cuore e circolazione

LA CIRCOLAZIONE E IL CUORE
AO 04/12
LA CIRCOLAZIONE
INDICE
Evoluzione del sistema circolatorio
Il sistema circolatorio umano
Funzioni del sangue
Composizione del sangue
Elementi figurati
Il cuore
Il ciclo cardiaco
I vasi sanguigni
Patologie delle arterie
Patologie cardiache
Link a: emoglobina, emostasi, tessuto muscolare cardiaco,
valvole cardiache
Il sistema circolatorio aperto : il fluido (emolinfa)
che scorre liberamente attraverso le cavità del
corpo.
Negli animali più semplici (come le
spugne, le meduse e le planarie) tutte
le cellule si riforniscono di ossigeno e
sostanze nutritive direttamente
dall’ambiente esterno per diffusione
Gli insetti e diversi molluschi hanno
invece un sistema circolatorio
aperto: i vasi ricevono sangue da un
cuore tubulare e lo portano verso
spazi (lacune) che circondano gli
organi
VANTAGGI: resistenza alla
pressione, maggior controllo
temperatura
Il sistema circolatorio chiuso :
presenza di vasi
Nel lombrico il sangue circola
all’interno di un sistema chiuso di
vasi continui, spinto dalle contrazioni
dei «cuori», regioni muscolari
ingrossate di particolari vasi sanguigni
Il sistema circolatorio dei pesci
Nei pesci la circolazione è chiusa ma semplice. Vi è un solo
cuore, costituito da due cavità; il sangue viene pompato nelle
branchie (dove si ossigena), passa attraverso i capillari sistemici, per
poi ritornare all’atrio del cuore. La circolazione è unica, il sangue
passa una sola volta in tutto il circuito attraverso il cuore, nel quale è
sempre venoso, non ossigenato.
Il sistema circolatorio degli anfibi
Negli anfibi la circolazione è doppia ma incompleta. Nel cuore ci
sono due atri: uno riceve sangue ossigenato dai polmoni e l’altro
riceve sangue deossigenato dalla circolazione sistemica. Tutti e due
gli atri si svuotano in un unico ventricolo dove avviene un
mescolamento tra sangue ossigenato e non ossigenato (Commixtio
sanguinis)
Il sistema circolatorio dei rettili
Nei rettili il cuore è dotato di un setto interventricolare incompleto
che rende minimo il rimescolamento tra sangue deossigenato e
sangue ossigenato
Il sistema circolatorio di uccelli e mammiferi
Negli uccelli e nei mammiferi la circolazione del sangue è doppia e
completa.
DOPPIA: piccola e grande circolazione
COMPLETA: Il cuore è suddiviso in due parti: destro e sinistro,
ciascuno con un atrio e un ventricolo. Assenza di mescolamento
VANTAGGI: rapido metabolismo, omeotermia
Il sistema circolatorio umano
Il sistema circolatorio umano, o cardiovascolare,
è costituito da:
cuore, posto nella parte anteriore sinistra della
cavità toracica
rete di vasi sanguigni di diametro differente
(arterie, vene e capillari), in cui scorre il sangue
Il cuore imprime al sangue una pressione tale da
farlo scorrere in vasi sempre più piccoli, fino a
raggiungere le singole cellule
Funzioni del sangue
Il sangue svolge funzioni di:
trasporto
regolazione
protezione
di sostanze nutritive
di gas respiratori
di sostanze di rifiuto
di ormoni
del pH
della pressione arteriosa
della pressione osmotica
dell’equilibrio idrico e salino
della temperatura corporea
difesa immunitaria
emostasi
Funzione di trasporto
Il sangue trasporta:
l’ossigeno (dai polmoni alle cellule di tutto l’organismo) e
l’anidride carbonica (dalle cellule ai polmoni)
le sostanze nutritive assorbite a livello intestinale (a tutte le
cellule)
i prodotti di rifiuto (verso il sistema escretore)
gli ormoni prodotti dalle ghiandole endocrine (alle specifiche
cellule bersaglio)
Funzione di regolazione
Il sangue regola:
il pH dei fluidi corporei variando la quantità di anidride carbonica
disciolta in esso
Sistema tampone acido carbonico
la temperatura corporea assorbendo e ridistribuendo il calore
generato dalla contrazione muscolare
il contenuto di acqua delle cellule variando la concentrazione dei
soluti nel plasma
Composizione del sangue
Il sangue è costituito dal plasma
(55%) e dagli elementi figurati
(45%): globuli rossi, globuli bianchi e
piastrine
Il plasma è una soluzione acquosa
in cui sono disciolti numerosi soluti,
sia inorganici che organici
Globuli rossi
I globuli rossi, o eritrociti
Sono cellule a forma di disco,
biconcave e con diametro di 7-8
micrometri, che trasportano l’ossigeno
dai polmoni a tutte le cellule
Sono prodotti dal midollo osseo rosso e
durante la maturazione espellono il
nucleo e i mitocondri, mentre le altre
strutture cellulari si disintegrano
Non hanno la capacità di riprodursi e vivono circa 120 giorni.
