Anatomia e Funzionamento del Sistema Circolatorio: Cuore, Valvole e Vasi Sanguigni, Sintesi del corso di Biologia

Scarica Anatomia e Funzionamento del Sistema Circolatorio: Cuore, Valvole e Vasi Sanguigni e più Sintesi del corso in PDF di Biologia solo su Docsity! IL SISTEMA CARDIOVASCOLARE UMANO L’apparato cardiocircolatorio è l’insieme degli organi che permettono la circolazione del sangue nell’organismo per rifornire le cellule di nutrienti e ossigeno e consentire l’eliminazione dell’anidride carbonica e di altri prodotti di scarto. SISTEMA CIRCOLATORIO Il corpo della maggior parte degli animali è piuttosto grande e complesso: per questo molti di essi hanno evoluto sistemi circolatori che assicurano il trasferimento e la distribuzione delle sostanze all'interno dell'organismo.Inoltre,per assicurare la distribuzione delle sostanze è necessario un vero sistema circolatorio costituito da una pompa muscolare (cuore), un liquido circolante (sangue), tubi per il trasporto del liquido (vasi sanguigni) S.C CHIUSO E APERTO Molti invertebrati possiedono un sistema circolatorio aperto, formato da vasi con estremità aperte che raggiungono direttamente le cellule. Altri invertebrati e tutti i vertebrati possiedono un sistema circolatorio chiuso, anche detto sistema cardiovascolare, formato da un cuore e da vasi sanguigni (arterie, vene e capillari). CIRCOLAZIONE DOPPIA Nei pesci il sistema cardiovascolare comprende un cuore formato da due cavita: l’atrio (che riceve il sangue dalle vene) e il ventricolo (pompa il sangue alle branchie attraverso grosse arterie). Le grandi arterie si ramificano in vasi più piccoli ( arteriole) e reti di capillari chiamate letti capillari e si infiltrano in ogni organo e tessuto del corpo. Il sangue scorre in un unico circuito mentre nei vertebrati terrestri si ha una circolazione doppia che garantisce un flusso di sangue in tutti gli organi e un cuore formato da più camere. CUORE A QUATTRO CAVITA’ In tutti gli uccelli e i mammiferi il cuore è suddiviso in quattro cavità: due atri e due ventricoli. Il lato destro del cuore riceve e pompa solo sangue povero di ossigeno, mentre il lato sinistro riceve e pompa solo sangue ricco di ossigeno. L'evoluzione di un cuore a quattro cavità è stata fondamentale per poter sostenere l'elevato tasso metabolico tipico degli uccelli e dei mammiferi, che necessita di un maggiore apporto di ossigeno. IL S.C UMANO COMPRENDE UNA DOPPIA CIRCOLAZIONE Il sistema cardiovascolare umano è caratterizzato da una doppia circolazione: POLMONARE E SISTEMICA.  CIRCOLAZIONE POLMONARE: il ventricolo destro pompa il sangue povero di ossigeno ai polmoni attraverso un'arteria polmonare che si biforca. Mentre fluisce attraverso i capillari dei polmoni, il sangue assorbe ossigeno e libera anidride carbonica. Il sangue ricco di ossigeno, fa ritorno al cuore attraverso le vene polmonari, che lo convogliano nell'atrio sinistro; da qui il sangue ricco di 0, passa al ventricolo sinistro e viene immesso nella CIRCOLAZIONE SISTEMICA attraverso l'arteria aorta, che è il più grande dei vasi sanguigni umani.  Dall'aorta si dipartono varie diramazioni che si dirigono verso il cuore stesso (le arterie coronarie) e poi verso la testa, il torace e le braccia da una parte, e verso l'addome e le gambe, dall'altra. In ciascun organo le arterie si diramano in arteriole che si ramificano in capillari; essi convergono in venule che confluiscono in vene di diametro maggiore. Il sangue povero di ossigeno proveniente dalla parte superiore del corpo viene incanalato in un vaso di grosso calibro, la vena cava superiore, mentre la vena cava inferiore raccoglie il sangue proveniente dalla parte inferiore del corpo. Nella vena cava inferiore confluisce anche la vena porta. Le due vene cave portano il sangue all'atrio destro. Il viaggio attraverso il sistema cardiovascolare si conclude con il ritorno al ventricolo destro. IL CUORE SI CONTRAE E RILASSA RITMICAMENTE Negli esseri umani, il cuore è un organo dalle dimensioni di un pugno chiuso, con l'apice spostato lateralmente a sinistra; è suddiviso in quattro camere: due atri e due ventricoli. Il cuore è racchiuso in una cavità, chiamata mediastino, localizzata proprio al di sotto dello sterno. È formato da tre strati di tessuto che, partendo dall'esterno sono: A L'epicardio, una sottile membrana costituita da tessuto epiteliale monostratificato; B Il miocardio, costituito da tessuto muscolare cardiaco rivestito all'interno da tessuto connettivo fibroso; C L’endocardio, un sottile strato di tessuto epiteliale pavimentoso, che aderisce al tessuto connettivo e riveste le cavità cardiache e le valvole cardiache. L'epicardio e la membrana insieme costituiscono il pericardio. NEL CUORE SONO PRESENTI QUATTRO VALVOLE COMPOSTE DI TESSUTO