Scheda didattica

Funzione dell’apparato cardiocircolatorio

Il sistema circolatorio si compone di tre parti:

  • Un fluido: il sangue, che funge da mezzo di trasporto
  • Un sistema chiuso di condotti: i vasi sanguigni, per distribuire il sangue nei vari distretti del corpo
  • Una pompa: il cuore, che permette al sangue di circolare nei vasi.

L’apparato cardiocircolatorio ha il compito, attraverso il circolo arterioso, di trasportare l’ossigeno e il nutrimento necessario in tutto il corpo, permettendo alle cellule di ricevere le sostanze utili per produrre energia e rimanere vitali. Contemporaneamente consente, tramite il circolo venoso, l’allontanamento dai tessuti di anidride carbonica e di altri cataboliti.

Il sistema cardiocircolatorio ha anche altre funzioni, tra queste permettere ad altre cellule e sostanze fondamentali per l’organismo (ad esempio cellule del sistema immunitario e ormoni) di spostarsi all’interno del corpo in base alle necessità, mantenere la temperatura corporea stabile, regolare l’omeostasi dei fluidi corporei.

Fasi del ciclo cardiaco

Il cuore batte circa 70 volte al minuto e un battito completo impiega circa 0,8 secondi.

Il ciclo completo di lavoro che il cuore compie si chiama rivoluzione cardiaca. Essa consta due fasi distinte che si susseguono continuamente:

  • Fase di contrazione, detta sistole
  • Fase di rilasciamento, detta diastole.

La funzione di pompa del cuore è assicurata dalla parete muscolare e dal sistema di valvole. 

La sequenza di eventi meccanici inizia con la sistole atriale, gli atri si contraggono e il sangue è spinto nei ventricoli attraverso le valvole tricuspide e mitrale. Segue la sistole ventricolare, questa inizia con l’aumento di pressione ventricolare che fa chiudere le valvole tricuspide e mitrale, successivamente quando la pressione interna al ventricolo supera quella aortica, la valvola semilunare si apre e il sangue fluisce nell’aorta. La pressione interna al ventricolo si riduce, causando la rapida chiusura delle valvole semilunari, inizia così la diastole ventricolare. Il sangue fluisce negli atri rilassati e quando la pressione nei ventricoli diventa più bassa rispetto agli atri, le valvole atrio-ventricolari, cioè la mitrale e la tricuspide, si aprono provocando un rapido passaggio del sangue dall’atrio al ventricolo. Inizia così un nuovo ciclo cardiaco.

I fenomeni cardiaci che si susseguono durante il ciclo cardiaco creano delle vibrazioni sonore auscultabili, i cosiddetti toni cardiaci. Il primo tono è dato dalla chiusura della valvola mitrale e della tricuspide (sistole ventricolare) mentre il secondo tono è dovuto alla chiusura della valvola aortica e polmonare (diastole ventricolare).

Circolazione sanguigna

Nell’uomo il sangue scorre attraverso un doppio circuito, possiamo distinguerne due parti. La prima è chiamata grande circolazione, essa si assicura che il sangue ricco di ossigeno proveniente dal cuore raggiunga i tessuti dell’organismo e allontani da essi l’anidride carbonica e altri cataboliti. La seconda è denominata piccola circolazione, questa fa sì che il sangue ricco di anidride carbonica dal cuore arrivi ai polmoni per ossigenarsi e poi ritorni al cuore, per passare nuovamente alla grande circolazione. 

Grande circolazione sanguigna

La grande circolazione parte dal ventricolo sinistro del cuore con l’aorta, essa successivamente si dirama in arterie sempre più sottili che, attraversando l’organismo, raggiungono tutti i tessuti, all’interno dei quali si costituisce una rete di vasi sottilissimi chiamati capillari. 

Nei vasi della grande circolazione scorre il sangue arterioso che è di colore rosso scarlatto ed è ricco di ossigeno. Grazie al grande circolo il sangue arterioso raggiunge i tessuti dove cede ossigeno e sostanze nutritizie. A livello di questi tessuti i capillari, cedendo ossigeno e ricevendo anidride carbonica, diventano da arteriosi a venosi. Confluendo tra loro formano vasi sempre più grandi che, in maniera speculare rispetto al sistema arterioso, giungono a formare la vena cava (prima inferiore e poi superiore) che riporta il sangue al cuore, dal quale poi passerà nel piccolo circolo. 

Piccola circolazione sanguigna

La piccola circolazione trasporta sangue venoso di colore bluastro, ricco di anidride carbonica e povero di ossigeno, dal cuore ai polmoni, dove il sangue viene purificato e riportato al cuore ossigenato.

Il sangue venoso proveniente dalla grande circolazione arriva al cuore nell’atrio destro, passa nel ventricolo destro e da qui viene pompato nel tronco polmonare, il quale si ramifica nelle due arterie polmonari che raggiungono il polmone destro e sinistro. Le arterie polmonari una volta raggiunti i polmoni, si diramano in una fitta rete di capillari che, a contatto con gli alveoli polmonari, permettono lo scambio di anidride carbonica e ossigeno. Il sangue, ricco di ossigeno, grazie alle vene polmonari torna al cuore nell’atrio sinistro, pronto per essere pompato nel ventricolo sinistro, dove ha nuovamente inizio la grande circolazione.

Cuore

Il cuore è un organo grande quasi quanto un pugno e pesa poco meno di mezzo kg. 

