Apparato cardiovascolare
L’apparato cardiovascolare permette lo scambio tra sangue e liquido interstiziale.
Nei mammiferi, e quindi nell’uomo, il sistema circolatorio è un sistema chiuso , cioè il sangue non
esce dai vasi e gli scambi avvengono a livello della parete dei capillari.
La circolazione è doppia e completa, cioè vi sono due circuiti distinti: (fig. 1)
la circolazione polmonare: il sangue da ossigenare dal ventricolo destro, attraverso le arterie
polmonari raggiunge i polmoni, nei capillari degli alveoli cede CO2 ed acquista O2, attraverso
le vene polmonari torna all’atrio sinistro
la circolazione sistemica: il sangue ossigenato dal ventricolo sinistro, attraverso l’aorta e le
altre arterie, raggiunge tutti i tessuti e, attraverso le pareti dei capillari, cede O 2 ed acquista
CO2, torna all’atrio destro attraverso le vene cave superiore e inferiore.
Quindi nella parte sinistra del cuore passa il sangue ossigenato, in quella destra quello da
ossigenare.
Il cuore
Il cuore umano (fig. 2) è un organo muscolare cavo, diviso in quattro camere: due atri e due
ventricoli; si trova nella cavità toracica e ha le dimensioni di un pugno, pesa circa 300 g. La punta
del cuore si trova in contatto con il diaframma; la parte sinistra del cuore è più sviluppata
La parete del cuore ha tre strati:
endocardio: tessuto epiteliale squamoso che riveste le pareti interne del cuore
miocardio: tessuto muscolare cardiaco
pericardio: organo membranoso che riveste il cuore e l’origine dei grossi vasi. Costituito da 2
strati, uno esterno fibroso (pericardio fibroso) e uno interno sieroso (pericardio sieroso o
epicardio).
Le arterie coronarie: portano le sostanze nutritive e l’ossigeno al miocardio, si ramificano a partire
dall’aorta e danno origine a una fitta rete di capillari.
Il cuore è suddiviso in 4 parti: atrio e ventricolo destro, atrio e ventricolo sinistro, gli atri sono
collegati alle vene: vene cave a destra, vene polmonari a sinistra; i ventricoli sono collegati alle
arterie: arterie polmonari a destra, aorta a sinistra.
Fra atri e ventricoli si trovano le valvole atrioventricolari che si chiudono per evitare un reflusso di
sangue verso gli atri; non vi sono invece comunicazioni fra la parte destra e la parte sinistra del
cuore.
Le valvole semilunari si trovano all’uscita dei ventricoli, fra ventricolo e arteria e impediscono il
ritorno del sangue verso il cuore.
I vasi sanguigni
L’apparato cardiovascolare presenta tre categorie di vasi sanguigni: arterie, vene e capillari che
differiscono tra loro per funzione e pressione sanguigna che devono sopportare. (Fig. 3)
Le arterie sono i vasi che trasportano sangue in direzione centrifuga: dal cuore verso la
periferia.
Vene: vasi che trasportano sangue in direzione centripeta, cioè verso il cuore.
I capillari hanno pareti sottili formate da un unico strato di endotelio e sono i soli a permettere
per diffusione lo scambio di sostanze nutritive, O2, CO2, e altre molecole tra sangue e liquidi
extracellulari.
Struttura di vene e arterie
Le tonache di vene e arterie sono pareti costituite da tre strati concentrici. (Fig. 4 e 5)
tonaca intima - strato interno a contatto con il sangue, formato da tessuto endoteliale su fibre
elastiche;
tonaca media - strati di fibre muscolari lisce che rispondono con vasocostrizione o
vasodilatazione agli stimoli dati dal sistema nervoso autonomo;
tonaca esterna o avventizia - fibre elastiche e collagene.
La parete delle arterie è più elastica e resistente di quella delle vene perché devono supportare l’alta
pressione del flusso sanguigno.
Le vene hanno un lume più grande e pareti più sottili rispetto alle arterie per rendere minima la
resistenza al flusso di ritorno. Le vene hanno delle valvole a nido di rondine (Fig. 4 e 5) che
impediscono al sangue di scorrere a ritroso. Il sangue è spinto nelle vene dalla contrazione dei
muscoli scheletrici.
I prelievi di sangue e le trasfusioni vengono effettuati sulle vene perché scorrono in superficie, non
si rovina l’elasticità forandole e la spinta della pressione non è così forte da ostacolare l’ingresso di
sangue.
Battito cardiaco
Un ciclo cardiaco (Fig. 6) inizia con la contrazione degli atri all’unisono in seguito all’impulso
elettrico generato nel nodo seno-atriale che si trova nell’atrio destro. (Fig. 7)
Il segnale poi si propaga al nodo atrio-ventricolare, lungo la parete che separa i ventricoli e poi alle
pareti dei ventricoli. (Fig. 8)
Il cuore si contrae ritmicamente e spontaneamente; la contrazione è detta sistole e il rilassamento
diastole
Ciclo cardiaco è l’insieme di sistole e diastole sia degli atri sia dei ventricoli, dura 0,8 secondi in
tutto:
0,1 secondi la sistole atriale
0,3 secondi la sistole ventricolare
0,4 secondi la diastole
In un adulto a riposo si hanno circa 70 battiti al minuto, sotto sforzo la frequenza può superare il
doppio.
Lo stimolo è generato da cellule del cuore (nodo seno-atriale), il cuore continua a battere anche se si
recidono le fibre nervose, il sistema nervoso regola la frequenza.
La pressione sanguigna
La pressione sanguigna è la misura della forza per unità di superficie esercitata dal sangue contro le
pareti dei vasi sanguigni.
