Apparato circolatorio
Funzioni dell’apparato circolatorio
La funzione dell’apparato circolatorio è quella di rifornire ogni cellula del nostro organismo di ossigeno
(O2), glucosio (C6H12O6), amminoacidi (aa) e sali. I vasi sanguigni trasportano anche gli ormoni e gli
anticorpi (che difendono l’organismo dalle aggressioni degli agenti patogeni). L’apparato circolatorio è
suddiviso in un sistema di vasi. I vasi sanguigni sono vene e arterie: le vene portano il sangue al cuore; le
arterie lo portano via dal cuore. Le pareti sono costituite da 3 strati concentrici: internamente un essuto
endoteliale (tonaca intima) a contatto col sangue; tonaca media con fibre muscolari lisce che rispondono a
stimoli di vasocostrizione e vasodilatazione e sono intercalate a fibre elastiche e collagene; tonaca esterna
o avventizia, costituita da fibre elastiche e collagene , intercalate a tessuto connettivo.
ARTERIE = vasi che portano il sangue via dal cuore. Esse sono soggette a una forte pressione, perciò
hanno una muscolatura possente (per resistere alle alte pressioni della pulsazione cardiaca).
VENE = vasi che arrivano al cuore. Sono vene con sezione molto grande e tendono a collassare, hanno
pertanto delle valvole (tra cui quelle a nido di rondine) che ne impediscono il “collasso” e il reflusso del
sangue.
La circolazione arteriosa è collegata a quella venosa attraverso la rete dei vasi capillari.
Le arterie si dividono in arteriole, capillari arteriosi, che diventano venosi dopo lo scambio gassoso (O2CO2). Questi confluiscono in venule che confluiscono in vene. Il sistema di capillarizzazione è diverso nel
fegato (sistema portale: vene- capillari- vene) e nel rene (rete mirabile: arterie- capillari- arterie).
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Il cuore
La circolazione sanguigna umana viene definita doppia, perché il sangue passa e 2 volte dal cuore e completa
(completa significa che non c’è alcun tipo di comunicazione tra sangue ossigenato e sangue non ossigenato).
Il cuore è un muscolo dell’apparato circolatorio che, contraendosi ritmicamente, esercita una forza
propulsiva sul sangue e ne determina la circolazione all’interno dei vasi sanguigni. Il tessuto muscolare
miocardio è rivestito internamente ed esternamente da due membrane che si chiamo endocardio e pericardio.
Il cuore, risulta suddiviso in quattro cavità. Le due porzioni superiori vengono dette atri e le due inferiori
vengono definite ventricoli.
I due atri sono settori di ricezione del sangue, essi ricevono quindi il sangue che entra nel cuore. I due
ventricoli, invece, sono i settori di propulsione del sangue. Atri e ventricoli sono separati da valvole
(tricuspide e bicuspide); ventricole e arterie sono separati dalle valvole semilunari.
Il cuore è suddiviso inoltre in una parte destra, che contiene sangue non ossigenato, e in una parte sinistra che
contiene sangue ossigenato.
Il sangue proveniente da ogni parte del corpo viene trasportato all'atrio destro attraverso due grosse vene: la
vena Cava superiore e la vena Cava inferiore.
Il cuore riceve nell’atrio destro il sangue non ossigenato mediante una vena: la vena Cava comune (che si
forma dall’unione di vena cava superiore ed inferiore). L’atrio sinistro, invece, riceve il sangue arterioso,
ricco di ossigeno, proveniente dai polmoni, mediante le vene Polmonari.
Il cuore spinge il sangue attraverso i due circuiti chiusi e separati dell'apparato circolatorio umano. Il sangue
ricco di ossigeno lascia il ventricolo sinistro attraverso l’Aorta e, dopo essere circolato in tutto il corpo, torna
desossigenato all’atrio destro attraverso le vene cave superiore e inferiore. Introducendolo nell’arteria
polmonare, il ventricolo destro pompa il sangue ai polmoni, dove si libera dell'anidride carbonica e si carica
di ossigeno attraverso la respirazione. Una volta ossigenato torna all’atrio sinistro attraverso le vene
polmonari, pronto per un nuovo ciclo di circolazione arteriosa.
