IL SISTEMA CIRCOLATORIO

CARATTERISTICHE DEL SANGUE

Il sangue è un tessuto connettivo che svolge varie funzioni: trasporta alle cellule ossigeno, nutrienti e altre sostanze; allontana dalle cellule secrezioni e sostanze di rifiuto prodotte dal loro metabolismo;concorre a mantenere stabile il PH interno; trasporta cellule capaci di fagocitosi che combattono le infezioni; contribuisce a tendere uniforme la temperatura in tutto l'organismo.

Il volume del sangue di una persona dipende dal peso corporeo e dalle concentrazioni di acqua e di soluti, ma in un adulto di peso medio equivale a circa 5-6 litri.

Il sangue è un fluido più denso dell'acqua, composto da plasma, globuli rossi, globuli bianchi e piastrine. Il plasma è costituito in prevalenza da acqua e funge da mezzo di trasporto per le cellule del sangue e le piastrine. Dispersi in questo liquido vi sono ioni e molecole molte proteine plasmatiche diverse. Alcune di esse trasportano lipidi e vitamine liposolubili, altre intervengono nei meccanismi di risposta immunitaria o nel processo di coagulazione del sangue. Oltre a queste, il plasma contiene anche zuccheri semplici, tra cui il glucosio, lipidi, amminoacidi, vitamine, ormoni e gas disciolti (soprattutto ossigeno, anidride carbonica e azoto). I globuli rossi, o eritrociti, sono dei dischi biconcavi la cui funzione è portare ossigeno alle cellule e prelevare parte dell'anidride carbonica prodotta. L'ossigeno proveniente dall'apparato respiratorio diffonde nella circolazione sanguigna e si lega all'emoglobina contenuta nei globuli rossi, formando l'ossiemoglobina. I globuli rossi si formano a partire da cellule staminali presenti nel midollo osseo rosso, cellule non specializzate che danno origine a dei precursori i quali si differenzieranno nelle varie cellule: nel caso delle staminali che danno origine a cellule afferenti al sangue si parla di emocitoblasti. In quest'ambito, l'eritroproteina è una sostanza prodotta da reni e fegato che controlla la produzione di globuli rossi. Allo stato maturo i globuli rossi non hanno più il nucleo, aumentando così lo spazio a disposizione delle molecole di emoglobina e rendendo più efficiente il trasporto dell'ossigeno, ma sono comunque in grado di sopravvivere per circa 120 giorni. Quelli ormai vecchi vengono rimossi dai fagociti, ma è sempre in corso un continuo processo di formazione. Il conteggio cellulare è il numero di globuli rossi in un millilitro di sangue e varia dai 4,5 ai 5,5 milioni. I globuli bianchi, o leucociti, hanno invece la funzione di mantenere l'organismo e provvedere alla sua difesa. Alcuni, infatti, eliminano le cellule morte o danneggiate del corpo e molti si concentrano nei linfonodi e nella milza, dove si dividono per formare cellule specializzate nella difesa contro virus, batteri ed agenti patogeni. I globuli bianchi si distinguono in base alla forma del nucleo e alle dimensioni e se ne riconoscono cinque tipi: neutrofili, eosinofili, basofili, monociti e linfociti. I neutrofili e i monociti sono specializzati nel cercare e distruggere agenti patogeni; i monociti, in particolare, agiscono nei tessuti infiammati dando origine ai macrofagi. Il numero dei globuli bianchi non è costante e varia a seconda dello stato di salute della persona. Le piastrine sono frammenti cellulari originati da megacariociti formati da alcune cellule staminali. Questi frammenti cellulari, che vivono in media giorni, liberando sostanze che intervengono nel processo di coagulo, hanno la funzione di impedire la perdita di sangue dai vasi sanguigni lesi.

LA CIRCOLAZIONE

L'insieme dei vasi sanguigni in cui si muove il sangue forma due circuiti, che iniziano e terminano nel cuore, rimanendo sempre separati: la circolazione polmonare e la circolazione sistematica. Il cuore dell'uomo è diviso da un setto in due metà, che pompano il sangue in questi due circuiti. Nel piccolo circolo il sangue proveniente dalla metà destra del cuore viene pompato alla rete di capillari dei polmoni, dove preleva ossigeno e cede anidride carbonica, per poi tornare nella metà sinistra del cuore. Qui inizia il grande circolo, dove il sangue, carico di ossigeno dei polmoni, viene pompato nell'arteria più grande del corpo, l'aorta. Da qui passa alle arteriose e alla rete di capillari di tutto il resto del corpo, per tornare quindi alla metà destra del cuore carico di anidride carbonica.

LA STRUTTURA DEL CUORE

Il cuore è contenuto nel pericardio, un sacco formato da due membrane di tessuto connettivo resistente, tra le quali si trova un liquido che facilita i movimenti del cuore durante le contrazioni. La parete del cuore è denominata miocardio ed è formata dalle cellule muscolari cardiache, connesse a fibre di elastina e collagene, che si intrecciano. Le cellule muscolari cardiache sono alimentate da una propria rete di vasi sanguigni con due arterie, le coronarie, che si diramano in un'ampia rete di capillari; le coronarie sono le prime arterie che si dipartono nell'aorta. La parete interna del cuore è invece costituita da tessuto connettivo ed endotelio, uno strato di cellule epiteliali che è presente solo nel cuore e nei vasi sanguigni. Ciascuna delle due metà del cuore presenta un atrio e un ventricolo, due cavità: il sangue entra negli atri, scende nei ventricoli e quindi esce dal cuore attraverso un'arteria (l'aorta o l'arteria polmonare). Tra ogni atrio e ogni ventricolo è presente un lembo membranoso, la valvola atrioventricolare (AV), mentre tra il ventricolo e l'arteria che parte dal cuore c'è una valvola semilunare. Entrambe hanno la funzione di garantire che il sangue scorra sempre nella stessa direzione, senza rifluire all'indietro.

