Sistema circolatorio

Insieme delle strutture che permettono al sangue di circolare e di raggiungere tutti i distretti del corpo. Queste strutture sono essenzialmente arterie capillari vene e cuore. Nell'uomo e nei vertebrati superiori il cuore è formato da quattro cavità: gli atri destro e sinistro e i ventricoli destro e sinistro. La parte destra del cuore pompa il sangue povero di ossigeno, proveniente dalle cellule dell'organismo, ai polmoni dove viene riossigenato, mentre la parte sinistra del cuore riceve il sangue ossigenato dai polmoni e, attraverso le arterie, lo invia alle diverse parti del corpo. È stato stimato che un determinato volume di sangue percorre tutta la circolazione in circa 30 secondi. La circolazione sanguigna ha inizio presto nel corso della vita fetale.

Circolazione polmonare

Il sangue proveniente da ogni parte del corpo viene trasportato all'atrio destro attraverso due grosse vene: la vena cava superiore e la vena cava inferiore. L'atrio destro si contrae spingendo il sangue, attraverso un'apertura, nel ventricolo destro che, contraendosi a sua volta, invia poi il sangue ai polmoni. Il riflusso del sangue nell'atrio è impedito dalla valvola tricuspide, che si chiude completamente durante la contrazione del ventricolo. Nel suo passaggio attraverso i polmoni, il sangue viene ossigenato, cioè saturato di ossigeno, per tornare poi al cuore attraverso le quattro vene polmonari che si immettono nell'atrio sinistro. Quando questa cavità cardiaca si contrae, il sangue viene spinto nel ventricolo sinistro e da lì, in seguito alla contrazione del ventricolo, nell'aorta. La valvola bicuspide o mitrale impedisce il riflusso del sangue nell'atrio, mentre le valvole semilunari, poste all'imboccatura dell'aorta, ne impediscono il reflusso nel ventricolo. Valvole simili si trovano anche nell'arteria polmonare.

Circolazione sistemica

L'aorta si suddivide in numerosi rami principali che, a loro volta, si dividono in diramazioni più piccole finché, attraverso complesse ramificazioni, tutte le parti del corpo vengono perfuse dal sangue. Le arterie più piccole si dividono in un fine reticolo di vasi ancora più sottili, i capillari, che hanno pareti sottilissime; il sangue può così entrare in stretto rapporto con i liquidi e i tessuti del corpo. Attraverso i capillari il sangue svolge tre funzioni: libera nei tessuti l'ossigeno che trasporta, fornisce alle cellule le sostanze nutritive e altri composti essenziali per la loro vita, e raccoglie i prodotti di scarto dei tessuti. I capillari confluiscono nelle vene di piccolo calibro che, a loro volta, formano vasi sempre più grossi; queste ultime convogliano il sangue nelle vene cave superiore e inferiore, che lo riportano al cuore, completando così la circolazione.

Cuore 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 alla linea mediana del corpo. Ha forma conica, con la base rivolta verso l'alto, a destra e in direzione posteriore, e la punta in contatto con la parete del torace tra la quinta e la sesta costa.

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 con l'arteria aorta e con altri vasi di grosso calibro. Il pericardio e i vasi collegati al cuore permettono a questo di mantenere la propria sede.

Struttura e funzione

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 atriventricolare (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.

La frequenza del battito cardiaco può essere influenzata dal sistema nervoso autonomo; essa viene accelerata dalla sezione simpatica e rallentata dalla sezione parasimpatica, oltre che da particolari sostanze (vedi Psicostimolanti), anche di tipo ormonale, che, come si è scoperto negli anni Ottanta, vengono secrete dal cuore stesso.

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); 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 (rispettivamente la vena cava superiore e la vena cava inferiore), il sangue che ha perfuso il muscolo cardiaco mediante le 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.

Le valvole, che hanno l'importante funzione di impedire il riflusso del sangue all'indietro, hanno una struttura membranosa. La valvola tricuspide è formata da tre lembi triangolari di membrana, la valvola mitrale da due. In entrambe le valvole, le basi dei lembi sono fissate in un solco alla congiunzione tra l'atrio e il ventricolo, mentre il margine libero è ancorato da sottili corde tendinee all'apice dei muscoli papillari, formazioni coniche che si attaccano con la loro base alle pareti dei ventricoli. Le corde tendinee impediscono ai lembi valvolari, sotto la spinta della pressione del flusso sanguigno, di flettersi verso gli atri.

Nel cuore sono presenti, oltre alle due valvole atrioventricolari (tricuspide e mitrale), anche le valvole semilunari aortica e polmonare, che impediscono al sangue di refluire rispettivamente dalle arterie aorta e polmonare nei corrispondenti ventricoli. Le valvole semilunari, formate da tre lembi di membrana a forma di mezzaluna, ricurve nella direzione del flusso del sangue, si chiudono quando il flusso del sangue sospinto fuori dai ventricoli inverte la sua direzione.

