Apparato cardiocircolatorio

cuore, vasi sanguigni, sangue, organi emopoietici. Costituisce un sistema di trasporto per ilsangue che fornisce all’organismo materiali nutritizi e ossigeno, veicola ormoni e prodotti di rifiuto.

Il cuore umano ha due atri che ricevono il sangue che entra nel cuore e lo spingono, per la breve distanza che li separa, ai ventricoli.

Atrio destro

Atrio sinistro

Valvola semilunare

Valvola semilunare

Valvola atrioventricolare(tricuspide)

Valvola atrioventricolare (bicuspide)

Ventricolo destro Ventricolo

sinistro

I ventricoli hanno una parete più spessa degli atri, pompano il sangue verso tutti gli altri organi del corpo.

1

722

5

64

410

33

9

9

8

8

Vena cava superiore Capillari della testa, del torace e delle braccia

Arteria polmonare

Capillari del polmone sinistro

Vena polmonare

Aorta

Atrio sinistroVentricolo sinistro

Aorta

Capillari della regione addominale e delle gambe

Vena cava inferiore

Ventricolo destro

Atrio destro

Vena polmonare

Capillari del polmone destro

Arteria polmonare

Percorso del sangue attraverso il sistema cardiovascolare:

VIDEO

La struttura dei vasi sanguigni è perfettamente adattata alle loro funzioni– I capillari hanno pareti molto sottili costituite da un singolo strato di cellule

epiteliali.– Arterie, arteriole, vene e venule hanno pareti più spesse, rivestite da un

epitelio e rinforzate da uno strato di tessuto muscolare liscio e da uno di tessuto connettivo.

CapillareEpitelio

Membrana basale

Valvola

Epitelio

Tessuto muscolare liscio

Tessuto connettivo

Vena

VenulaArteriola

Arteria

Tessuto connettivo

Tessuto muscolare liscio

Epitelio

Il cuore si contrae e si distende ritmicamentenei movimenti di sistole e diastole

– Durante la fase di sistole,ovvero di contrazione degli atri, il sangue passa nei ventricoli che si trovano dilatati in diastole; poi si contraggono i ventricoli, si chiudono le valvole atrioventricolari, si aprono le valvole semilunari e il sangue viene pompato nelle grandi arterie.

– Contemporaneamente gli atri che si trovano in diastole ricevono sangue dalla periferia.

Circolo cardiaco:Circolo cardiaco:

Il cuore è rilassato e le valvole atrioventricolari sono aperte

1 2 Gli atri si contraggono.

Sistole

Diastole

0.4 s

0.1s

0.3 s 3 I ventricoli si contraggono; le valvole semilunari sono aperte

– La quantità di sangue al minuto che il ventricolo sinistro pompa dentro l’aorta è detta gittata cardiaca.

– Le valvole atrioventricolari (tricuspide, bicuspide) impediscono al sangue di refluire verso gli atri quando i ventricoli si contraggono, mentre le valvole semilunari si chiudono quando i ventricoli si rilassano durante la diastole, impedendo al sangue di ritornare nei ventricoli.

•Il nodo senoatriale regola il ritmo del battito cardiaco•Una regione specializzata del tessuto muscolare cardiaco detta nodo senoatriale (SA), o pacemaker, mantiene il ritmo regolare di pompaggio del cuore determinando la frequenza con cui esso si contrae.

1 2 3 4

Nodo senoatriale (pacemaker) Nodo atrioventricolare

Fibre muscolari specializzate per la trasmissione degli impulsi

ApiceVentricolo destro

Atrio destro

ECG

– Il nodo senoatriale genera impulsi elettrici trasmessi anche a una regione particolare, il nodo atrioventrcicolare (AV).

– I segnali elettrici che insorgono e si propagano nel cuore generano dei cambiamenti elettrici sulla pelle che possono essere rilevati tramite degli elettrodi e registrati come elettrocardiogramma.

– Il ritmo cardiaco è influenzato anche da ormoni e potenziato dall’esercizio fisico.

PATOLOGIEPATOLOGIEChe cos’è un attacco cardiaco?•Se uno o più vasi sanguigni si ostruiscono, le cellule muscolari cardiache muoiono rapidamente, il cuore non è più in grado di pompare sufficiente sangue nel corpo e si verifica un attacco cardiaco, o infarto del miocardio.

