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Sistemi di trasporto negli organismi

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+ Polmoni

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Apparato circolatorio umano

�Un complicato sistema di vasi (arterie, vene ecapillari) che formano un circuito chiuso con alcentro il cuore + il sangue.

�A livello dei capillari arteriosi ogni cellulariceve sostanze nutritizie

�A livello di capillari venosi le cellule riversano iloro rifiuti.

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Il sangue

� È il più importante mezzo dicomunicazione tra lecellule, per cui è un tessutoconnettivo liquido.

� Il tessuto connettivo è costituito da celluleimmerse in abbondante sostanza intercellulare.

� Svolge diverse funzioni: collegamento fra organie tessuti; riempimento; sostegno e protezione;

distribuzione di nutritivi e accumulo di

sostanze di riserve.

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Il sangue: composizione

� Il sangue è un tessuto connettivo, formato dasostanza fondamentale intercellulare, ilPLASMA (55%), che permette la circolazionee una parte corpuscolare (45%).

� Nel plasma sono sospesi tre diversi tipi dicellule ematiche:

1. Globuli rossi o emazie o eritrociti

2. Globuli bianchi o leucociti

3. Piastrine o trombociti.

Plasma

� Liquido salato, giallino, in cui sitrovano disciolti Sali minerali,sostanze organiche e diverseproteine come il fibrinogeno.

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CELLULE DEL

SANGUE

In un uomo adulto, il sangue costituisce circa

1/12 del peso corporeo e corrisponde a 5-6 litri.

Il 55% del sangue è costituito da plasma, il

45% da cellule o elementi figurati.

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� Tutte le cellule del sangue vengono prodotte nelmidollo osseo a partire da una cellulaprogenitrice, chiamata staminale.

� Dividendosi, la cellula staminale origina duelinee cellulari:

1. Linea linfoide: linfociti B e T

2. Linea mieloide: fagociti [monociti e granulociti

(basofili, eosinofili, neutrofili), megariociti–

piastrine, globuli rossi.

Cellula staminale

Linea linfoide Linea mieloide

Linfociti B Linfociti T

Monociti Basofili Emazieeosinofili Neutrofili

Megariociti

Piastrine

GLOBULI BIANCHI

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Globuli bianchi o leucociti

Monociti neutrofili eosinofili basofili

Fagociti Linfociti B e T

Granulociti

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Globuli rossi o emazie o eritrociti

� Sono cellule anucleate, tondeggianti, schiacciateal centro e rialzate ai bordi. Hanno un diametrodi 7,2-8,4 micron.

� Un mm3 di sangue può contenere fino a5.400.000 nell’uomo adulto, fino a 4.500.000nella donna.

� Contengono emoglobina che serve per iltrasporto di ossigeno.

� Essendo privi di nucleo vivono 120 giorni, dopovengono distrutti nel fegato e nella milza, mentresono prodotti dal midollo osseo (ematopoiesi).

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Globuli rossi o emazie o eritrociti

queste cellule sono incaricate dirifornire di ossigeno i tessuti ein parte di recuperare l'anidridecarbonica che essi produconocome scarto.

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GLOBULI ROSSI

7,5 µ

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GLOBULI ROSSI

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Globuli bianchi: sono incaricati della difesa dell'organismo

�o leucociti, hanno un diametro di 8-15 micron esono provvisti di nucleo

� In media un millimetro cubo di sangue contiene6.000-8.000 globuli bianchi. Vivono da 6 ore adiversi anni.

�Grazie ai movimenti ameboidi essi possonopassare attraverso le pareti dei capillari(diapedesi) per difendere l’organismo dalleinfezioni o direttamente (macrofagi o fagociti:monociti + granulociti) o producendo anticorpi(linfociti).

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Globuli bianchi� I leucociti si dividono in due categorie in base al nucleo:

A. Granulociti: neutrofili, eosinofili o acidofili e basofili

B. Cellule linfoidi (o agranulociti): linfociti e monociti.

� Il termine di granulociti è dovuto alla presenza di granulinel citoplasma di queste cellule. Questi granuli sonodifferenti nei vari tipi di granulocita e ci aiutano adistinguerli. Infatti, questi granuli hanno una differenteaffinità verso i coloranti neutri, acidi o basici e fannoassumere al citoplasma un colore differente.

