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1 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia 2 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 C5 – Il sistema cardiovascolare 3 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Il sistema circolatorio ha un ruolo primario nell’omeostasi Il sistema circolatorio assolve compiti indispensabili per il rifornimento delle cellule, le quali attraverso il sangue ricevono sostanze nutritive e ossigeno ed eliminano il diossido di carbonio e altri scarti metabolici. Gli scambi di gas, di sostanze nutritive e di materiali di rifiuto avvengono attraverso le sottili pareti dei vasi capillari, che raggiungono tutte le cellule. 4 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Tutti i vertebrati hanno sistema circolatorio chiuso Gli animali vertebrati presentano due tipi generali di sistemi circolatori: la circolazione semplice e quella doppia. La circolazione semplice è caratterizzata da un circuito unico, mentre la circolazione doppia è suddivisa in due circuiti: un circuito sistemico, in cui il cuore pompa sangue verso tutte le parti del corpo eccetto i polmoni, e un circuito polmonare, in cui il cuore pompa sangue solo verso i polmoni. Si parla di circolazione incompleta se vi è un mescolamento tra sangue ossigenato e deossigenato nel cuore, mentre si parla di circolazione completa se i due circuiti sono nettamente separati. 5 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 La circolazione semplice: i pesci Nei pesci il cuore ha un solo atrio e un solo ventricolo. I pesci sono dotati di un sistema respiratorio e cardiovascolare efficiente nel loro habitat. 6 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 La circolazione doppia e incompleta: anfibi e rettili Negli anfibi e nella maggior parte dei rettili il cuore ha un unico ventricolo, mentre sono presenti due atri separati, uno riceve il sangue ossigenato dai polmoni, l’altro il sangue deossigenato dal circuito sistemico. 7 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 La circolazione doppia e completa: uccelli e mammiferi Negli uccelli e nei mammiferi il cuore è formato da 4 camere, 2 atri e 2 ventricoli, e vi è completa separazione tra i circuiti polmonare e sistemico. La pressione aortica è elevata per garantire un adeguato rifornimento di sangue per il mantenimento di una temperatura corporea costante. 8 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Il cuore e i vasi sanguigni formano il sistema cardiovascolare Tutti i vertebrati hanno sistema circolatorio chiuso, chiamato più propriamente sistema cardiovascolare in quanto formato da un cuore (muscolo cardiaco) e da un sistema di vasi sanguigni (sistema vascolare). Il cuore è suddiviso nelle due parti destra e sinistra da un setto cardiaco. La parte destra pompa sangue deossigenato ai polmoni, mentre la parte sinistra pompa sangue ossigenato ai tessuti. Le due camere superiori del cuore sono chiamate atrio destro e atrio sinistro, le due camere inferiori sono chiamate ventricolo destro e ventricolo sinistro. Nel cuore sono presenti delle valvole cardiache che servono a far scorrere il sangue nella direzione giusta. Un’arteria è un vaso che porta il sangue lontano dal cuore, mentre una vena è un vaso che riporta il sangue al cuore. 9 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 La struttura del cuore 10 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Il battito cardiaco è un impulso elettrico ritmico Il ciclo cardiaco può essere suddiviso in tre fasi: (1) gli atri si contraggono, mentre i ventricoli sono rilassati; (2) i ventricoli si contraggono, mentre gli atri sono rilassati; (3) atri e ventricoli sono a riposo. 11 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Gli impulsi elettrici muovono il cuore La contrazione ritmica del cuore è regolata dal sistema di conduzione cardiaco. Il nodo senoatriale (SA), detto anche pacemaker (o segnapassi) innesca il battito cardiaco. Quando l’impulso elettrico raggiunge il nodo atrioventricolare (AV), esso segnala ai ventricoli di contrarsi. 12 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 I diversi tipi di vasi sanguigni hanno strutture adeguate alle proprie funzioni Le arterie e le arteriole Le arterie portano il sangue lontano dal cuore fino ai capillari; esse si ramificano in varie arteriole, vasi di piccolo calibro. 13 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 I diversi tipi di vasi sanguigni hanno strutture adeguate alle proprie funzioni Le venule e le vene Le vene e le venule portano il sangue dall’uscita dei letti capillari al cuore. I vasi venosi sono soggetti alla pressione esercitata dai muscoli scheletrici circostanti, che favorisce il flusso di sangue al loro interno. 14 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 I diversi tipi di vasi sanguigni hanno strutture adeguate alle proprie funzioni I capillari e i letti capillari I capillari hanno pareti sottilissime che facilitano gli scambi tra il sangue e l’ambiente extracellulare. Essi sono localizzati in reti locali dette letti capillari. 