IL CICLO CARDIACO

Ad ogni battito del cuore, le sue quattro cavità passano attraverso fasi di contrazione (dette sistole) e di rilassamento (dette diastole) e la sequenza periodica di contrazioni e rilassamenti muscolari è detta ciclo cardiaco. Quando gli atri si riempiono di sangue, la pressione al loro interno aumenta, cosicché si aprono le valvole AV. Nel momento in cui invece gli atri si contraggono, i ventricoli si riempiono completamente di sangue e, quando poi cominciano a contrarsi, le valvole AV si chiudono, la pressione aumenta e le valvole semilunari si aprono. Il sangue allora fuoriesce dal cuore e imbocca le arterie, mentre i ventricoli si rilassano e le valvole semilunari si richiudono. La contrazione degli atri, quindi, serve solo a riempire i ventricoli, mentre la sistole ventricolare imprime al sangue la spinta per farlo circolare.

Il muscolo striato del cuore vede la contrazione dei sarcomeri delle cellule in risposta ad un potenziale d'azione, secondo il modello dello scorrimento dei filamenti. L'energia necessaria per la contrazione è fornita dai mitocondri.

Ad ogni battito cardiaco, i potenziali d'azione si proano così rapidamente tra le cellule da produrre onde di eccitazione che investono tutto il cuore. Circa l'1% delle cellule muscolari cardiache funziona da sistema di conduzione: si tratta di cellule specializzate che danno origine alle onde di eccitazione che viaggiano dagli atri ai ventricoli. L'onda di eccitazione ha inizio nel nodo SA (senoatriale), un gruppo di cellule muscolari situate nella parete dell'atrio destro. L'onda di eccitazione si diffonde allora in entrambi gli atri, provocando la loro contrazione, e raggiunge il nodo AV (atrioventricolare), un secondo ammasso di cellule muscolari poste nella parte più bassa dell'atrio destro. Dato che atri e ventricoli sono separati da tessuto connettivo con contrattile, il nodo AV rappresenta il mezzo attraverso cui i segnali elettrici possono passare dagli atri ai ventricoli. Superato in nodo AV, gli impulsi elettrici si proano a tutta la parete dei ventricoli che si contraggono e poi pompano il sangue nell'aorta e nelle arterie polmonari. Il nodo SA funziona da stimolatore cardiaco (o pacemaker), poiché le sue cellule possiedono la capacità di contrarsi e lo fanno con un ritmo che stabilisce la frequenza cardiaca.

L'EMOSTASI

L'emostasi è l'arresto della fuoriuscita di sangue da un vaso sanguigno lese e richiede una serie di reazioni che si concludono con la formazione di un coagulo. All'inizio i muscoli lisci della parete del vaso sanguigno leso si contraggono e così il lume del vaso si restringe ed i flusso del sangue viene temporaneamente rallentato o bloccato. Poi le piastrine aderiscono le une alle altre e formano un blocco. Dopo alcune reazioni a cui partecipano diversi enzimi, la frazione plasmatici di sangue si trasforma localmente in un gel, cioè in un coagulo. Durante queste reazioni chimiche, una proteina del plasma, il fibrogeno, si lega con altre dando origine alla fibrina, lunghi filamenti che a livello della lesone formano una rete che intrappola le cellule del sangue e le piastrine.

LE MALATTIE CARDIOVASCOLARI

I fattori di rischio nelle malattie cardiovascolari sono conosciuti e, spesso, possono essere tenuti sotto controllo. Consistono, sostanzialmente, nel fumo, nella predisposizione genetica, nell'elevato tasso di colesterolo nel sangue, nell'alta pressione, nell'obesità, nella mancanza di esercizio fisico regolare, nel diabete mellito, nell'età e nel sesso.

L'ipertensione è una delle malattie cardiovascolari più comuni e si sviluppa attraverso un graduale aumento della resistenza al flusso sanguigno nelle piccole arterie, finchè la pressione sanguigna si mantiene su valori elevati anche quando la persona è a riposo. L'ipertensione è favorita da una predisposizione genetica, ma anche ha un regime alimentare scorretto (ad esempio ricco di sale). L'alta pressione accresce il carico di lavoro del cuore, che può ingrossarsi e non riuscire più a pompare efficientemente il sangue. Inoltre, l'ipertensione può provocare un irrigidimento delle pareti arterioso e, quindi, influire sull'apporto di ossigeno al cervello, al cuore e agli altri organi di importanza vitale, senza però presentare alcun sintomo, almeno inizialmente.

L'arteriosclerosi è un'altra malattia molto comune, che si riferisce ad una situazione in cui le arterie si ispessiscono e perdono la propria elasticità. La situazione peggiora anche a causa di depositi di colesterolo e altri lipidi, che causano un restringimento del lume delle arterie.