Ruolo attivo delle arterie nella circolazione sanguigna

Le arteria hanno uno strato di muscolatura liscia che contribuisce alla circolazione sanguigna.
Tuttavia i modelli attuali considerano solo il fatto che l'elasticità delle arterie restituisce parte dell'energia immagazzinata durante la fase di iniezione, si comporta come un elastico che ridà solo una parte dell'enegia immagazzinata quando lo si tira.
Al momento sono disponibili vari dati set di dati su Physionet che danno la misura della pressione sia con catetere che con PPG.
Il grafico seguente è ricavato da dati resi disponibili da Mayo Clinic.

La contrazione ventricolare, dopo un piccolo tempo di ritardo (il pre-injection time), apre l'aorta ed inizia la gittata cardiaca: le arterie si dilatano e la pressione comincia a passare dalla diastolica alla sistolica.
Ben prima che l'aorta si richiuda il flusso di sangue entrante è bilanciato dal flusso uscente dai capillari e la dilatazione delle arterie raggiunge il massimo e si raggiunge la pressione sistolica.
Nel grafico è mostrata con la freccia la direzione di percorrenza  ed il massimo della dilatazione con una stella.
Si noti che la curva ha un loop: durante la fase di restringimento delle arterie al pressione indicata dal catetere è anche 10mmHg più alta.
Osservare i punti che hanno l'ascissa PPG di 0.7: si passa da 120 a 130 mmHg.
Il tempo di reazione delle arterie è di circa 10 millisecondi, quindi estremante veloce.
Si tratta di una reazione locale
Le arterie, a parità di dilatazione, durante la fase di restringimento esercitano una forza maggiore di quella esercitata durante la dilatazione.
Stanno fornendo energia al sistema circolatorio.

Questo ruolo attivo non è ancora riconosciuto nella letteratura medica.

I dati della Mayo Clinic non sono di buona qualità perché acquisti durante operazioni reali.
Tuttavia adesso sono disponibili molti più dati.
Se quanto enunciato risulta confermato, darebbe luogo ad una revisione della fisiologia delle arterie.

Per riferimento si allega un segnale PPG, per avere un'idea dei tempi.

Per altri dettagli vedere https://giuseppeferla.blogspot.com/2015/10/fisiologia-delle-arterie.html#more

Arrivi in una maratona, uomini eta' 60-64 anni

 Con ipotesi semplici si arriva all'equazione che descrive l'ordine di arrivo in una maratona o in una gara di fondo a partire dalle caratteristiche dei partecipanti.

dove n e' l'ordine di arrivo, P il numero dei partecipanti, v e' il passo del corridore n espresso in km/h,

vp e' il passo per completare la competizione entro il tempo massimo,
vm e delta due grandezze caratteristiche dell'insieme dei partecipanti.
In definitiva la funzione che descrive gli arrivi ha solo due costanti libere.
Ecco come la funzione presentata si adatta ai dati degli arrivi di 9 maratone di Londra.

L'accordo e' impressionante.

Le costante caratteristiche del gruppo (eta' 60-64 anni) sono:

vm, il passo caratteristico,  e' 9.22 km/h cioe' 6':30'' al km.
delta, che rappresenta quanto il gruppo e' disuniforme, e' 2.7 km/ora.

Il grafico seguente da' invece la distribuzione di probabilità' di un tempo d'arrivo.

In vista di una maratona mai fatta.

 

Alcune indicazioni agli amici che parteciperanno alla prossima Maratona di Roma, 19 Aprile 2016. Sono presentati elementi della fisiologia della corsa di fondo ed un semplice modello sul recupero sotto sforzo.

La presentazione seguente Elementi di fisiologia ed altro (27 trasparenti) contiene dei date sull'accumulo di acido lattico ed un semplice modello della variazione del ritmo cardiaco sotto sforzo ed in recupero, una analisi di una maratona corsa bene e degli elementi per il calcolo dell'invecchiamento.

Determinazione della massima frequenza cardiaca

La massima frequenza nei test da sforzo viene calcolata con la formula:
             HR=220 - eta'.
Si trova anche un'altra formula molto ben validata e documentata;
             HR=208-0.7x eta'
Age-predicted maximal heart rate revisited
Questa secondo formula da' 6 battiti al minuto in piu'  60 anni  e ben 9 in piu' a 70.
Una bella differenza!
La correlazione tuttavia e' modesta e nei dati mostrati si vede una dispersione per ogni eta' di quasi 10 battiti.
La presentazione che segue da' un sistema molto semplice per trovare il valore individuale.
Una prova da manuale

Physiological parameters measurements in a cardiac cycle via a combo PPG-ECG system

Article presented at AEIT 2015

Abstract

In this paper, we present an innovative way to measure some physiological parameters (such as the pre-ejection period, the pulse transit time, the blood pressure) in a cardiac cycle. A combo PPG-ECG system has been employed to extract both the ECG signal from chest and simultaneously the photoplethysmography signal from the wrist and the forearm, to calculate the pre-ejection period. This system represents an easy and non-invasive technique to determine these biomedical parameters without using expensive impedance cardiography equipment (ICG).