In altri termini si può dire che il sangue arriva nell’atrio destro attraverso la vena cava. Un globulo rosso
entra nell’atrio destro del cuore portato da una delle due vene cave: dalla vena cava superiore se proviene
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dalla circolazione della parte superiore del corpo, dalla vena cava inferiore se proviene dalla circolazione
della parte inferiore.
Una volta raggiunto l’atrio destro, il sangue passa nel sottostante ventricolo destro e subito dopo nelle
arterie Polmonari. L’arteria destra e sinistra polmonari sono dirette ai polmoni.
Nei polmoni, il globulo rosso scarica
l’anidride carbonica, si carica di ossigeno e
imbocca le vene polmonari (sono 4). Da
qui passa nell’atrio sinistro e dal ventricolo
sinistro all’arco Aortico. La circolazione è
ora la circolazione periferica. Dalla
circolazione periferica farà ritorno con le
vene cave all’atrio destro del cuore,
nuovamente povero di ossigeno e ricco di
anidride carbonica. L’apparato circolatorio,
nasce a livello evolutivo, quando
l’organismo inizia a diventare grosso. Il
cuore ha origine da due vasi aortici che,
riunendosi, formano un organo pulsante.
I movimenti del cuore
I due movimenti del cuore sono la contrazione e il rilasciamento che prendono il nome di sistole e diastole e
insieme danno via al ciclo cardiaco.
SISTOLE = contrazione
DIASTOLE = rilasciamento
Per consentire al sangue di passare dall’atrio ai ventricoli, l’atrio deve essere in sistole e il ventricolo è in
diastole.
Gittata cardica= frequenza cardiaca· gittata sistolica
Il cuore è un organo ad eccitazione autonoma poiché possiede dei centri nervosi a sé. Questi due centri ad
eccitazione autonoma sono: il NODO SENO ATRIALE (situato nell’atrio destro sotto l’inserimento della
vena cava) e il NODO ATRIO VENTRICOLARE (che si trova tra atrio e ventricolo).
Il nodo seno atriale causa la sistole degli atri, alla quale segue l’eccitazione del nodo atrio ventricolare che
determina la contrazione dei ventricoli.
La contrazione del tessuto muscolare cardiaco, che permette il pompaggio del sangue, viene generata da
particolari gruppi di cellule specializzate (nodi), capaci di produrre impulsi elettrici in modo autonomo e
ritmico. Questi stimoli hanno origine dal nodo seno-atriale, situato nell'atrio destro, e si propagano agli atri,
facendoli contrarre; raggiungono poi il nodo atrio-ventricolare, in cui l’impulso nervoso viene rallentato,
permettendo ad atri e ventricoli di contrarsi in momenti diversi. Esso è localizzato alla base dell’atrio destro
e, trasmettendosi lungo il setto interventricolare mediante un fascio di fibre nervose (fascio di His), si
diffonde ai ventricoli, determinandone a loro volta la contrazione.
Fascio di His = fascio di fibre nervose presenti nel setto interventricolare, responsabile della trasmissione alla
muscolatura cardiaca dell’impulso di contrazione che ha origine nel nodo seno-atriale.
Elettrocardiogramma: la prima onda che si vede è l’onda P e corrisponde alla contrazione degli atri; poi
complesso QRS (rilasciamento atri e contrazione ventricoli), poi onda T (rilasciamento ventricoli).
Regolazione battito
SN autonomo regola ritmo e potenza con meccanismo a feed back sia tramite barocettori che registrano la
pressione del sangue a livello dell’arco aortico e delle carotidi, sia tramite chemiocettori che registrano la
concentrazione H+, CO2, O2.
Ormone adrenalina e noradrenalina aumentano Forza contrazione e frequenza.
Alcuni ormoni tiroidei
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Regolazione del flusso sanguigno
Il sistema nervoso controlla la quantità di sangue che affluiscono ai vari organi. Esistono fondamentalmente
due DISTRETTI da vascolarizzare: quello muscolare- encefalico e quello viscerale- cutaneo.
La regolazione del flusso sanguigno avviene nel momento in cui dalle arterie si passa alle arteriole,
controllando la diversa vasodilatazione- vasocostrizione.
Muscolatura delle arteriole:
Art. A = arteriola
rilasciata in seguito vaso
dilatazione - il sangue
passa in abbondanza e
l’organo controllato è
ossigenato
Art. B = del tutto
contratta in seguito a vaso costrizione-.Il sangue
non passa.