Contengono quasi esclusivamente emoglobina, alla quale si lega
l’ossigeno per essere trasportato
Globuli bianchi
I globuli bianchi, o leucociti
Hanno la funzione di difendere il corpo
dall’attacco di virus, batteri o altre
particelle estranee
Si formano nel midollo osseo, nella
milza e nei linfonodi
Sono tutti provvisti di un nucleo e sono
praticamente incolori
Non sono confinati dentro i vasi sanguigni
Dopo aver combattuto un’infezione, sono spesso distrutti: il pus è
costituito in gran parte da queste cellule morte
Piastrine
Le piastrine
Sono frammenti cellulari prodotti nel
midollo osseo a partire da speciali cellule
dette megacariociti
Hanno forma irregolare e diametro di
circa 2 micrometri
Hanno vita breve: dopo solo 7-8 giorni
vengono distrutte
Svolgono un ruolo essenziale
nell’emostasi, la serie di meccanismi che
l’organismo mette in atto quando un vaso
sanguigno si rompe
Circolazione polmonare e sistemica
La circolazione polmonare parte
dall’arteria polmonare e trasporta,
verso i polmoni, il sangue ricco di
anidride carbonica. Negli alveoli
l’anidride carbonica viene ceduta e
il sangue si arricchisce di ossigeno
La circolazione sistemica
trasporta il sangue ricco di ossigeno
e sostanze nutritive dal cuore ai
tessuti di tutto il corpo, dove cede
ossigeno e sostanze nutritive e
raccoglie le sostanze di rifiuto
Il cuore
Il cuore è un muscolo rivestito
dall’endocardio all’interno e dal
pericardio all’esterno
È suddiviso in quattro cavità: i
due atri (superiori)
comunicano tramite valvole
con i due ventricoli
Viene rifornito di ossigeno e di
sostanze nutritive tramite le
arterie coronarie, che si
ramificano dal tratto iniziale
dell’aorta
Il ciclo cardiaco
Il cuore si contrae ritmicamente stimolato dagli impulsi elettrici
che si generano nel nodo senoatriale, o pace-maker cardiaco
Questi impulsi provocano la contrazione degli atri; la stimolazione
si estende al nodo atrioventricolare, il quale trasmette lo
stimolo al fascio di His, con conseguente contrazione quasi
simultanea dei ventricoli
Sistole e diastole
Quando il cuore è rilassato, durante la
diastole, il sangue fluisce dentro tutte e
quattro le sue cavità
Durante la sistole atriale i ventricoli si
riempiono di sangue; con la sistole
ventricolare le valvole atrioventricolari si
chiudono, le valvole semilunari si aprono e il
sangue viene pompato nelle grandi arterie
L’attività elettrica del cuore si registra tramite
elettrodi posti sulla superficie corporea. Il
tracciato che si ottiene è detto
elettrocardiogramma
Elettrocardiogramma
1887 (Augustus Waller e William
Einthoven)
registra l'attività del cuore tramite
elettrodi applicati in diversi punti del
corpo
Permette di rappresentare graficamente
l'attività elettrica cardiaca durante la fase
di contrazione (sistole) e di rilasciamento
(diastole) degli atri e dei ventricoli; il
principio che sta alla base
dell'elettrocardiogramma è quello che le
contrazioni muscolari si accompagnano
a variazioni elettriche che vengono
denominate depolarizzazioni
la velocità di un elettrocardiografo è di 25 mm al secondo; i lati dei quadrati rappresentati sulla
carta millimetrata misurano 5 mm, onde per cui cinque di essi rappresentano un secondo;
sulla carta è possibile osservare tre onde positive (onde P, R e T) e due onde negative (onde Q
e S). Talvolta è possibile osservare, dopo l'onda T, un altro tipo di onda (onda U); è inoltre
possibile apprezzare alcuni intervalli che vengono denominati PQ, QRS, QT e il segmento ST.
Onda P– visualizza lo stato di
attivazione degli atri
Complesso QRS - visualizza la
sistole ventricolare con l'arrivo
dell'impulso ai ventricoli (onda Q) e
l'estensione a tutto il tessuto (onde R e
S). Il complesso QRS dà indicazioni su
aritmie, fibrillazioni e può essere utile
anche in caso d'infarto
Onda T - L'onda T rappresenta la ripolarizzazione dei
ventricoli
Intervallo QT – è la rappresentazione della sistole
elettrica, ovvero quel periodo di tempo in cui si hanno
la depolarizzazione e la ripolarizzazione dei ventricoli.