CONNETTIVO:  due valvole atrio-ventricolari, poste tra ciascun atrio e il ventricolo, che impediscono al sangue di refluire nell'atrio quando il ventricolo si contrae. La valvola atrio-ventricolare destra è detta tricuspide, perché dotata di tre lembi di tessuto connettivo (detti cuspidi) mentre quella sinistra è chiamata bicuspide, perché dotata di due soli lembi. Le valvole sono connesse al miocardio tramite strutture fibrose (dette corde tendinee);  due valvole semilunari, la valvola polmonare e la valvola aortica, che si trovano tra i ventricoli e le arterie maggiori; impediscono al sangue di refluire quando il ventricolo si rilassa. ---------- Il principale compito delle valvole cardiache: Impediscono il riflusso del sangue,la loro apertura e chiusura dipende dalla variazione di pressione all'interno del cuore: quando la pressione è maggiore da un lato, le valvole si aprono e non esiste un controllo nervoso o muscolare sull'attività delle valvole,che sono regolate dal flusso stesso del sangue. IL CICLO CARDIACO E’ una sequenza completa di contrazione e rilassamento che il cuore compie per pompare il sangue. Atri e ventricoli alternano fasi di rilassamento, nelle quali si riempiono di sangue, e fasi di contrazione durante le quali si svuotano, spingendo il sangue nei due circuiti. Queste fasi interessano contemporaneamente i due lati del cuore e si alternano in modo che il flusso del sangue sia sempre unidirezionale: gli atri ricevono il sangue che proviene dalle grandi vene e lo spingono nei ventricoli; questi a loro volta si contraggono e pompano il sangue nelle arterie principali. L’intera sequenza costituisce il ciclo cardiaco, che ha una durata di circa 0,8 secondi e comprende 3 fasi:  Diastole (0,4 s): il miocardio è rilassato, le valvole atrio-ventricolari sono aperte e il sangue entra spontaneamente negli atri e nei ventricoli; le valvole semilunari sono chiuse.  Sistole atriale (0,1 s): durante questa fase brevissima gli atri si contraggono e si svuotano, spingendo con forza tutto il sangue nei ventricoli che sono ancora in diastole.  Sistole ventricolare (0,3 s): i ventricoli cominciano a contrarsi e la pressione al loro interno diventa più alta di quella presente negli atri, così il sangue si muove vorticosamente e le valvole atrio-ventricolari si chiudono, producendo un rumore sordo e profondo. In breve la pressione nei ventricoli cresce fino a provocare l’apertura delle valvole semilunari, così il sangue fluisce nell’aorta e nelle arterie polmonari. Durante tutta questa fase gli atri sono in diastole e si rilassano riempiendosi di sangue. Al termine della sistole ventricolare inizia un nuovo ciclo: i ventricoli entrano in diastole e le valvole semilunari si chiudono con un rumore breve e acuto, a causa dell’alta pressione presente nell’aorta e nelle arterie polmonari. Anche gli atri sono ancora in diastole, perciò la pressione interna è bassa in tutto il cuore. Per questo il sangue proveniente dalla circolazione sistemica e dai polmoni entra liberamente nel cuore. È importante osservare che i movimenti di chiusura e apertura delle valvole sono semplici eventi meccanici, che dipendono dalle differenze di pressione presenti sui due lati della valvola. Non implicano quindi un lavoro attivo come la contrazione del miocardio. Valvole difettose possono produrre un flusso turbolento di sangue e generare un suono anomalo conosciuto come soffio cardiaco. Per esempio, se una valvola atrio-ventricolare è difettosa e non si chiude completamente, il sangue fluirà indietro nell’atrio con un suono «a soffio». LA GITTATA CARDIACA E’ la quantità di sangue pompata dai ventricoli. Si definisce gittata cardiaca il volume di sangue che il ventricolo destro e il ventricolo sinistro riescono ad espellere in un minuto attraverso l'arteria polmonare e l'aorta. La gittata sistolica è il volume di sangue pompato da un ventricolo nel corso di una singola contrazione STRUTTURA E FUNZIONE DEL SANGUE Il sangue ha molte funzioni tra cui il trasporto di nutrienti in tutto il corpo, il mantenimento dell’omeostasi e il sistema immunitario. È costituito da plasma, globuli rossi, globuli bianchi e piastrine. Tecnicamente, il sangue è un liquido di trasporto pompato dal cuore (o una struttura equivalente) a tutte le parti del corpo, dopo di che viene restituito al cuore per ripetere il processo. Il sangue è sia un tessuto che un fluido. È un tessuto perché è una raccolta di cellule specializzate simili che svolgono funzioni particolari. Queste cellule sono sospese in una matrice liquida ( plasma ), che rende il sangue un fluido. FUNZIONE:  Trasporto: in termini di urgenza immediata, la funzione respiratoria del sangue è vitale. Una fornitura continua dil’ossigeno è richiesta dalle cellule viventi, in particolare quelle del cervello. Ogni sostanza richiesta per la nutrizione di ogni cellula del corpo viene trasportata dal sangue: i precursori di carboidrati, proteine e grassi; sali minerali e sali; vitamine e altri fattori alimentari accessori. Il sangue trasporta i prodotti di scarto del metabolismo cellulare agli organi escretori.  