AortaVena cava superiore

Arteria polmonare

Arteria coronarica sinistra

Arteria coronarica destra

Occlusione

Tessuto muscolare morto

Tessuto connettivo

Tessuto liscio

Epitelio

LM 1

60

LM 6

0

Placche

Figura 18.8B

•L’aterosclerosi è una patologia cardiovascolare cronica dovuta a formazione di placche (ateromi) che si sviluppano e si accrescono all’interno delle pareti dei vasi, determinando il restringimento del lume delle arterie e facendo scorrere il sangue con maggiore difficoltà, determinando una maggiore pressione sanguigna.

Il sangue esercita una pressione sulle pareti dei vasi– La pressione sanguigna corrisponde alla forza che

il sangue esercita sulle pareti dei vasi sanguigni.

– Dipende, in parte, dalla gittata cardiaca e, in parte, dalla resistenza al flusso sanguigno operata dallo stretto lume delle arteriole.

Pre

ssio

ne (

mm

Hg)

120100

80604020

0

Pressione sistolica

Pressione diastolica

Dimensione relative e numero di vasi sanguigni

Vel

ocità

(cm

/sec

)

5040302010

0

Aor

ta

Arte

rie

Atre

riole

Cap

illar

i

Ven

ule

Ven

a ca

va

Ven

e

•La pressione e la velocità del sangue sono maggiori nell’aorta e nelle arterie.

Muscolo scheletrico

Direzione del flusso sanguigno nella vena Valvola (aperta)

Valvola (chiusa)

•Le grosse vene dei mammiferi sono compresse tra muscoli scheletrici e hanno valvole (a nido di rondine) che consentono al sangue di scorrere solo in direzione del cuore.

Pressione sanguigna 120 sistolica70 diastolica(ancora da misurare)

Manicotto di gomma gonfiata con aria

Arteria

Pressione del manicotto sopra 120

120

Pressione del manicotto sotto i 120

120

Pressione del manicotto sotto i 70

70

I suoni si arrestanoSuoni udibili nello stetoscopio

Arteria chiusa

•Misurando la pressione sanguigna è possibile evidenziare i problemi cardiovascolari•Il valore normale della pressione sanguigna di un adulto è 120/70: il primo numero rappresenta la pressione durante la sistole, mentre il secondo quella durante la diastole.

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– L’alta pressione sanguigna, o ipertensione, viene definita come pressione sanguigna che raggiunge di norma valori superiori a 140mmHg per la pressione sistolica, e superiori a 90 mmHg per la pressione diastolica.

– L’ipertensione interessa circa un quarto della popolazione adulta e aumenta il rischio di ictus, infarto del miocardio e altre patologie cardiache o renali.

Venula Arteriola

Venula Arteriola

Sfinteri precapillari Metarteriola

Capillari

Metarteriola

•Il tessuto muscolare liscio controlla la distribuzione del sangue•La muscolatura liscia delle pareti delle arteriole può contrarsi o rilassarsi,

ostacolando oppure favorendo l’ingresso del sangue nel letto capillare.

1

2

Sfinteri rilassati

Sfinteri contratti

• Molte sostanze riescono a passare attraverso le pareti dei capillari

TEM

500

0

Cellula muscolare

Spazio tra due cellule epiteliali della parete capillare

Nucleo di una cellula

epiteliale

Parete capillare

Lume capillare

Liquido interstiziale

Figura 18.12A

– Lo scambio di sostanze tra il sangue e il liquido interstiziale avviene in diversi modi:• per diffusione ed endocitosi;• per pressione sanguigna e pressione osmotica.

Cellule tessutali

Pressione osmoticaEstremità

capillare vicina all’arteriola

Liquido interstiziale Pressione netta

verso l’esternoPressione netta verso l’interno

Pressione sanguigna

Pressione sanguigna

Pressione osmotica

Estremità capillare

vicina alla venula

– Due forze attive spingono il liquido all’interno e all’esterno del capillare:• una è la pressione sanguigna che tende a far uscire il

liquido fuori dal lume del capillare;• l’altra è la pressione osmotica che tende ad attirarlo

dentro al lume.