Viene misurata a livello di arteria brachiale nella parte alta del braccio con lo sfigmomanometro e lo
stetoscopio (Fig. 9) , la pressione in un adulto è di circa 120 mm di mercurio quando i ventricoli si
contraggono, 80 mm di mercurio quando si rilasciano (120/80).
L’elettrocardiogramma
L’elettrocardiogramma (ECG) registra gli eventi elettrici che si verificano nel muscolo cardiaco
durante il ciclo cardiaco (Fig.10), è un importante strumento diagnostico.
Il sangue
Il sangue distribuisce ossigeno e nutrienti alle cellule e rimuove sostanze di scarto come l’urea;
trasporta sostanze importanti come ormoni; interviene nella termoregolazione, regola il pH dei
fluidi corporei e svolge un ruolo importante nella difesa immunitaria. Un uomo di 75 kg possiede
circa sei litri di sangue.
Il sangue è un tessuto connettivo fluido, viscoso, rosso, con un pH leggermente alcalino; il 55% è
formato da plasma, un liquido giallo paglierino, il 45% è formato da elementi figurati ossia globuli
rossi, bianchi, e piastrine.
L’ematocrito è il rapporto fra il volume dei globuli rossi e quello del sangue intero; il valore
relativo dei globuli in 100 volumi di sangue normalmente si aggira sul 44%, l’1% rappresenta il
volume di globuli bianchi e piastrine. (Fig.11)
Il plasma è formato da acqua e soluti organici e inorganici, contiene ioni e molecole nutritive
essenziali per i processi vitali delle cellule.
Nel plasma troviamo materiali di rifiuto, come l’anidride carbonica e l’urea, e proteine plasmatiche:
fibrinogeno (coinvolto nella coagulazione del sangue),
globuline (difendono il corpo da agenti estranei), albumina (trasporta ormoni e acidi grassi).
Le cellule del sangue (Fig. 12):
Gli eritrociti (globuli rossi), sono cellule prive di nucleo, hanno la forma di dischi biconcavi,
contengono emoglobina e trasportano ossigeno. (Fig. 13)
Ci sono 5-6 milioni di globuli rossi per mm3 di sangue.
I leucociti (globuli bianchi) combattono le infezioni e la crescita di cellule cancerose.
Ci sono 5000-10000 globuli bianchi per mm3 di sangue. (Fig. 14)
Le piastrine servono per la coagulazione del sangue.
Ci sono 150000-400000 piastrine per mm3 di sangue.
L’emopoiesi è il processo di produzione delle cellule del sangue, avviene nel midollo osseo rosso.
(Fig. 15)
La coagulazione
La coagulazione del sangue blocca la sua fuoriuscita quando un vaso viene danneggiato.
Le cellule muscolari lisce del vaso danneggiato si contraggono, la vasocostrizione riduce le
perdite ematiche.
Le piastrine si agganciano alla parete interrotta e richiamano altre piastrine, diventano
appiccicose.
Le cellule danneggiate rilasciano sostanze reagendo con una specifica proteina plasmatica
avviano una serie di reazioni chimiche a cascata che culminano con la conversione del
fibrinogeno in fibrina.
Le molecole di fibrina formano una rete che intrappola i globuli rossi e le piastrine, dando
origine al coagulo.
Il coagulo si contrae tirando l’uno verso l’altro i margini della ferita; in questo modo si forma
una barriera che impedisce la perdita di liquidi vitali e l’ingresso di microrganismi infettivi.
(Fig. 16)
Scambi fra sangue e liquido interstiziale.
Il sangue passando nei capillari cambia la sua composizione, perché alcune sostanze passano dal
sangue al liquido interstiziale, altre dal liquido entrano nel sangue.
A livello di tutti i capillari della circolazione sistemica il sangue cede O2 e acquista CO2.
A livello dei capillari polmonari il sangue cede CO2 e acquista O2.
I capillari della parete dell’intestino tenue si arricchiscono di sostanze nutritive che verranno
cedute in tutti i tessuti del corpo.
Il metabolismo di tutte le cellule produce sostanze di rifiuto (cataboliti) che passano nel
liquido interstiziale e poi nel sangue.
Nei capillari dei reni il sangue perde i cataboliti raccolti da tutti i tessuti.
Domande
1. Perché il sistema circolatorio dei mammiferi è detto chiuso?
2. Cosa significa “circolazione doppia e completa?
3. Descrivere il percorso di un globulo rosso dal cervello al fegato.
4. Descrivere la struttura e la funzione delle arterie.
5. Descrivere la struttura e la funzione dei capillari.
6. Descrivere la struttura e la funzione delle vene.
7. In quali vene scorre sangue ossigenato?
8. In quali vene scorre sangue da ossigenare?
9. In quali arterie scorre sangue ossigenato?
10. In quali arterie scorre sangue da ossigenare?
11. Descrivere la struttura del cuore.
12. Cosa sono le valvole cardiache, a cosa servono?
13. Descrivere il ciclo cardiaco.
14. Che cos’è la pressione sanguigna? A cosa si riferisce il valore ella massima e della minima?
15. Che cosa registra l’elettrocardiogramma?
16. Che cos’è il sangue?
17. Quali sono le caratteristiche del plasma?
18. Quali sono le cellule del sangue?
19. Quanti sono gli eritrociti? Che funzione svolgono?
20. Quanti sono gli leucociti? Che funzione svolgono?
21. Quanti sono le piastrine? Che funzione svolgono?
22. Cos’è e dove avviene l’emopoiesi?
23. Come avviene la coagulazione?