Mantenere l’omeostasi: alterare il flusso sanguigno alla pelle può aiutare a ridurre la temperatura corporea. Trasporto di enzimi che vengono utilizzati per mantenere i nostri ambienti interni.  Immunità e difesa: Le cellule dei costituenti del plasma interagiscono in modi complessi per conferire l’immunità agli agenti infettivi, per resistere o distruggere gli organismi invasori, per produrre la risposta infiammatoria e per distruggere e rimuovere i materiali estranei e le cellule morte. I globuli bianchi combattono l’infezione e le piastrine aiutano a riparare i danni e coagulano il sangue. COMPOSIZIONE: Nell’uomo, il sangue è un fluido rosso opaco, il colore caratteristico è impartito dall’emoglobina, una proteina unica contenente ferro. L’emoglobina si schiarisce quando è satura di ossigeno (ossiemoglobina) e si scurisce quando viene rimosso ossigeno (deossiemoglobina). Il sangue è composto da un certo numero di tipi di cellule, le più importanti: Plasma: il plasma è un liquido color paglierino in cui le cellule del sangue sono sospese. È composto da circa il 90% di acqua e da elettroliti come sodio e potassio e proteine. L’acqua del plasma è liberamente scambiabile con quella delle cellule del corpo e altri fluidi extracellulari ed è disponibile per mantenere il normale stato di idratazione di tutti i tessuti. Globuli rossi (eritrociti): la principale funzione dei globuli rossi è il trasporto dell’ossigeno. I globuli rossi contengono una proteina chiamata emoglobina. Questo si combina con l’ossigeno per formare ossiemoglobina. Ogni globulo rosso ha una durata di circa 120 giorni prima di essere suddiviso dalla milza. Le nuove cellule vengono prodotte nel midollo osseo della maggior parte delle ossa. Ci sono circa 4,5- 5 milioni di globuli rossi per micro-litro di sangue. I globuli bianchi (leucociti): I globuli bianchi (leucociti), a differenza dei globuli rossi, sono nucleati e autonomamente mobili. Altamente differenziati per le loro funzioni specializzate, non subiscono la divisione cellulare ( mitosi), ma alcuni mantengono la capacità di mitosi. Come gruppo sono coinvolti nei meccanismi di difesa del corpo e nell’attività riparativa. Il numero di globuli bianchi nel sangue normale varia tra 4.500 e 11.000 per millimetro cubo. Piastrine (trombociti): Le piastrine del sangue sono le cellule più piccole del sangue, con una media di circa 2-4 μm di diametro. Sebbene siano molto più numerose (da 150.000 a 400.000 per millimetro cubo) rispetto alle cellule bianche, occupano una frazione molto più piccola del volume del sangue a causa delle loro dimensioni relativamente minute. Come i globuli rossi, mancano di un nucleo e sono incapaci di divisione cellulare (mitosi), ma hanno un metabolismo più complessoe struttura interna che avere i globuli rossi. La funzione delle piastrine è correlata a emostasi, prevenzione e controllo delle emorragie. COAUGULAZIONE SANGUE Nel sangue si trovano anche le piastrine e la proteina fibrinogeno che partecipano alla coagulazione, ovvero al processo di riparazione dei vasi sanguigni danneggiati. Nella fase di rigenerazione, i vasi sanguigni sono riparati e le nuove cellule formano nel sito danneggiato cellule simili a quelle che sono state danneggiate e rimosse. Alcune cellule come i neuroni e cellule muscolari (soprattutto nel cuore) sono lenti a recuperare.È capitato a tutti di tagliarsi o di procurarsi un'abrasione: a un certo punto il sangue si ferma formando un coagulo. Il sangue, infatti, contiene particolari elementi cellulari e sostanze che entrano in azione per rimarginare i vasi sanguigni danneggiati. APPROFONDIMENTI Il sangue giunto ai polmoni, attraverso il passaggio lungo l'arteria polmonare e le sue diramazioni, è il sangue che, a livello degli alveoli polmonari, scambia l'anidride carbonica per l'ossigeno derivante dal processo di respirazione (polmonare).  FUNZIONEE La funzione principale dell'apparato cardiocircolatorio, come detto, è quella di distribuire ossigeno e nutrienti ai veri organi associata a quella di eliminare l'anidride carbonica e le sostanze di scarto dall'organismo.  STRUTTURAA L'apparato cardiocircolatorio è un sistema chiuso di vasi (i vasi sanguigni) in cui il sangue circola sotto la spinta del cuore. A formarlo sono due componenti principali: il circolo sistemico e il piccolo circolo (detto anche circolo polmonare). Ognuna di queste componenti è formata da arterie, capillari e vene.