Durante lo sviluppo del feto, il cuore si sviluppa da due aorte ventrali che, unendosi, formano un unico organo pulsante. La separazione in cuore destro e sinistro avviene in seguito, con la formazione di un setto interatriale e di un setto interventricolare, e viene completata solo alla nascita, quando ha inizio l'attività dei polmoni. Quando il feto si trova nell'utero, il suo sangue si ossigena mediante scambi gassosi con il sangue materno, che avvengono a livello della placenta, e torna all'atrio destro attraverso la vena cava inferiore; poi viene spinto mediante una valvola (valvola di Eustachio) attraverso un'apertura presente nel setto interatriale, detta forame ovale. Dopo la nascita, la valvola di Eustachio si atrofizza e il forame ovale si chiude, in modo che sangue venoso e sangue arterioso non possano mescolarsi. Tuttavia, in circa un quinto della popolazione l'apertura del setto interatriale persiste fino alla vita adulta.

In ogni ciclo cardiaco, il cuore produce due suoni, chiamati toni cardiaci. Il primo segue la chiusura delle valvole atrioventricolari ed è provocato dalla vibrazione dei lembi delle valvole, delle corde tendinee e delle fibre muscolari dei ventricoli. Il secondo segue la chiusura delle valvole aortica e polmonare ed è causato dalla vibrazione dei lembi delle valvole chiusi. 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. Il rilevamento di questi soffi è molto importante a fini diagnostici

Sangue Tessuto liquido che circola nei vasi del sistema circolatorio (arterie, arteriole, vene, venule e capillari). Esso ha la funzione di distribuire le sostanze nutritive in tutte le cellule del corpo, di asportarne le sostanze di scarto (vedi Apparato digerente Apparato urinario); inoltre, trasporta i gas respiratori, ossigeno e anidride carbonica, (vedi Respirazione) e le cellule preposte alla difesa dell'organismo (vedi Sistema immunitario Globuli rossi (eritrociti)

Gli eritrociti hanno la forma di dischi tondeggianti, concavi da entrambi i lati, del diametro di circa 7,5 millesimi di mm. Negli esseri umani e nella maggior parte degli altri mammiferi, un eritrocito maturo non possiede un nucleo, mentre in alcuni vertebrati i globuli rossi sono ovali e dotati di nucleo. In alcune situazioni patologiche caratterizzate da una veloce produzione di eritrociti (come nelle emorragie croniche) alcuni eritrociti mantengono parti del nucleo originale e prendono il nome di reticolociti.

L'emoglobina, una proteina coniugata che dona al sangue il suo caratteristico colore rosso dovuto al pigmento (eme) contenente ferro, è presente negli eritrociti. Essa ha la capacità di legare ossigeno formando ossiemoglobina; tale combinazione è reversibile quando la tensione di ossigeno è bassa come si verifica nei tessuti del corpo: qui l'emoglobina cede l'ossigeno e raccoglie l'anidride carbonica, trasportandola poi fino agli alveoli polmonari, dove viene trasferita all'aria che sarà eliminata durante la respirazione

Leucociti o globuli bianchi

I leucociti comprendono tre tipi di cellule: i granulociti, dotati di nuclei multilobati, i linfociti e i monociti, dotati di nuclei tondeggianti. I primi includono i neutrofili, capaci di ingerire e distruggere i batteri, gli eosinofili, che aumentano di dimensioni e si attivano in presenza di alcune infezioni e allergie, e i basofili, che secernono un anticoagulante chiamato eparina e una sostanza che stimola la reazione infiammatoria, nota come istamina. I linfociti svolgono un ruolo fondamentale nella produzione degli anticorpi e nell'immunità cellulare, mentre i monociti ingeriscono le sostanze estranee inglobandole per fagocitosi e promuovendo l'attività anticorpale; entrambi sono costituenti importanti del sistema immunitario

Trombociti o piastrine

I trombociti, più comunemente chiamati piastrine, sono piccoli derivati cellulari tondeggianti, privi di nucleo, di diametro pari a circa un terzo di quello degli eritrociti. Aderiscono alle pareti dei vasi sanguigni nella sede di una lesione, in modo da riempire la superficie della lacerazione. Esse liberano sostanze coagulanti che provocano la formazione locale di tromboplastina, un composto che contribuisce alla formazione del coagulo e che costituisce il primo passo nella guarigione di una lesione.

Formazione del sangue

Gli eritrociti si formano nel midollo osseo e, dopo una vita media di 120 giorni, vengono degradati ed eliminati dalla milza. I granulociti e i trombociti si formano anch'essi nel midollo osseo, mentre i linfociti vengono prodotti nel timo, e a livello del sistema linfatico. Anche questi elementi hanno vita breve e vengono continuamente distrutti e sostituiti. I componenti del plasma si formano in diversi organi, tra cui il fegato, che fabbrica l'albumina e il fibrinogeno, assorbe dal sangue lo zucchero e, nello stesso tempo, vi libera elementi importanti come il sodio, il potassio e il calcio. Altre sostanze presenti nel plasma sono gli ormoni, prodotti dalle ghiandole endocrine, le immunoglobuline, fabbricate da linfociti e plasmacellule, e altri elementi, di origine alimentare e assorbiti nel tratto intestinale dell'apparato digerente