� Derivano dal midollo osseo. Il nucleo è raggruppato inmasserelle o lobi.

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�LINFOCITI: piccole cellule con nucleotondeggiante (21-40%). Attivi contro i virus,cellule tumorali e organi trapiantati. Difesaindiretta, specifica con anticorpi.

�MONOCITI: cellule più grandi, con nucleo afagiolo (2-8%), capacità di fagocitosi. Sitrasformano in macrofagi.

�GRANULOCITI: con nucleo lobato e moltigranuli nel citoplasma. Sono mobili edeformabili, capaci di diapedesi e fagocitosi,digerendo i batteri.

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� Ciascun tipo di leucocita è presente nel sangue in proporzioni diverse:

� granulocita neutrofilo 50 - 70%

� granulocita eosinofilo 2 - 4%

� granulocita basofilo 0,5 - 1%

� monocita 3 - 8 %

� linfocita 20 - 40%

FAGOCITI

Cellule linfoidi

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10 µ

◄Fagocita che attacca e

distrugge un microbo.

◄Grazie alla diapedesi i globuli bianchi possono

passare attraverso i capillari e distruggere i microbi

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Fagocitosi

Scoperta nel 1882, è la prima rispostaimmunitaria dell’organismo.

È una risposta immunitaria immediata, ma nonspecifica, perché distrugge tutti i corpi estranei.

È dovuta ai fagociti = monociti + granulociti.

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� Linfociti B (bone marrow = midollo osseo)secernono una grande quantità di anticorpi(risposta umorale).

� Linfociti T (timo) sono responsabile dellaimmunità cellulare e si dividono:

1. Tc (citotossici o killer o NK): uccidono le cellule2. Th (helpers): sono necessari per attivare sia i

linfociti B che quelli Tc3. Ts (soppressori): riducono l'intensità della

risposta immunitaria4. Linfociti T memoria.

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� Infine, il sistema immunitario producelinfociti T memoria, linfociti che sidisattivano, ma che sono pronti a riattivarsiin occasione di incontri successivi con lostesso antigene.

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� Oltre alle cellule T e B, nel sangue periferico e negliorgani linfoidi, si trova una terza popolazione di linfocitiche non presenta recettori per l'antigene e che,pertanto, svolge funzioni difensive di tipo non specificoe non è attivata dagli helper. Queste cellulerappresentano la componente filogeneticamente piùantica del sistema immunitario e si caratterizzanoprincipalmente per la loro attività citotossica. Per taliragioni esse vengono denominate cellule NK, NaturalKiller. Oltre a uccidere virus, batteri, cellule infettate ecellule neoplastiche, questi linfociti regolano anche laproduzione di altre cellule ematiche quali eritrociti egranulociti.

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� ANEMIA: globuli rossi di numero inferiore e diforma anomala

� LEUCOPENIA: diminuzione numerica deigranulociti

� LEUCOCITOSI: aumento di globuli bianchi.Vantaggiosa perché aumenta la capacità dicombattere le infezioni.

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Le piastrine o trombociti

� Sono elementi senza nucleo, tondeggianti odovali, con diametro di 2-4 micron

� Hanno vita media di circa 10 giorni

� La loro densità nel sangue è di 200.000-300.000/mm3.

� La principale funzione delle piastrine, otrombociti, è di fermare la perdita di sanguenelle ferite (emostasi, coagulazione).

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Nome Tipo Funzione N°/ mm3 Ciclo vitale

EMAZIE Cellule senza nucleo

Trasporto gas, rifiuti, ormoni, …

5-6 milioni 120 g

Globuli bianchi

nucleati Difesa e produzione anticorpi

5.000 -10.000

6 ore molti anni

Piastrine Frammenti di cellule

coagulazione 250.000 –450.000

10 – 12 g

ELEMENTI FIGURATI NEL SANGUE

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Il plasma = 55% del sangue

� Il plasma è un fluido leggermente alcalino, concaratteristico colore giallino, costituito per il 90 % daacqua e per il 10 % da sostanza secca. Nove parti diquesta sono costituite da sostanze organiche, mentreuna parte è costituita da minerali.

