Sistema cardiovascolare

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Anatomia del sistema cardiovascolare

Il cuore

Il cuore è un organo di pompaggio muscolare situato medialmente ai polmoni lungo la linea mediana del corpo nella regione toracica. La punta inferiore del cuore, conosciuta come il suo apice, è rivolta a sinistra, in modo che circa 2/3 del cuore si trova sul lato sinistro del corpo con l’altro 1/3 a destra. La parte superiore del cuore, conosciuta come la base del cuore, si collega ai grandi vasi sanguigni del corpo: l’aorta, la vena cava, il tronco polmonare e le vene polmonari.

Circolatorio

Ci sono 2 cicli circolatori primari nel corpo umano: il ciclo di circolazione polmonare e il ciclo di circolazione sistemica.

1. La circolazione polmonare trasporta il sangue deossigenato dal lato destro del cuore ai polmoni, dove il sangue prende l’ossigeno e ritorna al lato sinistro del cuore. Le camere di pompaggio del cuore che sostengono il ciclo di circolazione polmonare sono l’atrio destro e il ventricolo destro.
2. La circolazione sistemica trasporta il sangue altamente ossigenato dal lato sinistro del cuore a tutti i tessuti del corpo (ad eccezione del cuore e dei polmoni). La circolazione sistemica rimuove i rifiuti dai tessuti del corpo e restituisce il sangue deossigenato al lato destro del cuore. L’atrio sinistro e il ventricolo sinistro del cuore sono le camere di pompaggio per il ciclo della circolazione sistemica.

Vasi sanguigni

I vasi sanguigni sono le autostrade del corpo che permettono al sangue di fluire in modo rapido ed efficiente dal cuore ad ogni regione del corpo e indietro. La dimensione dei vasi sanguigni corrisponde alla quantità di sangue che passa attraverso il vaso. Tutti i vasi sanguigni contengono un’area cava chiamata lume attraverso la quale il sangue può scorrere. Intorno al lume c’è la parete del vaso, che può essere sottile nel caso dei capillari o molto spessa nel caso delle arterie.

Tutti i vasi sanguigni sono rivestiti da un sottile strato di epitelio squamoso semplice noto come endotelio che mantiene le cellule del sangue all’interno dei vasi sanguigni e impedisce la formazione di coaguli. L’endotelio riveste l’intero sistema circolatorio, fino all’interno del cuore, dove è chiamato endocardio.

Ci sono tre tipi principali di vasi sanguigni: arterie, capillari e vene. I vasi sanguigni prendono spesso il nome dalla regione del corpo attraverso la quale trasportano il sangue o da strutture vicine. Per esempio, l’arteria brachiocefalica porta il sangue nelle regioni brachiale (braccio) e cefalica (testa). Uno dei suoi rami, l’arteria succlavia, scorre sotto la clavicola; da qui il nome succlavia. L’arteria succlavia corre nella regione ascellare dove diventa nota come arteria ascellare.

Arterie e arteriole

Le arterie sono vasi sanguigni che portano il sangue lontano dal cuore. Il sangue trasportato dalle arterie è di solito altamente ossigenato, avendo appena lasciato i polmoni nel suo percorso verso i tessuti del corpo. Il tronco polmonare e le arterie dell’anello di circolazione polmonare forniscono un’eccezione a questa regola – queste arterie portano il sangue deossigenato dal cuore ai polmoni per essere ossigenato.

Le arterie affrontano alti livelli di pressione sanguigna poiché trasportano il sangue spinto dal cuore con grande forza. Per resistere a questa pressione, le pareti delle arterie sono più spesse, più elastiche e più muscolari di quelle di altri vasi. Le arterie più grandi del corpo contengono un’alta percentuale di tessuto elastico che permette loro di allungarsi e accogliere la pressione del cuore.

Le arterie più piccole sono più muscolari nella struttura delle loro pareti. I muscoli lisci delle pareti arteriose di queste arterie più piccole si contraggono o si espandono per regolare il flusso di sangue attraverso il loro lume. In questo modo, il corpo controlla la quantità di sangue che scorre verso le diverse parti del corpo in diverse circostanze. La regolazione del flusso sanguigno influisce anche sulla pressione sanguigna, poiché le arterie più piccole danno al sangue meno area per scorrere e quindi aumenta la pressione del sangue sulle pareti arteriose.

Le arteriole sono arterie più strette che si diramano dalle estremità delle arterie e portano il sangue ai capillari. Affrontano pressioni sanguigne molto più basse rispetto alle arterie a causa del loro maggior numero, del minor volume di sangue e della distanza dalla pressione diretta del cuore. Quindi le pareti delle arteriole sono molto più sottili di quelle delle arterie. Le arteriole, come le arterie, sono in grado di usare la muscolatura liscia per controllare la loro apertura e regolare il flusso sanguigno e la pressione sanguigna.

