatti in campo biologico paragonato, senza forzature, ad una vera e propria macchina; basti pensare al movimento, all’inconscio contrarsi di un muscolo agonista per muovere un arto ed il consequenziale contrarsi del suo antagonista per tornare alla posizione iniziale, al dilatarsi di una pupilla in una giornata soleggiata … perfino la sudorazione è in se stessa geniale!

Ti sarai reso conto che quelli da affrontare sarebbero davvero tantissimi, troppi argomenti per essere inseriti in un articolo solo e soprattutto da raccontarti in un’unica volta senza che tu tenti più volte il suicidio; ho quindi scelto di soffermarmi su un unico apparato: quello cardio circolatorio.

Cerchiamo di rendere le cose quanto più semplici ( ardua impresa ) ed intuitive.

Sai perfino tu che l’apparato cardio vascolare è formato principalmente da:

  • cuore,
  • vasi sanguigni,
  • sangue.

Ora immagina il tutto come se fosse un impianto in cui il cuore è la pompa e i vasi sanguigni sono le tubazioni che trasportano il tuo fluido che nel nostro caso è il sangue.

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Il cuore è costituito da due pompe muscolari intermittenti: il cuore destro, costituito da due camere contrattili chiamate ventricolo e atrio, e lo speculare cuore sinistro.

Il sangue segue un percorso chiuso nel senso imposto da valvole via via presenti nel cuore e nelle vene che possiamo distinguere tra due tipi di circolazioni che avvengono contemporaneamente.
La circolazione polmonare che dal ventricolo destro pompa il sangue verso i polmoni e di qui nell’atrio sinistro.
La circolazione sistemica in cui il ventricolo sinistro pompa il sangue verso il resto e corpo e di qui nell’atrio destro.

E’ ora necessario introdurre alcune nozioni per riferirci al nostro corpo in “termini idraulici”.
Prima di tutto vorrei introdurti alla nozione di portata, intesa come la quantità di una data grandezza fisica che attraversa in una unità di tempo una data superficie.

Questa è il nostro fluido, cioè il sangue; il suo scorrimento attraverso i tuoi vasi (no, no, no. Billy non mi riferisco affatto alle ortensie.) oppone tuttavia una resistenza dipendentemente da una ben precisa grandezza fisica detta viscosità.
Devi sapere che il sangue è un liquido piuttosto viscoso; esso  non è omogeneo, cioè costituito da un’unica specie molecolare (come ad esempio è l’acqua, rigorosamente distillata Billy, l’acqua rocchetta ti fa fare plin plin proprio perché non lo è …MA NON FARMI DIVAGARE TROPPO! ) ma diviso tra una parte corpuscolare ed il plasma.
La parte “densa” è composta da cellule quali globuli rossi, leucociti e piastrine mentre il plasma è  per circa il 90% acqua, in cui sono disciolti sali e proteine.
Il sangue è molto più viscoso dell’acqua, basti pensare che per far scorrere per un medesimo tubo i due liquidi ho bisogno di una pressione tre volte maggiore per il nostro amico rossiccio, ed è quindi evidente rintracciare il responsabile della viscosità nelle componenti figurate (essendo il plasma praticamente acqua Billy, te l’ho detto poco fa!).

Ora ti starai chiedendo il perché di questa noiosa digressione piuttosto chimica mentre cercavo di paragonare le vene ad un parco acquatico.
Bene, devi sapere che il moto di un fluido all’interno di una tubazione è fortemente dipendente dalla viscosità e, sebbene parlare delle pareti dei nostri vasi come se fossero rigide sia un’approssimazione, possiamo affermare che non fa eccezione l’emodinamica (CHE PAROLA IMPONENTE! Segnatela per fare colpo sulla ragazza della porta(ta) a fianco).
La viscosità rende più difficoltoso il moto soprattutto nei piccoli vasi in quanto la velocità del fluido aumenta (con profilo parabolico per un moto di tipo laminare come quello presente nelle vene e nelle arterie) allontanandosi dalle pareti del condotto che tendono a causa di un principio di adesione ad attirare le molecole che fluiscono e a tenerle ferme proporzionalmente alla viscosità del fluido.

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Ora Billy so che non te ne importa nulla, ma questa si chiama 
legge di Newton e sebbene il sangue sia un fluido non-newtoniano queste considerazioni sono comunque valide: dovrà in sintesi vincere uno sforzo maggiore \tau per scorrere in modo direttamente proporzionale alla viscosità μ.