È un organo muscolare, localizzato nella cavità toracica, leggermente spostato a sinistra, dietro lo sterno. Il cuore è diviso in una parte sinistra e una destra. Ciascuna delle due metà è costituita da un atrio, la parte superiore, e un ventricolo, la camera inferiore. Per evitare il reflusso del sangue sono presenti quattro valvole:

  • Valvola tricuspide: tra atrio e ventricolo destro;
  • Valvola mitrale (o bicuspide): tra atrio e ventricolo sinistro;
  • Valvola semilunare aortica: tra ventricolo sinistro e aorta;
  • Valvola semilunare polmonare: tra ventricolo destro e arteria polmonare.

Il cuore nell’arco di una vita media batte circa 2,5 miliardi di volte e pompa circa 300 milioni di litri di sangue. 

Vasi sanguigni

I vasi sanguigni sono dei condotti in cui scorre il sangue, il flusso sanguigno è alimentato dal cuore, che funge da pompa.

Gli stessi si distinguono in:

– Arterie: trasportano il sangue dal cuore ai tessuti. Durante il loro percorso si ramificano fino a diventare capillari. Le arterie trasportano sangue ricco di ossigeno, il sangue arterioso.
– Vene: permettono il ritorno del sangue povero di ossigeno e ricco di cataboliti dai tessuti al cuore, il sangue venoso.
– Capillari: sono i vasi sanguigni di diametro più ridotto dell’apparato circolatorio, costituiscono la parte terminale delle arterie e iniziale delle vene. Svolgono una funzione fondamentale in quanto permettono tutti gli scambi metabolici e respiratori tra sangue e liquido interstiziale, garantendo il passaggio di ossigeno e sostanze nutritive ai tessuti e, contemporaneamente, l’allontanamento dei cataboliti dagli stessi. Caratteristica fondamentale per assicurare questa funzione è la struttura dei capillari stessi, costituiti da un solo strato di cellule endoteliali (l’endotelio è lo strato di cellule specializzate che riveste l’interno dei vasi). È proprio questa caratteristica a renderli permeabili alle sostanze già citate.

Sangue

Il volume di sangue presente nel corpo umano è di circa 5,6 litri, costituendo il 5-8% del peso corporeo. Il sangue è costituito da una componente liquida, il plasma, nella quale sono sospesi gli elementi corpuscolati (globuli rossi, globuli bianchi e piastrine). 

  • Globuli rossi: i globuli rossi, chiamati anche eritrociti, sono cellule specializzate nel trasporto dell’ossigeno. La vita media dei globuli rossi è 120 giorni, vengono prodotti nel midollo osseo di alcune ossa (ad esempio: vertebre, coste, sterno) e vengono distrutti a livello della milza giunti alla fine del loro ciclo vitale. Hanno una forma biconcava e sulla loro superficie sono presenti gli antigeni caratteristici dei gruppi sanguigni che consente di distinguere gli individui dell’intera umanità in 8 gruppi: A+, A-, B+, B-, AB+, AB-,0+ e 0- (Il gruppo 0 indica l’assenza di antigeni). 

La loro funzione di trasporto di ossigeno è garantita dalla presenza di una proteina, l’emoglobina, che lega l’ossigeno e conferisce al sangue il suo tipico colore rosso.

  • Plasma: il plasma rappresenta la componente liquida del sangue. È composto per il 90% di acqua, mentre la restante quota si compone di proteine, sali, gas, sostanze nutritive, cataboliti e ormoni. Tra le proteine contenute nel sangue è presente il fibrinogeno, una proteina molto importante per la coagulazione del sangue. Viene denominato siero il plasma privato del fibrinogeno. Il plasma costituisce circa il 50% del sangue totale.
  • Globuli bianchi: detti anche leucociti, sono cellule specializzate nella funzione di difesa dell’organismo. Essi hanno la capacità di spostarsi tra i vasi ed entrare nei tessuti, grazie ai loro movimenti ameboidi. Nel sangue sono presenti diversi tipi di globuli bianchi: granulociti (suddivisi a loro volta in neutrofili, eosinofili, basofili), linfociti e monociti. I neutrofili sono il gruppo più numeroso e sono specializzati nella fagocitosi, processo fondamentale per la protezione dell’organismo, attraverso questo processo ingeriscono i microrganismi estranei potenzialmente dannosi. Gli eosinofili sono cellule che intervengono nelle infezioni parassitarie e nelle reazioni allergiche. I basofili, come gli eosinofili, sono coinvolti nelle reazioni allergiche. 

Per quanto riguarda i linfociti sono divisibili in tre classi principali: linfociti T, cellule Natural Killer, e linfociti B. I linfociti T e le Natural Killer svolgono un ruolo fondamentale nel contrastare le infezioni virali, mentre i linfociti B hanno il ruolo di produzione degli anticorpi.

Abbiamo infine i monociti, essi sono delle cellule che hanno il compito di migrare nei tessuti attraverso la parete dei vasi, fuori dal flusso sanguigno completano lo sviluppo e diventano macrofagi, spazzini che fagocitano cellule morte e microrganismi.

  • Piastrine: sono piccoli frammenti di cellule sprovviste di nucleo. Hanno un ruolo fondamentale nella coagulazione, aderiscono alla sede di sanguinamento, si aggregano e liberano sostanze che attirano altre piastrine, formando un patch organico che ripara temporaneamente la lesione. Si attiva così un complesso processo, con rilascio di sostanze che promuovono la coagulazione, che porta alla formazione di un coagulo più stabile e alla cessazione del flusso emorragico.