Relazione sull'apparato circolatorio e sull'esperienza di laboratorio - IL SANGUE, GLOBULI BIANCHI (o leucociti), PIASTRINE, COAGULAZIONE DEL SANGUE,

Relazione sull'apparato circolatorio e sull'esperienza di laboratorio

Il cuore è un organo cavo formato da un particolare tipo di tessuto muscolare (tessuto striato cardiaco), le cui contrazioni avvengono in modo ritmico e involontario e sono regolate da strutture (nodi) che funzionano come pacemaker naturali. La funzione del cuore è quella di spingere il sangue e di farlo circolare nell'apparato circolatorio: questo organo, infatti, contraendosi, agisce come una pompa.
Nell'uomo il cuore ha circa le dimensioni del pugno di una mano ed è situato dietro lo sterno, spostato in basso e leggermente a sinistra rispetto all'asse del corpo. Il cuore è avvolto dal pericardio, un sacco con funzioni protettive formato da due membrane: una più interna, che lo riveste, e una più esterna, che aderisce allo sterno, al diaframma e alle membrane del torace. È collegato all'arteria aorta e ad altri vasi di grosso calibro.

Il cuore può essere diviso in due sistemi paralleli e indipendenti, uno a sinistra e uno a destra, ognuno formato da due cavità, l'atrio (collocato nella porzione superiore dell'organo) e il ventricolo (che si trova nella porzione inferiore), tra loro separate da una valvola atrioventricolare (tricuspide a destra e bicuspide o mitrale a sinistra). I due sistemi, per la loro posizione anatomica, vengono spesso chiamati cuore destro e cuore sinistro e sono completamente separati da un setto muscolare.

Gli impulsi nervosi che provocano la contrazione del cuore hanno origine autonomamente e ritmicamente in strutture di muscolatura specializzata dette nodi: dal nodo senoatriale, situato nell'atrio destro, gli impulsi si diffondono attraverso gli atri e raggiungono il nodo atrioventricolare, collegato a un fascio di fibre nervose chiamato fascio di His. Questo si divide in due rami principali, destro e sinistro, e raggiunge la muscolatura dei ventricoli.
L'alternarsi dei movimenti di contrazione e di rilassamento del muscolo cardiaco determina una sequenza di eventi che viene chiamata ciclo cardiaco: in una prima fase si verifica la contrazione dei due atri (presistole), in una seconda fase si ha la contrazione dei ventricoli (sistole) e, infine, in una terza fase, si ha un rilassamento di tutte e quattro le cavità cardiache (diastole). L'intero ciclo dura circa 0,8 secondi e permette al cuore di ricevere il sangue, di farlo circolare nelle sue cavità e di spingerlo nei vasi. Il cuore riceve nell'atrio destro il sangue venoso, povero di ossigeno; quello proveniente dalle parti del corpo al di sopra e al di sotto del diaframma arriva mediante due grosse vene (la vena cava superiore e la vena cava inferiore), mentre il sangue proveniente dal muscolo cardiaco è trasportato dalle vene coronarie. L'atrio sinistro riceve il sangue arterioso, ricco di ossigeno, proveniente dai polmoni, mediante le vene polmonari. La contrazione degli atri e la contemporanea apertura delle valvole atrioventricolari determina il passaggio del sangue venoso nel ventricolo destro e di quello arterioso nel ventricolo sinistro. La successiva contrazione dei ventricoli e la contemporanea chiusura delle valvole atrioventricolari spinge il sangue venoso nelle arterie polmonari e quello arterioso nell'arteria aorta. In tal modo, il sangue povero di ossigeno raggiunge i polmoni, dove si arricchisce di ossigeno, e il sangue ricco di ossigeno va a irrorare tutte le parti del corpo. Nel cuore sono presenti  due valvole atrioventricolari (tricuspide e mitrale),  che impediscono al sangue di refluire rispettivamente dalle arterie aorta e polmonare nei corrispondenti ventricoli. In ogni ciclo cardiaco, il cuore produce due suoni, chiamati toni cardiaci. Il primo segue la chiusura delle valvole atrioventricolari, mentre il secondo segue la chiusura delle valvole aortica e polmonare . Nelle malattie cardiache questi suoni regolari possono essere sostituiti o accomnati da soffi, cioè da suoni provocati dal flusso turbolento del sangue attraverso valvole malfunzionanti o aperture anomale.