Art. C = è mediamente
contratta.
Art. D = è
mediamenterilasciata e
riceve una media
quantità di sangue.
Oltre al sistema nervoso anche gli ormoni adrenalina e noradrenalina determinano vasocostrizione e
dilatazione, i peptidi cardiaci e la renina prodotta dal rene (sensibile all’apporto ematico al rene), così come
istamina e altre sostanze (caffeina, teina) e l’ADH (antidiuretico) prodotta dall’ipofisi.
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Organizzazione del sistema nervoso
Il sistema nervoso comprende il sistema nervoso centrale e il sistema periferico.
Il primo è formato dall’encefalo e dal midollo spinale; il secondo si suddivide in sensitivo (che porta gli
stimoli dagli organi di senso al midollo spinale) e motorio (che porta le risposte agli stimoli dal midollo ai
muscoli motori). Il centro di regolazione è situato nel tronco.
Il sistema periferico motorio si suddivide inoltre in somatico o volontario (che innerva tutti i muscoli
scheletrici, ovvero delle ossa e riguarda meccanismi sotto controllo della volontà); e autonomo o
involontario (che agisce mediante archi riflessi). Questo, a sua volta, è suddiviso in simpatico (che si eccita
in momenti di stress o pericolo e che funziona con adrenalina noradrenalina) e parasimpatico (che è sempre
attivo e funziona con acetilcolina.
Il sistema nervoso autonomo ha, quindi, due specificità. Quello simpatico, che si eccita in momenti di stress
o pericolo, funziona con l’Adrenalina (Adr) e la Noradrenalina (Nor), due neurotrasmettitori che provocano
l’aumento del battito cardiaco e l’innalzamento della pressione sanguigna. Quello, parasimpatico, invece,
funziona con un neurotrasmettitore che si chiama Acetilcolina (Ach).
Durante l’attività del sistema nervoso simpatico si ha una vaso costrizione cutanea e viscerale e una vaso
dilatazione encefalica e muscolare, che permette di preparare l’animale alla situazione di pericolo.
SISTEMA
NERVOSO
Periferico
Centrale
Sensitivo(porta stimoli
encefalo
midollo
spinale
Motorio (portano le
risposte dal midollo ai
muscoli del corpo)
dagli organi di senso al mi
dollo spinale).
SOMATICO o
VOLONTARIO
AUTONOMO o
INVOLONTARIO
(innerva tutti i muscoli
scheletrici)
(agisce mediante un arco
riflesso)
SIMPATICO
(si attiva in
momenti di stress
o pericolo).
PARASIMPATICO
attivo sempre
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Anatomia comparata dell’apparato circolatorio
Negli animali più semplici glucosio, ossigeno e altre piccole molecole passano per diffusione, quindi non c’è
un apparato circolatorio; negli insetti c’è un apparato aperto (cuore tubulare e lacune che circondano gli
organi), i primi vasi compaiono nel lombrico.Tra tutti i vertebrati, i primi ad avere il cuore sono i pesci.
Nella maggior parte dei pesci l'apparato circolatorio è semplice ed è formato da un cuore a due sole camere
(un atrio e un ventricolo).
Nei pesci, la circolazione viene detta unica (perché il sangue passa una sola volta dal cuore).
Gli anfibi invece sono provvisti di due atri (atrio destro e atrio sinistro) e un solo ventricolo (ventricolo
unico). Il cuore degli anfibi è quindi più evoluto di quello dei pesci (che è suddiviso in un solo atrio e in un
solo ventricolo). Nonostante ciò questo tipo di circolazione sanguigna risulta inefficiente per gli anfibi, i
quali si servono della respirazione cutanea. La circolazione degli anfibi è detta circolazione doppia
incompleta.
Nei coccodrilli l’apparato circolatorio è simile a quello umano. La sola differenza è la presenza, nel cuore dei
coccodrilli, di un piccolo foro tra i due ventricoli: il foramen cieco.
Le principali arterie
Le arterie sono i vasi che portano il sangue dal cuore alla periferia.
I nomi delle arterie principali:
Dall’arco aortico → coronarie (cuore)
(ventricolo sin.)
portano il sangue al cuore.