� Le sostanze organiche del plasma sono formate daglucidi (glucosio), lipidi (colesterolo, trigliceridi, fosfolipidi,lecitina, grassi), proteine (globuline, albumine,fibrinogeno), glicoproteine, ormoni (gonadotropine,eritropoietina, trombopoietina), amminoacidi e vitamine.

� Le sostanze minerali sono dissolte sotto forma ionica,cioè dissociate in ioni positivi e negativi (sodio, potassio,calcio, cloruro e bicarbonato)

� rifiuti.

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Funzioni del sangue:

1. Trasporta le sostanze nutritive alle cellule2. Trasporta i gas respiratori (l’ossigeno e il

diossido di carbonio)3. Trasporta le sostanze di rifiuto dalle cellule ai

polmoni e agli organi escretori4. Trasporta gli ormoni e le vitamine5. Trasporta i farmaci iniettati per via endovenosa6. Regola la temperatura corporea7. Partecipa alla difesa dell’organismo dagli agenti

patogeni.

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SANGUE Identificazione

Difesa

Trasporto

Plasma Globuli rossi Gruppi sanguigni

Gas respiratori Sostanze nutritive e

rifiuti

Coagulazione:

piastrine Fagocitosi:

granulociti

Anticorpi:

leucociti

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Quantità, funzioni e forma delle

cellule del sangue

Difesa immunitaria

dell’organismo

Difesa organismo

contro infezioni

2

Eritrociti,

Trasportano O2

FAGOCITI

LINFOCITI

Piastrine

coagulazione

GRANULOCITI

2-6%

25-33%

60-70%

0.5-1%

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La coagulazione

� È un processo al quale partecipano le piastrine eil fibrinogeno.

� Appena si rompe un vaso sanguigno le piastrineaccorrono, producendo la tromboplastina chetrasforma la protrombina in trombina (proteinaattiva), che trasforma il fibrinogeno in fibrina,insolubile, che forma la rete di filamenti e bloccal’emorragia.

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La coagulazione

PROTROMBINAtromboplastina

Ca++TROMBINA

FIBRINOGENOtrombina

FIBRINA

insolubilesolubile

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Il cuore: un organo infatigabile

� È un muscolo striato involontario cavo, diforma conica, grande quanto un pugno, situatonella cavità toracica, nel mediastino, lo spaziotra i polmoni.

� Nell’uomo adulto pesa circa 300 g, ha colorerossastro.

� Esternamente è avvolto dal pericardio,internamente è rivestito dall’endocardio.

� Il tessuto muscolare cardiaco è detto miocardio.

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Posizione occupata dal cuore, nella cavità mediastinica, con la base verso l’alto e l’apice

in basso a sinistra.

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Il cuore

� Il cuore è diviso in due parti separate da unsetto muscolare:

a) Parte sinistra, contenente sangue arterioso,costituita da atrio e ventricolo, separati dallavalvola tricuspide

b) Parte destra, contenente sangue venoso,costituita da atrio e ventricolo, separati dallavalvola bicuspide o mitrale.

� Le valvole permettono il passaggio delsangue in un’unica direzione: atrio-ventricolo.

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Il cuore

� Nell’atrio destro penetrano due grosse veneche portano il sangue refluo da tutto il corpo:

A. Vena cava superiore

B. Vena cava inferiore.

� Nell’atrio sinistro sboccano le 4 venepolmonari, che portano il sangue arterioso daipolmoni.

� Dal ventricolo destro prende origine l’arteriapolmonare che si divide in 2 rami

� Dal ventricolo sinistro parte l’arteria aorta.

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Il cuore

� All’imbocco delle arterie si trovano le valvolesemilunari che impediscono il riflusso delsangue.

� Le pareti degli atri sono più sottili dei ventricoli,perché compiono un minor lavoro.

� Il ventricolo destro è meno robusto di quellosinistro, perché quest’ultimo manda il sanguea tutto il corpo e compie un maggior lavoro.