Malattie cardiache. Nei paesi industrializzati le malattie cardiocircolatorie provocano più morti di qualsiasi altra malattia e possono essere provocate da difetti congeniti, infezioni, restringimento delle arterie coronarie (stenosi), ipertensione sanguigna o alterazioni del ritmo cardiaco.
Un'infezione molto grave è la cardiopatia reumatica, che nel passato rappresentava una delle malattie cardiache più gravi dell'infanzia e dell'adolescenza: provocava danni a tutto il cuore e alle sue valvole e di solito si manifestava dopo un attacco di febbre reumatica. La diffusione dell'uso di antibiotici efficaci contro lo streptococco, il batterio responsabile di questa affezione, ha notevolmente ridotto l'incidenza di tale patologia cardiaca. La miocardite, infiammazione del muscolo cardiaco, è provocata dall'ipertensione e può essere associata alla dilatazione del muscolo cardiaco. Nei paesi occidentali la principale forma di cardiopatia è l'arteriosclerosi: sulla parete interna delle coronarie si accumulano depositi di grasso (placche), formati da colesterolo e altri grassi. Ciò produce, nel corso del tempo, un graduale restringimento delle arterie, che riduce il flusso sanguigno al muscolo cardiaco. Sintomi di ciò sono affanno, soprattutto in condizioni di sforzo, e dolore costrittivo al petto. La placca può ingrossarsi fino ad arrivare a ostruire completamente una arteria coronaria, provocando una diminuzione dell'ossigenazione del cuore. Nella trombosi l'occlusione si verifica quando parte della placca che si rompe (trombo) va a ostruire l'arteria nella zona in cui il calibro di questa si riduce. Lo sviluppo della placca è dovuto a un'assunzione eccessiva di colesterolo e di grassi animali, a una vita sedentaria, a una scarsa forma fisica e al fumo di tabacco. L'infarto colpisce molto più spesso i soggetti dall'arteriosclerosi.

IL SANGUE

Il sangue è un tessuto liquido: tessuto perché costituito da cellule, liquido perché è liquida la sua sostanza fondamentale, il plasma.

-Il plasma costituisce il 55% del sangue.

Per il 90% è costituito da acqua in cui sono disciolti:

Sali minerali

Sostanze nutritive (amminoacidi, monosaccaridi, acidi grassi)

Prodotti del catabolismo cellulare (cioè prodotti espulsi dalle cellule come l'urea, che è formata dal gruppo NH₂ degli amminoacidi)

Proteine costitutive (fibrinogeno, albumina, alfaglobulina, betaglobulina, gammaglobulina)

La quantità delle proteine costitutive deve essere costante: le gammaglobuline, ad esempio, sono anticorpi e se aumentano indicano che c'è un'infiammazione in corso.

-Le cellule Costituiscono il restante 45% del sangue e sono di tre tipi.

GLOBULI ROSSI (o eritrociti o emazie)

Vengono prodotti dal midollo rosso (per questo chiamato ematopoietico) e appena entrano in circolazione nel sangue perdono il loro nucleo, per cui non possono riprodursi. Possono vivere al massimo 120 giorni e muoiono nella milza, dove vengono smontati e viene recuperato il ferro in essi contenuto.

Un globulo rosso ha la forma di un disco biconcavo pieno di un pigmento rosso, l'emoglobina, che ha la funzione di trasportare l'ossigeno nel sangue.

La parte centrale dell'emoglobina si chiama EME e ad essa si attaccano 4 proteine: due alfaglobine e due betaglobine. L'EME è costituito da quattro nuclei pirrolici al centro dei quali c'è un atomo di ferro che si lega con l'ossigeno.

In un ml³ di sangue ci sono dai 4 ai 4,5 milioni di globuli rossi nella donna e dai 4,5 ai 5 milioni nell'uomo.

GLOBULI BIANCHI (o leucociti)

Sono più grandi dei globuli rossi, ma ce ne sono di meno: se ne trovano 7000-8000 in un ml³. la loro funzione è quella di difendere dagli antigeni, cioè gli agenti estranei. Ci sono tre categorie di globuli bianchi:

MONOCITI: hanno un nucleo reniforme, cioè che presenta un'incavatura. Sono i meno abbondanti e la loro funzione è quella di inglobare e fagocitare i batteri.

