L’apparato cardiocircolatorio e il sangue

1. L’apparato cardiocircolatorio e il sangue a.s. 2009-10

2. APPARATO CARDIOCIRCOLATORIO • è costituito dal cuore, dai vasi sanguigni e linfatici e dal sangue • trasporta in tutti i distretti corporei il sangue e, con esso,ossigeno, sostanze nutrienti e molecole per la difesa per l’organismo. • Contemporaneamente raccoglie ed asporta i metaboliti di scarto

3. IL TRASPORTO INTERNO NEGLI ANIMALI • Il sistema circolatorio ha relazioni molto strette con tutti i tessuti del corpo • In molti animali, microscopici vasi chiamati capillari formano un’intricata rete di vasi sanguigni tra le cellule dei tessuti. Globulo rosso Nuclei delle cellule del tessuto muscolare liscio Capillare LM 700

4. Bocca Canale circolare APPARATO CIRCOLATORIO NEGLI INVERTEBRATI • Il sistema circolatorio può essere aperto, come quello degli insetti, oppure chiuso, come quello umano • Gli cnidari e i vermi piatti hanno una cavità gastrovascolare che scambia materiale con l’ambiente, garantisce un sufficiente trasporto interno agli animali e funziona da apparato digerente.

5. Cuore tubulare Pori APPARATO CIRCOLATORIO NEGLI INVERTEBRATI • La maggior parte dei molluschi e tutti gli artropodi hanno un sistema circolatorio aperto: in alcune regioni del corpo, il sangue esce dai vasi e scorre tra le cellule dei tessuti (senza separazione tra liquido interstiziale e sangue).

6. APPARATO CIRCOLATORIO NEGLI INVERTEBRATI • I vertebrati, compresi i mammiferi, hanno un sistema circolatorio chiuso, nel quale il sangue si trova sempre all’interno dei vasi. • In questo sistema esistono tre tipi di vasi: • le arterie, che trasportano il sangue dal cuore agli organi attraverso tutto il corpo; • le vene, che riportano il sangue al cuore; • i capillari che fanno passare in ciascun tessuto il sangue dalle arterie alle vene.

7. APPARATO CIRCOLATORIO NEI VERTEBRATI Funzioni svolte: • Trasporto di ossigeno, dai polmoni ai tessuti e di anidride carbonica, in senso inverso • Distribuzione dei principi nutritivi assorbiti tramite la digestione a tutte le cellule • Trasporto di rifiuti e di sostanze nocive al fegato per la disintossicazione e ai reni per la escrezione • Distribuzione degli ormoni dalle ghiandole che li secernono fino agli organi “bersaglio“ • Regolazione della temperatura corporea • Il meccanismo della coagulazione per il controllo delle perdite ematiche • La difesa contro i batteri e virus per mezzo di anticorpi e leucociti presenti nel sangue

8. Letti capillari Arteriola Arteria (sangue ricco di O2) Venula Vena Atrio Cuore Arteria (sangue povero di O2) Capillari branchiali Ventricolo Figura 18.2C APPARATO CIRCOLATORIO NEI VERTEBRATI Sistema circolatorio chiuso di un pesce:

9. Capillari branchiali Cuore: Ventricolo (V) Atrio(A) Capillari sistemici APPARATO CIRCOLATORIO NEI VERTEBRATI Il sistema cardiovascolare dei vertebrati ha subito un processo evolutivo Nei pesci il cuore è costituito da due sole cavità e il sangue scorre in un’unica direzione: viene pompato nelle branchie, passa attraverso i capillari sistemici, per poi ritornare all’atrio del cuore. Questo tipo di circolazione è detta circolazione semplice

10. APPARATO CIRCOLATORIO NEI VERTEBRATI • Per garantire un maggior flusso di sangue agli organi, i vertebrati terrestri hanno una circolazione doppia, in cui il sangue attraversa due volte il cuore. • Con la comparsa dei polmoni, a partire dagli anfibi, la circolazione generale viene affiancata da una circolazione polmonare • La circolazione polmonare mette in comunicazione il cuore con il tessuto polmonare in cui avvengono gli scambi gassosi. • La circolazione sistemica trasporta il sangue dal cuore al resto del corpo e poi di nuovo al cuore.