La durata di questo intervallo varia a seconda della
frequenza cardiaca;
Onda U –processo di ripolarizzazione ventricolare;
Tratto ST – Il lungo intervallo ST che
segue l'onda S e comprende l'onda T
può rilevare problemi ischemici, visto
che rappresenta il periodo in cui i
ventricoli si contraggono e poi (con
l'onda T) ritornano a riposo
La pressione sanguigna
La forza che il sangue esercita
sulle pareti delle arterie quando
viene pompato al loro interno è
chiamata pressione sanguigna.
La pressione è massima durante
la contrazione ventricolare e
minima quando il cuore è in
diastole
La pressione sanguigna si
misura con lo
sfigmomanometro e lo
stetoscopio
Struttura dei vasi sanguigni
I vasi sanguigni possiedono una struttura
specifica per le loro funzioni
Le pareti delle arterie e delle vene sono
costituite da tre strati detti tonache (intima,
media e avventizia)
Le arterie sopportano la pressione
impressa al sangue dai ventricoli: la loro
componente elastica e muscolare è infatti
più spessa di quella delle vene; il lume,
invece, è maggiore nelle vene che nelle
arterie, per rendere minima la resistenza al
flusso sanguigno nel suo ritorno verso il
cuore
I capillari
Allontanandosi dal cuore, il sangue scorre in vasi arteriosi sempre
più piccoli e ramificati, fino ad arrivare alle arteriole e poi ai
capillari. La parete dei capillari è costituita da un solo strato di
cellule endoteliali e consente gli scambi tra il sangue e le cellule
Teorema di Bernoulli e
vasi sanguigni
Se la sezione 2 è più
piccola della sezione 1
si ha v2 > v1 e quindi p1
> p2.
A sezione maggiore
corrisponde pressione
maggiore e viceversa.
Quando in un condotto c’è una strozzatura
si verifica una caduta di pressione (effetto
Venturi) e un aumento della velocità.
avremo una velocità massima in aorta (e
una sezione minima 3 cmq) mentre avremo
una velocità minima (e sezione massima
nei capillari = 2500 cmq).
CONSIDERARE TUTTO IL SISTEMA
CAPILLARE! (sezione TOTALE nettamente
maggiore a quella dell'aorta singola, e una
velocità TOTALE nettamente inferiore).
Le vene
Per facilitare il ritorno del sangue al cuore, le grosse vene sono
compresse tra muscoli scheletrici e hanno valvole che consentono al
sangue di scorrere solo in direzione del cuore
Patologie delle arterie: aneurisma
Le pareti delle arterie possono
assottigliarsi per la degenerazione delle
fibre elastiche a causa di infezioni,
traumi o malattie degenerative: si può
formare un aneurisma
L’aneurisma è una patologia che può
riguardare qualsiasi arteria, ma che si
verifica più frequentemente nel tratto
discendente dell’aorta
L'aneurisma generalmente è
asintomatico e la sua diagnosi viene
fatta spesso accidentalmente durante
un esame ecografico eseguito per altri
motivi
Patologie delle arterie: aterosclerosi
Le pareti delle arterie possono
ispessirsi (aterosclerosi) e il
lume restringersi fino ad
occludersi, riducendo
l’ossigenazione del tessuto
irrorato da quell’arteria, a causa
dell’infiltrazione tra gli strati di
tessuti di placche (ateromi)
formate da lipidi, specialmente
dal colesterolo
L’ostruzione può riguardare le
arterie coronarie determinando
un infarto o le arterie cerebrali
provocando un ictus
Patologie cardiache: aritmie
Con il termine aritmie si intendono le alterazioni del regolare
ritmo e della frequenza dei battiti cardiaci che possono dar luogo
a tachicardia (battito troppo veloce) o bradicardia (battito troppo
lento)
Le aritmie possono essere causate da fattori eccitanti (emozioni,
esercizio fisico, alcol, caffeina, nicotina, droghe e certi farmaci) o
da malformazioni congenite, patologie delle coronarie, infarto del
miocardio, ipertensione, valvole cardiache difettose, malattia
reumatica del cuore, ipertiroidismo e carenza di potassio
Arresto cardiaco
L'arresto cardiaco improvviso non deve essere confuso con l'attacco cardiaco.
Generalmente chi viene colpito da un attacco cardiaco è vigile e presente
mentre avverte il dolore causato dalla riduzione del flusso ematico diretto al
cuore. Una persona colpita da arresto cardiaco improvviso perde
immediatamente coscienza, collassa e presenta un ritmo cardiaco irregolare,
denominato fibrillazione ventricolare (il muscolo cardiaco si contrae in modo
caotico).