→ 2 carotidi che vanno al cervello
→ 2 succlavie che vanno agli arti superiori
Quando l’arco aortico si ripiega diventa aorta prima toracica e poi addominale
dall’aorta partono:
AORTA → ARTERIA GASTRICA (stomaco)
→ ARTERIA EPATICA (fegato)
→ ARTERIA MESENTERICA (intestino)
→ ARTERIA SPLENTICA (milza)
→ ARTERIA RENALE (reni)
→ 2 ILIACHE vanno negli arti inferiori: da qui arterie femorale, tibiale, fibulare.
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Composizione del sangue
Il sangue è una soluzione acquosa (plasma) composta in prevalenza da acqua, oltre ad una parte corpuscolata
costituita da cellule o elementi figurati :
1.
globuli rossi: sono 5- 6 milioni /mq di sangue, vengono prodotti nel midollo osseo rosso e
distrutti dopo 3 mesi nella milza, nel fegato e nel midollo osseo. Sono cellule anucleate, il nucleo è
sostituito da un’enorme proteina, l’emoglobina (composta da 4 catene, nell’adulto 2 α e 2β. Dal
catabolismo dell’emoglobina si ottiene globina (viene scissa nei propri a.a che poi vengono
riutilizzati); ferro dal gruppo eme (viene legato a trabsferrina che lo porta al midollo per poi
riutilizzarlo); porzione non ferrosa del gruppo eme (poi convertita in bilirubina ed escreta tramite la
bile)
2.
globuli bianchi (cellule ameboidi con possiblità di emettere pseudopodi e facogitare corpi
estranei): sono 5-6 mila/mq di sangue e contengono gli anticorpi. Vengono suddivisi in monociti,
granulociti (eosinofili: aumentano durante allergie; basofili; neutrofili: aumentano durante le
infezioni), linfociti (T= killer e helper e B=anticorpi e cellule memoria).
3.
Piastrine: sono frammenti di cellule che servono per la coaugulazione del sangue. Si formano
nel midollo a partire da megacariociti e vengono distrutte dopo 7-8 gg nella milza e nel fegato. Una
loro carenza (trombocitopenia) porta a difficoltà di coaugulazione, che necessita anche di almeno 15
altri fattori.
Nel plasma sono immersi
1.
Ormoni
2.
Anticorpi
3.
Elementi nutritivi
4.
Sali
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5.
Proteine che determinano la pressione osmotica (albumina e globuline permettono a livello
tissutale il riassorbimento di acqua per osmosi, quando non si verifica si forma un edema).
Meccanismo della coaugulazione
1. Contrazione muscolare della muscolatura liscia del vaso danneggiato (anche grazie alla serotonina
rilasciata dalle piastrine)
2. Formazione del tappo piastrinico (le piastrine si attaccano alla parete)
3. Produzione di fibrinogeno fibrina con proprietà agglutinante e successiva formazione del coaugulo
4. Contrazione del coaugulo
Analisi del sangue (emocromo) prelevato da vene e inserito in provetta con anticoaugulante.
MCV= grandezza dei globuli rossi
MCH= quantità di HB/globulo rosso
Formula leucocitaria: numero relativo di neutrofili, basofili, eosinofili e numero totale
Ht: %V occupata dagli elementi figurati del sangue (aumenta per disidratazione, alcolismo, diabete,
insufficienza renale acuta, infiammazioni acute [peritonite], diminuisce per carenza Fe o vit B12, cirrosi
epatica, infezioni gravi, insufficienza renale cronica, leucemie e altri tumori)
Glicemia
Azotemia
Transaminasi (indici di funzionalità epatiche
Malattie del sangue
Anemia: legata alla carenza di globuli rossi
Anemia falciforme: legata ad una mutazione che porta alla sostituzione dell’amminoacido acido glutamico
con valina, che tende a polimerizzare
Anemia mediterranea o β talassemia: genetica, microcitemia (hanno globuli rossi più piccoli)
Macrocitemia: globuli rossi più grandi
Emofilia: mancanza fattore 8 coaugulazione, genetica legata a cromosoma X
Leucemia mieloide: interessa la linea cellulare derivata dalle c. staminali mieloidi (granulociti, eritrociti,
monociti e piastrine)
Leucemia linfoide: interessa linfociti T e B a livello di circolo
Linfoma: linfociti a livello di linfonodi
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Reazione antigene- anticorpo
Antigene: è una parte di molecola (in genere dell’agente patogeno) in grado di scatenare una
risposta immunitaria.