Capillari

I capillari sono i più piccoli e più sottili dei vasi sanguigni nel corpo e anche i più comuni. Si possono trovare in quasi tutti i tessuti del corpo e delimitano i bordi dei tessuti avascolari del corpo. I capillari si collegano alle arteriole da un lato e alle venule dall’altro.

I capillari portano il sangue molto vicino alle cellule dei tessuti del corpo per scambiare gas, nutrienti e prodotti di scarto. Le pareti dei capillari sono costituite solo da un sottile strato di endotelio in modo che ci sia la minima quantità di struttura possibile tra il sangue e i tessuti. L’endotelio agisce come un filtro per mantenere le cellule del sangue all’interno dei vasi, mentre permette ai liquidi, ai gas disciolti e ad altre sostanze chimiche di diffondere lungo i loro gradienti di concentrazione dentro o fuori i tessuti.

Gli sfinteri precapillari sono bande di muscoli lisci che si trovano alle estremità delle arteriole dei capillari. Questi sfinteri regolano il flusso di sangue nei capillari. Poiché c’è una fornitura limitata di sangue, e non tutti i tessuti hanno lo stesso fabbisogno di energia e di ossigeno, gli sfinteri precapillari riducono il flusso di sangue ai tessuti inattivi e permettono il flusso libero nei tessuti attivi.

Venule e venule

Le vene sono i grandi vasi di ritorno del corpo e fungono da controparti delle arterie. Poiché le arterie, le arteriole e i capillari assorbono la maggior parte della forza delle contrazioni del cuore, le vene e le venule sono soggette a pressioni sanguigne molto basse. Questa mancanza di pressione permette alle pareti delle vene di essere molto più sottili, meno elastiche e meno muscolari delle pareti delle arterie.

Le vene si affidano alla gravità, all’inerzia e alla forza delle contrazioni dei muscoli scheletrici per spingere il sangue verso il cuore. Per facilitare il movimento del sangue, alcune vene contengono molte valvole unidirezionali che impediscono al sangue di fluire lontano dal cuore. Quando i muscoli scheletrici del corpo si contraggono, comprimono le vene vicine e spingono il sangue attraverso le valvole più vicino al cuore.

Quando il muscolo si rilassa, la valvola intrappola il sangue finché un’altra contrazione non spinge il sangue più vicino al cuore. Le venule sono simili alle arteriole perché sono piccoli vasi che collegano i capillari, ma a differenza delle arteriole, le venule si collegano alle vene invece che alle arterie. Le venule raccolgono il sangue da molti capillari e lo depositano in vene più grandi per il trasporto al cuore.

Circolazione coronarica

Il cuore ha la sua serie di vasi sanguigni che forniscono al miocardio l’ossigeno e i nutrienti necessari per pompare il sangue in tutto il corpo. Le arterie coronarie destra e sinistra si diramano dall’aorta e forniscono il sangue ai lati destro e sinistro del cuore. Il seno coronarico è una vena sul lato posteriore del cuore che restituisce il sangue deossigenato dal miocardio alla vena cava.

Circolazione portale epatica

Le vene dello stomaco e dell’intestino svolgono una funzione unica: invece di riportare il sangue direttamente al cuore, lo portano al fegato attraverso la vena porta epatica. Il sangue che lascia gli organi digestivi è ricco di nutrienti e altre sostanze chimiche assorbite dal cibo. Il fegato rimuove le tossine, immagazzina gli zuccheri ed elabora i prodotti della digestione prima che raggiungano gli altri tessuti del corpo. Il sangue dal fegato ritorna poi al cuore attraverso la vena cava inferiore.

Sangue

Il corpo umano medio contiene circa 4 o 5 litri di sangue. Come tessuto connettivo liquido, trasporta molte sostanze attraverso il corpo e aiuta a mantenere l’omeostasi di nutrienti, rifiuti e gas. Il sangue è composto da globuli rossi, globuli bianchi, piastrine e plasma liquido.

Cellule rosse

I globuli rossi, noti anche come eritrociti, sono di gran lunga il tipo più comune di cellule del sangue e costituiscono circa il 45% del volume del sangue. Gli eritrociti sono prodotti all’interno del midollo osseo rosso dalle cellule staminali al ritmo sorprendente di circa 2 milioni di cellule ogni secondo. La forma degli eritrociti è quella di dischi biconcavi con una curva concava su entrambi i lati del disco in modo che il centro di un eritrocita sia la sua parte più sottile. La forma unica degli eritrociti dà a queste cellule un alto rapporto superficie/volume e permette loro di piegarsi per adattarsi ai capillari sottili. Gli eritrociti immaturi hanno un nucleo che viene espulso dalla cellula quando raggiunge la maturità per darle la sua forma unica e la sua flessibilità. La mancanza di un nucleo significa che i globuli rossi non contengono DNA e non sono in grado di ripararsi una volta danneggiati.