Rispetto a una persona vittima di attacco cardiaco, una persona colpita da
arresto cardiaco improvviso corre un maggiore rischio di morte immediata se
non viene eseguita la defibrillazione in brevissimo tempo.
1 ogni 19 minuti: questa è la frequenza di casi di morte per arresto cardiaco
improvviso in Italia, per un totale di 60.000 vittime ogni anno 810% decessi
annui). La percentuale di sopravvivenza all’arresto cardiaco è inferiore al 2%,
dal momento che i sistemi tradizionali di soccorso non arrivano in tempo per
eseguire con successo la defibrillazione elettrica, terapia in grado di ripristinare
la normale attività cardiaca. Infatti, ogni minuto di ritardo nel somministrare la
scarica elettrica riduce del 5-10% le possibilità di riavviare il cuore. La
tempestività dell’intervento è quindi un punto cruciale.
Arresto cardiaco
La causa principale dell’arresto cardiaco è la cardiopatia ischemica
(diminuzione (provocata generalmente da un’ostruzione) del flusso sanguigno
al miocardo, che provoca, a sua volta, uno squilibrio di richiesta di ossigeno da
parte del cuore) anche se esistono delle cause cosiddette non cardiache, che
possono essere a loro volta suddivise in meccaniche (ad esempio
tamponamento cardiaco, embolia polmonare, pneumotorace iperteso e altre) e
anossiche (ad esempio ostruzione delle vie aeree ed eventi neurologici).
Tra le cause meno comuni sono state riportate alcune patologie di origine
genetica, come alterazioni dell’elettrocardiogramma che consistono nel
prolungamento dello intervallo tra le onde Q e T.
Patologie croniche a carico delle coronarie (le arterie che portano il sangue al
cuore), l'ipertensione o il diabete mellito, sono presenti in più del 75 per cento
delle persone che muoiono improvvisamente.
Più del 75% dei soggetti senza una coronaropatia conosciuta che muoiono
improvvisamente, presentano almeno due dei seguenti quattro fattori di rischio:
1. ipercolesterolemia,2. ipertensione,3. iperglicemia,4. abitudine al fumo di
sigarette.
Massaggio cardiaco
Lateralmente al paziente appoggiate il palmo della mano sulla parte
centrale del torace, nella sua metà inferiore. Quindi poggiate il palmo
dell’altra mano sul dorso della prima, incrociate le dita delle due mani
e, con le braccia distese e le spalle in posizione perpendicolare al
torace del paziente, premete decisamente verso il basso in direzione
della colonna vertebrale in modo da ottenere, in un individuo adulto,
una escursione di 5 centimetri. Sospendete bruscamente la
compressione, permettendo al torace di riespandersi, ma non
staccate le mani per non perdere la posizione e per evitare rimbalzi.
Praticate 30 compressioni del torace e, di seguito, la respirazione
bocca a bocca con 2 ventilazioni in rapida sequenza.
Emoglobina
L’emoglobina è una proteina coniugata formata da 4 catene
polipeptidiche e 4 gruppi eme, ciascuno contenete un atomo di ferro
capace di legare una molecola di ossigeno
Emostasi
Una ferita innesca una serie di reazioni
chimiche a cascata in cui, oltre alle
piastrine, intervengono almeno 15 fattori,
normalmente presenti nella corrente
sanguigna o sulle membrane cellulari
Nell’ultimo passaggio una proteina
plasmatica solubile, il fibrinogeno, viene
convertita in fibrina insolubile
La fibrina dà origine a una rete che
intrappola globuli rossi e piastrine formando
il coagulo
Il coagulo forma una barriera che
impedisce sia la perdita di liquidi sia
l’ingresso di microrganismi infettivi
Tessuto muscolare cardiaco
Il tessuto muscolare cardiaco è involontario e costituito da cellule
mononucleate (interconnesse da strie intercalari), in cui le proteine
contrattili sono organizzate in sarcomeri che gli conferiscono le
tipiche striature
tessuto muscolare cardiaco
sarcomero
Valvole cardiache
Le valvole cardiache sono strutture
di tessuto connettivo fibroso che
regolano il flusso del sangue tra gli
atri e i ventricoli (valvola tricuspide a
destra e bicuspide a sinistra) e tra i
ventricoli e le arterie aorta e
polmonare (valvole semilunari)
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Il principale compito delle valvole
cardiache è di impedire il riflusso del
sangue verso gli atri durante la
sistole ventricolare (valvole tricuspide
e bicuspide) o verso i ventricoli
durante la diastole (valvole
semilunari)