LINFOCITI: hanno un nucleo molto grosso che occupa quasi tutta cellula - METABOLISMO, LA RESPIRAZIONE, RESPIRAZIONE AEROBICA DELLA SOSTANZA ORGANICA" class="text">la cellula. Rappresentano circa il 30% dei globuli bianchi. Ci sono due tipi di linfociti,

i linfociti T, che si originano dal timo, un organo retrosternale che è più sviluppato nel bambino. Questi linfociti hanno due azioni: 1)quella citotossica diretta (producono sostanze dette linfochine che avvelenano le cellule antigene)  2) quella di regolare la capacità dei linfociti B e di trasformarsi in plasmacellule, sia attivandola (helper) sia inibendola (suppressor);

i linfociti B che si originano nel midollo osseo. Si trasformano in plasmacellule che hanno la funzione di fabbricare gli anticorpi (le gammaglobuline).

GRANULOCITI: sono i più numerosi perché rappresentano circa il 68-70% dei globuli bianchi. Il loro nucleo è lobato, cioè costituito da 2 o 3 masserelle unite da sottilissimi fili di nucleoplasmina. Presentano delle granulazioni citoplasmatiche che possono reagire con diversi tipi di coloranti.

Quelli che hanno affinità con i coloranti basici sono detti basofili. Sono quelli meno numerosi e non si conosce ancora la loro funzione.Quelli che hanno affinità con i coloranti acidi sono detti acidofoli o eusinofili e la loro funzione è probabilmente collegata alle allergie.I neutrofili, che hanno affinità con i coloranti neutri, rappresentano circa il 65% dei granulociti e la loro funzione è quella di fagocitare e uccidere i batteri

PIASTRINE

Si formano da cellule giganti (megacariociti) prodotte nel midollo osseo. Queste poi si frammentano formando le piastrine. Nel sangue ce ne sono intorno a 200'000 per ml³ e sono circa la metà dei globuli rossi .La loro funzione riguarda il processo di coagulazione del sangue.

COAGULAZIONE DEL SANGUE

La coagulazione del sangue è un processo che richiede la presenza delle piastrine e di almeno 15 fattori. Quando un tessuto si lacera viene rilasciata la tromboplastina che va ad attivare la protrombina e la trasforma in trombina. La trombina a sua volta agisce sul fibrinogeno e lo trasforma in fibrina. La fibrina è insolubile e le sue molecole formano una rete che intrappola le piastrine e i globuli rossi dando origine a un coagulo che fa rimarginare la ferita.

I VASI SANGUIGNI

- Le vene

Vengono in genere chiamati vene i vasi che escono dagli organi. Esse hanno pareti contrattili. All'interno presentano delle valvole dette "a coda di rondine". Queste valvole permettono al sangue di andare verso l'alto e non permettono che ritorni indietro. Ma se si rompono provocano un ristagno del sangue che rende più difficoltosa la circolazione. In questo caso occorre fare delle deviazioni artificiali chiamate circoli collaterali. Le vene ramificandosi in vasi più piccoli diventano venule e poi capillari venosi. Le vene più importanti sono la vena cava superiore e inferiore che portano il sangue ricco di CO₂ nell'atrio di destra del cuore e la vena polmonare che porta il sangue ricco di ossigeno dai polmoni all'atrio sinistro del cuore.

- Le arterie

Le arterie sono in genere quelle che portano il sangue dentro gli organi. Hanno pareti molto robuste ed elastiche per meglio sopportare la forte pressione del sangue che viene pompato dal cuore. Non presentano le valvole all'interno come le vene. Quando si ramificano diventano arteriole che poi si ramificano ulteriormente in capillari arteriosi. Le più importanti arterie sono l'aorta, che esce dal ventricolo sinistro del cuore portando sangue ricco di ossigeno a tutto il corpo, e l'arteria polmonare che porta il sangue da depurare ai polmoni.

L'aorta uscita dal cuore fa un arco chiamato arco aortico, il quale continua poi come aorta toracica nel torace a partire da sotto il diaframma e nell'addome continua come l'aorta addominale. All'altezza dell'ileo l'aorta addominale si biforca nelle due arterie iliache. Una di queste va nell'addome e si chiama arteria iliaca interna, l'altra va nella coscia ed è detta arteria iliaca esterna. Quest'ultima prosegue come femorale che poi nella gamba si biforca in tibiale e peroniera.