Composizione e proprietà del sangue

Il sangue è costituito dal plasma e da elementi cellulari in sospensione che si originano nel midollo osseo

– Il sangue è formato da diversi tipi di elementi cellulari, chiamati nel loro insieme elementi figurati, che sono in sospensione in un liquido, detto plasma.

– Il plasma è composto per circa il 90% da acqua; tra i numerosi soluti si trovano sali inorganici sotto forma di ioni, proteine, sostanze nutritive, prodotti di scarto, ormoni.

– Gli elementi figurati in sospensione nel plasma sono i globuli rossi, i globuli bianchi e le piastrine.

– I globuli rossi sono chiamati anche eritrociti e la loro funzione principale è quella di trasportare ossigeno.

– I globuli bianchi, o leucociti, hanno la funzione di combattere le infezioni e di impedire la crescita delle cellule cancerose.

•La composizione del sangue:

Elementi cellulari (45%)

Tipi di cellule Numero(per mm3 di sangue)

Funzioni

Eritrociti (globuli rossi)

5–6 milioni Trasporto di ossigeno e, in parte, di anidride carbonica

Leucociti (globuli bianchi)

5000–10 000 Difesa e immunità

Basofili

Esosinofili

Linfociti

Monociti

Coagulazione del sangue

250 000–400 000

Piastrine

Neutrofili

Plasma (55%)

Componenti Principali funzioni

Acqua Solvente per diluire le altre sostanze

Ioni inorganici:SodioPotassioCalcioMagnesioCloruroBicarbonato

Equilibrio osmotico, azione tampone, trasmissione di impulsi nervosi

Proteine plasmatiche:Albumina

FibrinogenoImmunoglobuline

Equilibrio osmotico e azione tampone

CoagulazioneImmunità

Sostanze trasportate dal sangue:Sostanze nutritive Prodotti di rifiuto del metabolismoGas respiratori (O2 eCO2) Ormoni

Sangue centrifugato

•La mancanza o l’eccesso di globuli rossi possono essere dannosi per la salute•Quantità troppo basse di emoglobina o un ridotto numero di globuli rossi comportano una patologia detta anemia.

Col

oniz

zata

SE

M 3

400

– Se i tessuti non ricevono abbastanza ossigeno, i reni secernono un ormone chiamato eritropoietina (EPO), che stimola il midollo osseo a produrre più globuli rossi.

– Alcuni atleti scelgono metodi drastici o illegali per incrementare la capacità di trasporto di O2 nel sangue, al fine di migliorare le proprie prestazioni, iniettandosi EPO sintetica.

- La coagulazione blocca la fuoriuscita di sangue dai vasi sanguigni danneggiati- Le piastrine e la proteina plasmatica fibrinogeno sono sempre presenti nel sangue e si attivano per produrre un coagulo nel momento un cui un vaso sanguigno viene leso.

Col

oniz

zata

SE

M 3

400

Epitelio

1 Le piastrine aderiscono al tessuto connettivo, lesionato a causa di una ferita

Tessuto connettivo

PiastrineTappo di piastrine

2 Si forma un aggregato di piastrine

3 Un coagulo di fibrina intrappola le cellule

•Il processo di coagulazione del sangue:

Attraverso l’analisi del sangue si possono diagnosticare molte malattie– L’analisi del sangue è probabilmente l’esame clinico più diffuso e

più richiesto dai medici.– L’esame del sangue permette di:

• evidenziare carenze ormonali o vitaminiche e squilibri nell’alimentazione;

• valutare il rischio di sviluppare malattie cardiovascolari o renali;

• avere indicazioni sulla presenza di un’infezione o anche di un tumore non ancora diagnosticati.

•Le cellule staminali potrebbero essere utilizzate per curare la leucemia e altre malattie delle cellule del sangue•Le cellule staminali si differenziano negli elementi figurati del sangue e possono essere usate per la cura di malattie come, per esempio, la leucemia.

Cellule staminali linfoidi

Cellule staminali mieloidi

Eritrociti Basofili

Eosinofili

NeutrofiliMonocitiLinfociti

Piastrine