Qualsiasi corpo estraneo di origine animale che non siamo noi, provoca una risposta immunitaria.
Questo succede perché alla superficie di ognuna delle nostre cellule c’è una “serratura”.
Il riconoscimento di un antigene da parte di un anticorpo avviene in modo specifico grazie al fatto che
la struttura dell'anticorpo è complementare a quella dell'antigene: ciò permette alle due molecole di
legarsi in modo analogo alla combinazione di una chiave con la corrispondente serratura.
Ogni antigene è riconosciuto da un particolare specifico anticorpo. Gli anticorpi sono molecole
complementari agli antigeni. L’anticorpo ha la funzione di attivare la produzione di altri anticorpi a
scopo di difesa immunitaria dell’organismo. Le malattie autoimmuni sono malattie causate del sistema
immunitario, che reagisce contro i tessuti dello stesso organismo; queste malattie provocano nel
l’organismo una produzione di anticorpi che possono colpire l’individuo stesso.
Tutto ciò a causa di una modificazione dei meccanismi di riconoscimento cellulare, che normalmente
permettono all’organismo di riconoscere gli elementi ad esso appartenenti rispetto a quelli ad esso estranei.
Es. sclerosi multipla.
Una trasfusione di sangue può provocare l’immunodepressione, se il gruppo sanguigno del donatore
non è compatibile con quello del ricevente. L’immunodepresso è colui che manifesta la riduzione delle
difese immunitarie.
Gli antigeni più noti si trovano nei globuli rossi e sono noti come antigene A e antigene B. Il
sangue umano può appartenere a uno di questi 4 tipi: A, B, AB, 0 (è privo di antigeni)
Gruppi sanguigni
Sulla superficie del globulo rosso si trovano alcuni antigeni. Gli antigeni sono 3: A, B e 0 e danno luogo a
gruppi sanguigni che sono più o meno compatibili. In effetti l’antigene A determina la presenza
dell’anticorpo anti-B, antigene B avrà anticorpo anti A, AB avrà sia l’antigene A, si l’antigene B e sono
senza anticorpi. Il gruppo 0, che non ha antigeni, ha tutti gli anticorpi. Così il gruppo 0 è donatore universale,
poiché il sangue zero non può essere attaccato e il gruppo AB è ricevente universale, poiché è senza
anticorpi. A può ricevere da 0 e da A, non da B o AB, poiché gli anticorpi anti B distruggerebbero il sangue
ricevuto
FATTORE RH:
E’ un altro tipo di antigene che può essere presente sulla superficie dei globuli rossi del sangue.
L’antigene, in base alla sua presenza o assenza, permette di distinguere il sangue rispettivamente in Rh
positivo e Rh negativo.
Il contatto di sangue tra Rh positivo e Rh negativo provoca una reazione di incompatibilità. Il contatto del
sangue di un individuo Rh negativo con gli antigeni Rh di un soggetto Rh positivo, infatti, attiva il sistema
immunitario e provoca la produzione di anticorpi diretti contro l'antigene Rh da parte dell'individuo che ne è
privo. Se ciò si verifica durante il parto di un bambino Rh positivo di una donna che è Rh negativa, ne può
derivare una gravissima patologia (nei successivi figli) che prende il nome di eritroblastosi fetale.
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In questo caso, nel corso prima gravidanza, soprattutto al momento del parto, la donna sviluppa anticorpi
anti-Rh (quindi contro quelli del figlio). Per evitare questa patologia alla donna viene somministrato un
antisiero contenente anticorpi anti-Rh, in modo che essa riceva un’immunità passiva contro tale fattore.
Gruppo sanguigno
Antigene
Anticorpo
Dona a
Riceve da
A
A
ANTI B
A, AB
0, A
B
B
ANTI A
B, AB
0,B
AB
A,B
NESSUNO
AB
TUTTI
0
NESSUNO
ANTI A ANTI B
TUTTI
0
+
RH
NESSUNO
RH+
TUTTI
-
NESSUNO
ANTI RH
TUTTI
RH-
FATTORE rh
Credits: Alessia Ruggieri classe 2G Besta (A.S.2014-15)
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