Dall'arco aortico si dipartono le arterie coronarie, che servono a irrorare il cuore, e l'arteria carotide che invece porta il sangue alla testa. Sempre dall'arco aortico si diparte un altro ramo che porta il sangue alle braccia ed è detto arteria surclavia. Questa poi proseguirà nel braccio come arteria brachiale, poi ulnare e radiale.

Dal tratto toracico si origina l'arteria gastrica, che si ramifica nelle arterie epigastriche superiore e inferiore, che vanno allo stomaco. Dal tratto toracico si originano anche le intercostali che portano il sangue alla muscolatura che circonda le costole.

Dal tratto addominale si originano tre importanti vasi: la mesenterica che raggiunge il mesentere, cioè la membrana che avvolge l'intestino; l'epatica, che va al fegato e la splenica che va alla milza.

Attività di laboratorio: sezione di un cuore e riepilogo di ciò che è stato osservato

Scopo Sezionare un organo animale per osservarlo dall'interno e cercare di capirne il funzionamento. Per questa esperienza verrà usato un cuore di maiale.

Materiale: - organo animale (per l'esperienza è stato usato il cuore di un maiale)

- bisturi

- acqua (H₂O)

- guanti

Procedura - Prelevare il cuore di un animale morto;

- lavare l'organo in acqua per evitare che il sangue renda difficile l'osservazione;

- osservare esternamente il cuore e le parti che lo compongono;

- sezionare il cuore con il bisturi e le forbici;

- osservare la conformazione interna dell'organo;

- cercare di capirne il funzionamento.

Conclusioni: Internamente il cuore è suddiviso in quattro cavità, due superiori, gli atri destro e sinistro e due inferiori, i ventricoli, destro e sinistro. Il confine tra gli atri e i ventricoli appare segnato, esternamente, dal solco coronario, che circonda ad anello tutto il cuore. Mentre gli atri comunicano, attraverso orifizi valvolari, con i ventricoli, sia i due atri sia i due ventricoli non comunicano fra di loro; per questo si può considerare il cuore come diviso nettamente in due metà laterali, una destra (cuore destro) in cui circola il sangue venoso, e una sinistra (cuore sinistro) in cui circola quello arterioso. Durante la vita le due parti sono tra loro comunicanti, mediante un orifizio che collega i due atri, il foro di Botallo, che si forma dopo la nascita. Nell'atrio di destra sboccano tre vene: la cava superiore, la cava inferiore e la grande vena coronarica, la quale, subito prima di finire nel cuore, presenta una dilatazione (seno coronarico). Dal ventricolo destro prende inizio l'arteria polmonare (in cui scorre sangue venoso), mentre da quello sinistro parte l'aorta. Gli orifizi delle due arterie sono costituiti da valvole formate da tre lembi (cuspidi) membranosi dalla forma semilunare. Il sangue immesso nelle arterie non può più quindi refluire nel cuore. Tra atri e ventricoli il passaggio del sangue è regolato da altre due valvole (atrioventricolari), simili a un imbuto protundente nei ventricoli; a destra vi è la tricuspide, a sinistra la bicuspide. I lembi delle valvole (rispettivamente tre e due), costituiti da robusto tessuto fibroso e dall'endocardio, permettono il flusso del sangue agli atri sottostanti e non viceversa, perché trattenuti da corde tendinee che, partendo dai muscoli papillari, si agganciano ai margini liberi dei lembi.. Tra i due ventricoli vi sono alcune differenze: le pareti muscolari di quello di sinistra sono più robuste di quelle del destro, la cui cavità è invece più ampia. La struttura interna del cuore può considerarsi composta da tre strati: la più esterna è il pericardio, la più interna è l'endocardio, che tappezza interamente, adattandosi a tutte le irregolarità, le pareti delle cavità cardiache. Il miocardio, esternamente, presenta colorito rossastro tendente al bruno, del tutto simile a quello dei muscoli, con qualche striatura giallastra dovuta alla presenza di tessuto adiposo. La consistenza del miocardio non è uniforme: appare infatti maggiore nella porzione pompante, corrispondente ai ventricoli, dove il tessuto muscolare è più spesso e robusto, mentre è più sottile nella parte atriale. Il miocardio è attraversato da due arterie, le coronarie destra e sinistra, i cui rami penetrano nel tessuto del muscolo cardiaco.