15 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 I vasi sanguigni formano due circuiti, polmonare e sistemico Il nostro sistema cardiovascolare include due percorsi principali: • il circuito polmonare - le arterie polmonari portano il sangue deossigenato ai polmoni, mentre le vene polmonari portano il sangue ossigenato al cuore; • il circuito sistemico - in questo circuito le arterie contengono sangue ossigenato e le vene sangue deossigenato. Il percorso parte dal ventricolo sinistro, che pompa sangue ossigenato nell’aorta, e finisce con la vena cava che riporta il sangue deossigenato al cuore attraverso l’atrio destro. 16 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Il percorso dei circuiti polmonare e sistemico 17 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Il sangue scorre nei circuiti grazie a un’adeguata pressione sanguigna Velocità e pressione del sangue sono correlate alla sezione trasversale dei vasi sanguigni. La pressione sistolica corrisponde al momento della sistole ventricolare, in cui il sangue è forzato nelle arterie. La pressione diastolica è quella corrispondente al momento della diastole ventricolare. 18 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Uno stile di vita sano può prevenire le malattie cardiovascolari Fattori da evitare per mantenere il cuore e l’intero sistema circolatorio in efficienza il più a lungo possibile: • il fumo; • le droghe e l’alcol; • il sovrappeso. Fattori da favorire per mantenere il cuore e l’intero sistema circolatorio in efficienza il più a lungo possibile: • una buona alimentazione, ricca di antiossidanti e con i grassi «giusti»; • colesterolo sotto controllo; • una moderata e regolare attività fisica. 19 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Uno stile di vita sano può prevenire le malattie cardiovascolari Il colesterolo è un componente essenziale delle membrane cellulari; la molecola del colesterolo è legata a due tipi di proteine plasmatiche (LDL e HDL). Quando la concentrazione di LDL nel sangue è troppo alta o quella di HDL troppo bassa, lungo le pareti delle arterie si formano placche di colesterolo che interferiscono con il flusso ematico. 20 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Il sangue svolge ruoli di trasporto, di difesa e di regolazione Il sangue è un complesso tessuto connettivo fluido che svolge le seguenti funzioni: • trasporta sostanze ai capillari e dai capillari, dove hanno luogo gli scambi con il liquido interstiziale; • contribuisce alla difesa dell’organismo contro le invasioni di agenti patogeni; • contribuisce alla regolazione della temperatura corporea; • forma i coaguli in caso di ferite, impedendo emorragie e riparando le lesioni. 21 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Il sangue è costituito da una porzione liquida e da alcuni elementi figurati Il sangue umano è formato da una porzione liquida detta plasma e da alcuni elementi figurati: i globuli rossi, i globuli bianchi e le piastrine. Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Le piastrine sono parte attiva nella coagulazione del sangue Oltre alle piastrine, al processo di coagulazione partecipano varie sostanze che si attivano a vicenda, chiamate nel complesso fattori della coagulazione: essi comprendono alcune proteine prodotte dal fegato, lo ione Ca+ e diverse molecole rilasciate dagli stessi tessuti danneggiati e dalle piastrine. 23 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Le cellule staminali adulte comprendono quelle ematiche Le cellule staminali ematopoietiche sono cellule pluripotenti che si trovano nel midollo osseo e producono le cellule che danno origine ai vari tipi cellulari del sangue. 24 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Lo scambio capillare garantisce la vita delle cellule Lungo il capillare (ad eccezione dell’estremità arteriosa e venosa) i soluti diffondono secondo il proprio gradiente di concentrazione. Ossigeno e sostanze nutritive (glucosio e amminoacidi) diffondono all’esterno del capillare, mentre diossido di carbonio e altri scarti diffondono all’interno del capillare. 25 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Lo scambio capillare garantisce la vita delle cellule Al capillare ritorna più o meno la stessa quantità di liquido che aveva rilasciato, tuttavia se rimane del liquido interstiziale in eccesso (chiamato linfa), esso viene raccolto dai capillari linfatici. 26 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Il tipo di sangue può essere classificato secondo vari sistemi Le membrane plasmatiche dei globuli rossi portano proteine o carboidrati specifici che si comportano come antìgeni e vengono quindi attaccati dai linfociti perché riconosciuti come estranei. I più importanti gruppi di antìgeni dei globuli rossi sono quelli del sistema AB0. Il fattore Rh è un altro antìgene importante per la compatibilità sanguigna. 27 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012 Il tipo di sangue può essere classificato secondo vari sistemi Nel sistema AB0 la presenza o l’assenza degli antìgeni di tipo A e di tipo B sui globuli rossi determina il tipo di sangue di un individuo, ossia il suo gruppo sanguigno. L’agglutinazione è l’addensamento dei globuli rossi che ha luogo quando donatore e ricevente hanno gruppo sanguigno diverso. 28 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
