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Sylvia S. Mader
Immagini e
concetti
della biologia
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Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
C5 – Il sistema
cardiovascolare
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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La struttura del cuore
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Il percorso dei
circuiti polmonare
e sistemico
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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