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Automatismo del cuore

� Il cuore si contrae in modo autonomo, senzalegami con i centri nervosi, grazie a cellulespecializzate “segnapassi o pacemaker” che sitrovano in tre centri d’azione:

1. Nodo seno-atriale (atrio destro)

2. Nodo atrio-ventricolare

3. Fascio di Hiss (setto interventricolare).

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I vasi sanguigni: circa 150.000 km

� Sono di tre tipi:

1. Le arterie

2. Le vene: 3. I capillari:

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I vasi sanguigni

Le arterie: molto robuste, prendono origine daiventricoli e portano il sangue in periferia. Sonorivestite da 3 strati concentrici di tuniche:

� Interno o endotelio

� Mediano o muscolare

� Esterno con funzione protettiva, ricco di fibreelastiche.

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INTERNO ARTERIE

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Arteriosclerosi

� Indurimento delle arterie, che perdonoelasticità, con vasocostrizione, ipertensione,affaticamento del cuore, arterite (dolori allegambe nella deambulazione), angina pectoris,placche di colesterolo, aneurisma (dilatazionedell’arteria), infarto.

� CAUSE: obesità, dieta ricca di grassi, abuso di

fumo, alcol, caffè, vita sedentaria, stress ….

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Le vene

� Con pareti sottili, prendono origine dai capillari eportano il sangue al cuore.

� Sono costituite da tre strati, ma mancano di fibreelastiche

� Presentano all’interno le valvole a nido di rondine,disposte a due a due o a 3 a 3

� Le vene decorrono superficiali.

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Valvole a nido di rondine

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Interno arterie

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Capillari

� Tubicini esilissimi, rivestiti solo diendotelio, attraverso il quale avvengonoscambi tra sangue e tessuti,costituendo una rete di raccordo travene e arterie.

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La circolazione del sangue

� Il cuore è il motore, come una pompa si contrae esi rilascia ritmicamente.

� Il movimento di contrazione è detto sistole

� Quello di dilatazione è detto diastole

� Questi due movimenti si alternano per atri eventricoli: quando gli atri si contraggono (sistole), iventricoli si dilatano (diastole) e viceversa.

� La successione ritmica prende nome di ciclocardiaco.

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La circolazione del sangue

� Si distinguono una grande o generale osistemica e una piccola circolazione opolmonare.

� La grande o sistemica va dal ventricolo sinistroe termina nell’atrio destro

� La piccola o polmonare comincia dal ventricolodestro e termina nell’atrio sinistro.

� Il sangue fa il giro del corpo in 23 secondi

� La circolazione dell’uomo si dice doppia ecompleta.

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La gittata cardiaca

� Quantità di sangue espulso dai ventricolidurante la sistole = 5 litri/minuto

� Durante un esercizio fisico intenso puòraggiungere 20-25 litri/minuto.

� Ciclo cardiaco = successione ritmica disistole e diastole.

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Il battito cardiaco

� È dovuto all’urto della punta del cuore contro iltorace durante la sistole dei ventricoli . Ognibattito una rivoluzione cardiaca.

� Il numero dei battiti dipende dall’età, dalsesso, dalla posizione del corpo, dallatemperatura …. Tipo di lavoro o sforzo ….

� 140/minuto nel neonato� 70 nell’adulto a riposo� 80 negli anziani ………

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La pressione arteriosa

� Pressione del sangue sulle pareti delle arterie.� Varia con l’età, il lavoro, stress, ….� Massima o sistolica, minima o diastolica.� Valori normali: 125-140 mmHg per la sistolica

� 80-90 mmHg per la diastolica.

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Ipertensione

� Innalzamento persistente della massima o della minima o di entrambe.

� CAUSE: Conseguenze:� Vita sedentaria infarto� Alimentazione scorretta ictus� Obesità insufficienza renale� Fumo disturbi alla vista� Alcool� Stress

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Il cuore e la circolazione nei vertebrati

� Anfibi larvali e nei pesci: circolazione semplice e

completa

� Negli anfibi adulti: il cuore è diviso in tre cavità, due atri

e un ventricolo. Circolazione doppia e incompleta.

� Nei rettili doppia e incompleta, con quasi 4 cavità.

� Nei mammiferi e negli uccelli: 4 cavità separate;

circolazione doppia e completa.

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Sistema linfatico

� La linfa è plasma sanguigno trasudato daicapillari arteriosi e da essa le cellule traggononutrimento, riversandovi i rifiuti.

� Leggermente salata è formata da globulibianchi, mancano le proteine, i globuli rossi e lepiastrine.