Link to the article "Physiological parameters measurements in a cardiac cycle via a combo PPG-ECG system" (in English)

I Mitocondri e lo Stato: una proposta per il pareggio

Ieri, 14/11/2013, Rai 2 riportava un allarme sollevato da Mastrapasqua, il capo dell’INPS, su difficoltà nel pagamento delle pensioni. Questione subito ridimensionata dal ministro Sacccomanni.

Adam Smith ne La ricchezza delle Nazioni afferma che un buon bilancio è un bilancio in pareggio (a balanced budget). Sono passati un po’ di anni (era il 1776 quando Adam Smith pubblicò il suo capolavoro), ma adesso il principio è praticamente accettato da tutti. Tuttavia siamo molto lontani dalla concreta implementazione.

In natura invece si è un passo avanti: il pareggio è applicato per tutte le grandezze in gioco e non potrebbe essere differentemente.
Nei mitocondri, le minuscole centrali energetiche degli esseri viventi,
tante cariche elettriche entrano tante ne escono,
 tanti atomi di idrogeno entrano tanti ne escono,
tanta energia entra tanta ne esce:
 è il detailed balance!

Per le pensioni si dovrebbe fare lo stesso: ognuno in pensione dovrebbe avere diritto ad una quota della disponibilità pari a quanto ha versato quando era in attività.

Vediamo di chiarire il concetto con un esempio numerico grossolano.
Supponiamo di aver versato 10 mila euro in un anno in cui i versamenti di tutti lavoratori ammontavano a 150 miliardi di euro. La quota versata è quindi 67 miliardesimi.
Dopo 40 anni avrò accumulato 3 milionesimi (circa 67X40).
Quando arrivo alla pensione, i contributi versati dai lavoratori assommano a 300 miliardi, mentre i pensionati reclamano quote che potrebbero essere complessivamente uguale a 15, cioè circa la vita media dopo la pensione.
Per calcolare quando prenderò ogni anno devo dividere per 15 la quota da me accumulata, cioè avrò diritto a (3 milionesimi)/15=200 miliardesimi dei contributi versati nell’anno.
Prenderò quindi 60 mila euro di pensione l’anno.

Da notare che il lavoratore dell’esempio ha uno stipendio doppio rispetto la media (bastano infatti 15 milioni di lavoratori a coprire il totale dei contributi). Inoltre l’economia della nazione è cresciuta il termini reali di un fattore due in 40 anni.
Ovviamente se i pensionati tendono a vivere 100 anni la quota complessiva da loro reclamata sarà ben maggiore di 15, se invece aumentiamo a 70 anni l’età del pensionamento il fattore di normalizzazione diminuirà..
L’ammontare da dividere invece dipende da quanti disoccupati abbiamo e da quanto facciamo pagare di contributi.

E’ chiaro che così facendo il fondo pensione sarà sempre in pareggio, ma non ho  la certezza di  quanto prenderò di pensione.
Ma il rimedio può sembrare peggiore del  male!

Occorre considerare che altre soluzioni sono ancora peggio: nei paesi dove sono in vigore i fondi pensione si è in balia di un sistema finanziario che di fatto ha trasformato il mondo in una superbisca, quindi non vi è nessuna garanzia di riprendere quanto si è  versato.
Il sistema a ripartizione è sicurante più stabile, ovviamente se l’economia della nazione continua a regredire come sta succedendo all’Italia negli ultimi dieci anni, i pensionati non possono pensare di rimanerne immuni.

Vi è un'altra applicazione del detailed balance. E’ quello dei singoli individui: non che tutti devono essere alla pari, ma almeno una contabilità fra i contributi ed i benefici deve essere tenuta.
Va evitato l’estremo limite raggiunto dall’inghilterra dove vengono elargiti  benefits  vari perben
160 B£, pari all’introito dell’income tax ed il governo, che ha del 6.1 % (forecast di ottobre 2013) sul GDP, non è riuscito a far passare il limite ai benefits a 26 mila sterline l’anno, che potrebbero garantire l’equivalente di un stipendio medio  ad oltre 6 milioni di famiglie.
La contabilità individuale potrebbe essere il primo passo verso l’equilibrio dei diritti con i doveri.

Previsioni e risultati degli arrivi alla maratona di Londra dell'olimpiadi 2012

Si usa un'equazione che descrive la densità degli arrivi in una maratona, per fare una previsione e poi controllare i risultati della Maratona delle Olimpiadi di Londra del 2012.
Link alla presentazione.