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Ritornando sulla retta via ti starai chiedendo perché allora Madre Natura abbia deciso di complicare le cose e soprattutto rendere più difficoltoso il nostro moto.
Stai tranquillo non l’ha fatto per farci un dispetto.

La viscosità ha infatti maggiore impatto nei vasi più piccoli detti capillari perché ad essi è affidato il vero compito di tutto il nostro impianto: scambiare e trasportare, e ciò avviene più facilmente se le velocità sono minori.

Entriamo ora nel campo dei fenomeni di trasporto di materia che più di tutti sono esempio di ciò che è lo scopo a cui la natura sempre tende: sanare le sproporzioni che la attraversano.

Gli scambi materiali tentano proprio di fare questo, di rinnovare la simmetria; essi sopperiscono a squilibri di composizione muovendosi da zone a concentrazione minore a zone a concentrazione maggiore, fino al raggiungimento dell’equilibrio.

Ti chiederai come sia possibile che dei corpuscoli attraversino le pareti delle arterie.
Bene non devi immaginarti la cosa come un uomo che attraversa la parete di un muro come solo Casper e Harry Potter sanno fare; pensa piuttosto ad uno scolapasta: gli spaghetti non riescono ad attraversarlo, ma se provassi a versare della farina questa riuscirebbe a passare.

I fenomeni diffusivi funzionano molto grossolanamente in modo simile.

Le leggi che regolano questo fenomeno così eccezionale, sebbene il più delle volte latente, sono un’eredità di un fisiologo tedesco di nome Adolf Fick:
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Queste formalizzano la proporzionalità diretta dei fluissi diffusivi (j) dal gradiente di concentrazione (dCa/dx), vera forza motrice del processo, e da un coefficiente detto (indovina un po’?) di diffusività (Dab), il quale stabilisce la facilità con cui una specie si muove all’interno di un’altra in dipendenza da:

  • Dimensioni; molecole più grandi passeranno con più difficoltà in un mezzo (pensa Billy che specie molto molto piccole come ad esempio l’idrogeno riescono a penetrare attraverso pareti di metallo!).
  • Pressione; più le molecole sono tra loro compatte più è difficile che riescano a muoversi tra di loro.
  • Temperatura; a temperature maggiori le molecole sono più “agitate” ed aumentando il moto aumenterà conseguentemente anche il trasporto.

Il coefficiente di diffusività è molto selettivo e ne esistono infiniti diversi, uno per ogni possibile combinazione di specie tra cui avviene il trasporto.
Puoi intuitivamente immaginare che a spessori maggiori corrisponda una resistenza maggiore al passaggio delle molecole ed è per questo che gli scambi avvengono preponderalmente nei vasi più piccoli e sottili, i capillari, che hanno una parete di uno spessore di 5-8 μm costituita da un unico strato di cellule endoteliali a differenza dei vasi sanguigni più grandi costituiti da tonaca intima, tonaca media e tonaca avventizia (questo è solo il loro nome proprio Billy e non serve che te lo ricorda e…tranquillo non mi dilungherò a descriverteli ulteriormente).
I capillari che si trovano nei differenti tessuti sono diversamente selettivi ( ad esempio tutti i capillari sono permeabili all’O2, al CO2, al glucosio e a piccoli ioni come Na+ e Cl–) in modo da regolare ciò che deve effettivamente entrare e ciò che non deve assolutamente fuoriuscire ( come ad esempio i globuli rossi che, immagina, sono così “grandi” rispetto ad un diametro così esiguo da essere costretti a circolare nei nostri tubicini in fila indiana!).

Ora Billy spero di non averti annoiato troppo e vorrei sottolineare che ho sinceramente cercato di farti capire un minimo di fisica applicata alla fisiologia in termini davvero semplici, forse fin troppo, e non devi assolutamente credere che tutto funzioni così “facilmente” come avviene in un impianto; immagina che io mi sono limitata a descriverti un processo di passaggio delle sostanze di tipo passivo e che non rappresenta assolutamente in modo globale la dinamica di scambio ematica.

Madre Natura è sicuramente più accurata, più precisa e migliore in ogni aspetto rispetto ad un ingegnere, anche il migliore, ma questo non toglie che ogni appartenente a questa categoria di sue creature debba assolutamente ispirarsi ed imparare giorno per giorno dalla sua Opera.

Ora va Billy guarda, comprendi ed infine crea.

Pubblicato da AnnaChiara Giovannelli

La ex piccola chimica del gruppo. E' talmente tanto timida che leggendo questa descrizione la state facendo arrossire: ora che studia Ingegneria Nucleare probabilmente si sarà annichilita!