� La linfa si raccoglie nei capillari linfatici checonfluiscono nei vasi linfatici, dove si trovano levalvole a nido di rondine.

� Lungo il decorso si trovano i gangli linfatici cheproducono anticorpi.

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Malattie�Aneurisma = dilatazione vaso sanguigno�Angina pectoris = dovuta ad interruzione parziale

afflusso sangue�Aritmia = alterazione ritmo cardiaco�Aterosclerosi = restringimento lume arterie per

placche lipidiche�Endocardite = infiammazione membrana interna

atrio o ventricolo�Infarto miocardio = necrosi tessuto miocardio per

ischemia

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Malattie�Ipertensione arteriosa = per aumento cronico

pressione arteriosa�Ischemia miocardica = interruzione afflusso

sangue al miocardio�Pericardite = infiammazione pericardio�Scompenso cardiaco = incapacità del ventricolo

di pompare sufficiente quantità di sangue nellearterie

�Valvulopatia = malattie valvole cardiache�Vena varicosa = dilatazione locale di una vena

arti inferiori con tratto tortuoso e bluastro.

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� L’arteria polmonare parte dall’atrio destro V F� Le pareti delle vene sono più spesso di quelle delle arterie V F� La sistole è la fase di contrazione del miocardio V F� La contrazione cardiaca è autonoma V F

linfonodi producono anticorpi per la difesa V Fglobuli bianchi sono costituiti da granulociti, monociti e linfociti V F

� La valvola cardiaca destra è la: � trinacria � tridentata � tricuspide� bicuspide

� Nell’uomo la circolazione è: � doppia e completa � semplice ecompleta � doppia e incompleta

� Nel cuore si riconoscono …………… cavità, gli …… e i ventricoli. Learterie trasportano il sangue dal ……. alla periferia del corpo, mentre le…….. lo trasportano dalla …………al cuore. L’…….. è una malattia condiminuzione di ………. .delle arterie provocando un aumento della…..arteriosa. Gli scambi fra sangue e ……..avvengono a livello dellarete di ……… Il sangue è costituito da una parte liquida …… e daelementi figurati: …. , ……. e ……. . La …..del sangue avviene graziealla trasformazione del fibrinogeno in …….. e alla presenza delle ……..

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� I gruppi sanguigni sono 4: A, B, AB, 0� Il gruppo sanguigno si eredita dai genitori� La differenza tra i gruppi dalla presenza o assenza

sulla superficie dei globuli rossi di due proteine oantigeni (A-B). Le persone con l’antigene A sonodel gruppo A, quelle con l’antigene B sono delgruppo B, quelle con A e B sono del gruppo AB, lepersone senza antigeni sono del gruppo zero.

� Nel plasma ci sono anticorpi specifici oagglutinine anti A (α) e anti B (β)

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� Gruppo A: A e β

� Gruppo B: B e α

� Gruppo AB: A e B senza anticorpi

� Gruppo zero: α e β senza antigeni

GRUPPO Può donare a Può ricevere da

0 0, A, B, AB 0

A A, AB 0, A

B B, AB 0,B

AB AB 0, A, B, AB

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Fattore Rh

� Sono proteine� Il fattore Rh è diffuso in circa 85% della

popolazione (Rh +), il 15% non lo possiede (Rh -)� Se il sangue Rh + viene trasfuso in una persona

Rh - stimola la produzione di anticorpi e in caso di nuova trasfusione provoca agglutinazione.

� Se il sangue Rh - viene trasfuso ad un soggetto Rh + non c’è rischio.

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� L’organismo è in costante rapporto conl’ambiente da cui trae nutrimento ma anchepericoli (agenti patogeni biologici, fisici, chimici)

� Tuttavia, l’organismo è dotato di numerosebarriere protettive.

� L’insieme di queste strategie prende il nome diSISTEMA IMMUNITARIO.

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� L’organismo umano è in costante rapporto conl’ambiente, da cui trae nutrimento ma anchepericoli per la salute.

� Il sistema immunitario è preposto alla difesacontro le aggressioni dei patogeni.

� Sangue e linfa costituiscono il mezzo liquido perl’attività difensiva grazie ai linfociti.