Gli eritrociti trasportano ossigeno nel sangue attraverso il pigmento rosso emoglobina. L’emoglobina contiene ferro e proteine unite per aumentare notevolmente la capacità di trasporto dell’ossigeno degli eritrociti. L’alto rapporto superficie/volume degli eritrociti permette all’ossigeno di essere facilmente trasferito nella cellula nei polmoni e fuori dalla cellula nei capillari dei tessuti sistemici.

Cellule bianche del sangue

I globuli bianchi, conosciuti anche come leucociti, costituiscono una percentuale molto piccola del numero totale di cellule nel sangue, ma hanno importanti funzioni nel sistema immunitario del corpo. Ci sono due classi principali di globuli bianchi: i leucociti granulari e i leucociti agranulari.

1. Leucociti granulari: I tre tipi di leucociti granulari sono neutrofili, eosinofili e basofili. Ogni tipo di leucocita granulare è classificato in base alla presenza di vescicole piene di sostanze chimiche nel loro citoplasma che danno loro la loro funzione. I neutrofili contengono enzimi digestivi che neutralizzano i batteri che invadono il corpo. Gli eosinofili contengono enzimi digestivi specializzati per digerire i virus che sono stati legati da anticorpi nel sangue. I basofili rilasciano istamina per intensificare le reazioni allergiche e aiutare a proteggere il corpo dai parassiti.
2. Leucociti agranulari: Le due principali classi di leucociti agranulari sono i linfociti e i monociti. I linfociti includono le cellule T e le cellule natural killer che combattono le infezioni virali e le cellule B che producono anticorpi contro le infezioni da agenti patogeni. I monociti si sviluppano in cellule chiamate macrofagi che fagocitano e ingeriscono gli agenti patogeni e le cellule morte delle ferite o delle infezioni.

Piastrine

Conosciute anche come trombociti, le piastrine sono piccoli frammenti cellulari responsabili della coagulazione del sangue e della formazione delle croste. Le piastrine si formano nel midollo osseo rosso da grandi cellule megacariocitarie che periodicamente si rompono e rilasciano migliaia di pezzi di membrana che diventano le piastrine. Le piastrine non contengono un nucleo e sopravvivono nel corpo solo per una settimana prima che i macrofagi le catturino e le digeriscano.

Plasma

Il plasma è la parte non cellulare o liquida del sangue che costituisce circa il 55% del volume del sangue. Il plasma è una miscela di acqua, proteine e sostanze dissolte. Circa il 90% del plasma è costituito da acqua, anche se la percentuale esatta varia a seconda dei livelli di idratazione dell’individuo. Le proteine del plasma includono anticorpi e albumine. Gli anticorpi fanno parte del sistema immunitario e si legano agli antigeni sulla superficie degli agenti patogeni che infettano il corpo. Le albumine aiutano a mantenere l’equilibrio osmotico del corpo fornendo una soluzione isotonica per le cellule del corpo. Molte sostanze diverse si trovano dissolte nel plasma, tra cui glucosio, ossigeno, anidride carbonica, elettroliti, nutrienti e prodotti di scarto cellulari. Il plasma funziona come mezzo di trasporto per queste sostanze che si muovono nel corpo.

Fisiologia del sistema cardiovascolare

Funzioni del sistema cardiovascolare

Il sistema cardiovascolare ha tre funzioni principali: trasporto di materiali, protezione dagli agenti patogeni e regolazione dell’omeostasi del corpo.