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DIFESE NON SPECIFICHE DIFESE SPECIFICHE

Prima linea di difesa Seconda linea Terza linea di difesa

CUTE Reazione infiammatoria

Linfociti

Membrane mucose Fagociti, NK Anticorpi

Muco, saliva, sebo, sudore

Febbre

DIFESE DELL’ORGANISMO

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Le barriere di protezione

� La prima barriera difensiva contro virus,batteri, protozoi: la pelle e le mucose.

� La pelle è difesa da secrezioni e sudori acidibloccando la crescita dei batteri.

� Il sudore, la saliva, le lacrime contengono illisozima, antibatterico.

� Lo stomaco contiene un ambiente ostile peri batteri (acidità gastrica).

� Ciglia e muco dell’apparato respiratorio

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� Se queste barriere vengono superate sigenera una risposta infiammatoria che èuna difesa immunitaria non specifica controagenti infiammatori chimici, fisici, batterici(FAGOCITOSI):

1. Arrossamento

2. Sviluppo di calore

3. Tumefazione

4. Dolore

5. Disfunzione della zona colpita.

� Mediatori dell’infiammazione sono alcunesostanze: istamina, granulociti, monociti(fagociti), febbre.

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� Natural Killer: difesa non specifica dovutaa linfociti che svolgono un’azione dipattugliamento in tutto il corpo, aggredendotutte le cellule che sulla membrana hannoproteine non riconosciute come amichedalle NK.

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Meccanismi controllo salute

� Ci sono tre meccanismi di controllo salute:

1. Difese chimiche: istamine-infiammazione-fagocitosi, interferone antivirale

2. Una risposta umorale, con anticorpi prodottidai linfociti B;

3. Una risposta cellulare per intervento deilinfociti T

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Fagocitosi, non specifica

� Scoperta nel 1882, è la prima risposta delsistema immunitario.

� È immediata, aspecifica, avviene nei tessuti,durante un processo infiammatorio.

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Immunità specifica

� Si basa sulla capacità di distinguere il self dalnot self attraverso due meccanismi diriconoscimento:

1. Complesso di istocompatibilità HLA congli antigeni di membrana

2. Sistema AB0 a livello dei globuli rossi.

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Immunità umorale

� Avviene attraverso l’intervento degli anticorpi linfociti Bstimolati dai linfociti T helper o ausiliari, in presenza di uncorpo estraneo.

� Gli agenti patogeni presentano degli antigeni chestimolano la produzione di anticorpi che neutralizzano letossine dell’aggressore.

� Ad ogni antigene corrisponde uno specifico anticorpo, percui la difesa tramite anticorpi è lenta e specifica, adifferenza della fagocitosi, immediata ma aspecifica.

� È lenta perché avviene in due tappe: nella primal’organismo riconosce l’antigene, nella seconda produceanticorpi specifici.

� Linfociti B, linfociti B memoria, linfociti T helper, Tsoppressori.

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Immunità cellulare

� Attraverso il contatto diretto linfociti T e antigene,senza la mediazione degli anticorpi.

� Linfociti Tc (citotossici) o killer che distruggono lecellule bersaglio

� Linfociti T memoria, depositari della memoriaimmunologica.

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Immunità naturale e artificiale

� Immunità = capacità di resistere alle malattie

� NATURALE: passiva (per nascita), attiva,dopo aver superato malattie

� ARTIFICIALE: attiva, vaccinazione(prevenire), passiva (sieroprofilassi, percurare)

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Autoimmunità

� Quando il sistema immunitario non è capace didistinguere il self dal not self e reagisce control’organismo.

� RIGETTO: fenomeno immunologico nei trapianti� ALLERGIE: sensibilità a sostanze allergeni

(polline, veleni, punture insetti, farmaci) cheprovocano una risposta infiammatoria, conproduzione di anticorpi o immunoglobuline (IgE).

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A.I.D.S.

� Quando le difese crollano.� Sindrome da Immunodeficienza acquisita� Agente: retrovirus HIV che ha come bersaglio i

linfociti T helper e rende inattivo il sistemaimmunitario.

� L’AIDS non è una malattie, ma una sindrome,cioè un insieme di malattie opportunistiche.

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AIDS, il contagio

� Attraverso il sangue, rapporti sessuali, dallaplacenta ….