• Trasporto: Il sistema cardiovascolare trasporta il sangue a quasi tutti i tessuti del corpo. Il sangue trasporta i nutrienti essenziali e l’ossigeno e rimuove i rifiuti e l’anidride carbonica per essere elaborati o rimossi dal corpo. Gli ormoni sono trasportati in tutto il corpo attraverso il plasma liquido del sangue.
• Protezione: Il sistema cardiovascolare protegge il corpo attraverso i suoi globuli bianchi. I globuli bianchi puliscono i detriti cellulari e combattono gli agenti patogeni che sono entrati nel corpo. Le piastrine e i globuli rossi formano croste per sigillare le ferite e impedire agli agenti patogeni di entrare nel corpo e ai liquidi di fuoriuscire. Il sangue trasporta anche anticorpi che forniscono un’immunità specifica agli agenti patogeni a cui il corpo è stato precedentemente esposto o contro cui è stato vaccinato.
• Regolazione: Il sistema cardiovascolare è strumentale nella capacità del corpo di mantenere il controllo omeostatico di diverse condizioni interne. I vasi sanguigni aiutano a mantenere una temperatura corporea stabile controllando il flusso di sangue alla superficie della pelle. I vasi sanguigni vicino alla superficie della pelle si aprono durante i periodi di surriscaldamento per permettere al sangue caldo di scaricare il suo calore nell’ambiente del corpo. In caso di ipotermia, questi vasi sanguigni si restringono per far fluire il sangue solo agli organi vitali nel nucleo del corpo. Il sangue aiuta anche a bilanciare il pH del corpo grazie alla presenza di ioni bicarbonato, che agiscono come soluzione tampone. Infine, le albumine nel plasma sanguigno aiutano a bilanciare la concentrazione osmotica delle cellule del corpo mantenendo un ambiente isotonico.

Molte condizioni e malattie gravi possono causare che il nostro sistema cardiovascolare smetta di funzionare correttamente. Molto spesso, non facciamo abbastanza su di loro in modo proattivo, con conseguente emergenze. Sfoglia i nostri contenuti per saperne di più sulla salute cardiovascolare. Inoltre, esplorare come test di salute del DNA può consentire di iniziare importanti conversazioni con il medico sui rischi genetici per i disturbi che coinvolgono la coagulazione, emofilia, emocromatosi (un comune disturbo ereditario che provoca l’accumulo di ferro nel cuore) e glucosio-6-fosfato deidrogenasi (che colpisce circa 1 su 10 uomini afroamericani).

La pompa circolatoria

Il cuore è un quattro camere “doppia pompa,” dove ogni lato (sinistra e destra) opera come una pompa separata. I lati destro e sinistro del cuore sono separati da un muro muscolare di tessuto conosciuto come il setto del cuore. Il lato destro del cuore riceve il sangue deossigenato dalle vene sistemiche e lo pompa ai polmoni per ossigenarlo. Il lato sinistro del cuore riceve il sangue ossigenato dai polmoni e lo pompa attraverso le arterie sistemiche ai tessuti del corpo. Ogni battito cardiaco risulta nel pompaggio simultaneo di entrambi i lati del cuore, rendendo il cuore una pompa molto efficiente.

Regolazione della pressione sanguigna

Diverse funzioni del sistema cardiovascolare possono controllare la pressione sanguigna. Alcuni ormoni insieme ai segnali nervosi autonomi provenienti dal cervello influenzano il ritmo e la forza delle contrazioni cardiache. Una maggiore forza contrattile e una maggiore frequenza cardiaca portano a un aumento della pressione sanguigna. Anche i vasi sanguigni possono influenzare la pressione sanguigna. La vasocostrizione diminuisce il diametro di un’arteria contraendo la muscolatura liscia della parete arteriosa. La divisione simpatica (lotta o fuga) del sistema nervoso autonomo causa la vasocostrizione, che porta all’aumento della pressione sanguigna e alla diminuzione del flusso sanguigno nella regione costretta. La vasodilatazione è l’espansione di un’arteria quando il muscolo liscio della parete arteriosa si rilassa dopo l’esaurimento della risposta di lotta o fuga o sotto l’effetto di certi ormoni o sostanze chimiche nel sangue. Anche il volume del sangue nel corpo influisce sulla pressione sanguigna. Un maggior volume di sangue nel corpo aumenta la pressione sanguigna aumentando la quantità di sangue pompato da ogni battito cardiaco. Anche il sangue più denso e viscoso dovuto a disturbi della coagulazione può aumentare la pressione sanguigna.

Emostasi

L’emostasi, o la coagulazione del sangue e la formazione di croste, è gestita dalle piastrine del sangue. Le piastrine normalmente rimangono inattive nel sangue finché non raggiungono i tessuti danneggiati o fuoriescono dai vasi sanguigni attraverso una ferita. Una volta attive, le piastrine si trasformano in una forma di palla spinosa e diventano molto appiccicose per attaccarsi ai tessuti danneggiati. Le piastrine rilasciano poi fattori chimici di coagulazione e iniziano a produrre la proteina fibrina che funge da struttura per il coagulo di sangue. Le piastrine iniziano anche ad attaccarsi insieme per formare un tappo piastrinico. Il tappo piastrinico servirà come un sigillo temporaneo per mantenere il sangue nel vaso e il materiale estraneo fuori dal vaso fino a quando le cellule del vaso sanguigno possono riparare il danno alla parete del vaso.