11. Capillari polmonari e del sistema cutaneo Circolazione pulmo-cutanea A A V Destra Sinistra Circolazione sistemica Capillari sistemici APPARATO CIRCOLATORIO NEI VERTEBRATI • Il cuore di anfibi e rettili è diviso in tre cavità: due atri e un ventricolo. • Questa divisione, parziale, è comunque sufficiente a pompare il sangue in due circuiti parzialmente separati • Questa circolazione pur essendo chiusa e doppia è una circolazione incompleta

12. Capillari polmonari Circolazione polmonare A A V V Sinistra Destra Circolazione sistemica Capillari sistemici APPARATO CIRCOLATORIO NEI VERTEBRATI • Nei mammiferi e negli uccelli il cuore è diviso in quattro cavità: due atri e due ventricoli. • Si parla di circolazione doppia e completa • L’ossigenazione dei tessuti è più efficiente • Il sangue ossigenato non può mescolarsi con quello non ossigenato

13. Il cuore e la circolazione sanguigna

14. IL CUORE Ha forma di una piramide, con la base rivolta in alto a destra e l’apice rivolto in basso a sinistra, è alloggiato in una regione del torace detta mediastino. È un organo essenzialmente muscolare (miocardio),rivestito esternamente da una membrana connettivale (pericardio) ed internamente dall’endocardio È la parte propulsiva dell’apparato circolatorio

15. Arteria Brachiocefalica Arteria Carotide comune sinistra Vena cava superiore Arteria Succlavia sinistra Arco Aortico Arteria Polmonare destra Legamento arterioso Aorta ascendente Arteria Polmonare sinistra Tronco polmonare Vene Polmonari di sinistra Vene Polmonari di destra Atrio sinistro Atrio destro Arterie e vene coronarie Arterie e vene coronarie Ventricolo sinistro Ventricolo Destro Arterie e vene coronarie Vena cava inferiore Apice del cuore

16. IL CUORE • Il cuore ha 4 cavità interne: • 2 atri, in cui entra il sangue • atrio destro (dove entra il sangue proveniente dalle vene cave) • atrio sinistro (dove entra il sangue ossigenato proveniente dai polmoni) • 2 ventricoli, da cui il sangue esce • - ventricolo destro (il sangue proveniente dall’atrio destro attraversa • la valvola tricuspide ed entra nel ventricolo destro dove viene pompato tramite le arterie polmonari, verso i polmoni) • - ventricolo sinistro (il sangue ossigenato rientrato nell’atrio sinistro • tramite le vene polmonari attraversa la valvola bicuspide e arriva nel ventricolo sinistro, da cui viene pompato nell’arteria aorta)

17. Vena cava superiore Aorta Arteria Polmonare sinistra Arteria Polmonare destra Atrio sinistro Vene Polmonari di sinistra Atrio destro Vene Polmonari di destra Valvola bicuspide Valvola semilunare Valvola tricuspide Ventricolo sinistro Ventricolo Destro Setto interventricolare Corde tendinee Miocardio Vena cava inferiore Apice del cuore

18. All’origine dell’aorta e dell’arteria polmonare ci sono particolari valvole, le valvole semilunari, che impediscono il reflusso sanguigno nei ventricoli Valvola aperta Valvola chiusa

19. Il cuore si contrae in modo automatico Lo stimolo della contrazione si origina nel cuore stesso, in un gruppo di cellule posto nella parete dell’atrio destro, il nodo seno atriale, pacemaker primario del cuore. Lo stimolo si propaga alle fibre muscolari degli atri, (che si contraggono), e poi ad un altro nodo, il nodo atrio ventricolare da cui lo stimolo, tramite un fascio di tessuto nodale, il fascio di His, arriva ai ventricoli e li fa contrarre Il battito cardiaco ha 2 fasi sistole: fase di contrazione diastole: fase di rilassamento, le cavità si riempiono di sangue La gittata cardiaca è il volume di sangue emessa dal ventricolo sinistro in 1 minuto

20. Vena cava superiore Atrio sinistro Nodo senoatriale Nodo atrioventricolare Fascio atrioventricolare Atrio destro Branche del fascio Fibre di purkinje Setto interventricolare Fibre di purkinje

21. 8 9 2 2 3 3 4 4 9 8 Percorso del sangue attraverso il sistema cardiovascolare: Capillari della testa, del torace e delle braccia Vena cava superiore Arteria polmonare Arteria polmonare Aorta Capillari del polmone sinistro Capillari del polmone destro 7 5 10 Vena polmonare Vena polmonare 6 1 Atrio destro Atrio sinistro Ventricolo sinistro Ventricolo destro Aorta Vena cava inferiore Capillari della regione addominale e delle gambe

22. La circolazione sanguigna Piccola Circolazione percorso compiuto dal sangue a partire dal atrio destro, poi al ventricolo destro e, tramite le arterie polmonari, ai polmoni sino, tramite le vene polmonari, all’atrio sinistro Durante questo percorso il sangue deossigenato giunge ai polmoni e ritorna al cuore nuovamente ossigenato Grande Circolazione percorso compiuto dal sangue dall’atrio sinistro al ventricolo sinistro sino,tramite l’aorta,l’intero albero arterioso e venoso, al ritorno all’atrio destro del cuore

23. I vasi Arterie e Vene Arterie, trasportano il sangue fuori dal cuore e, con l’eccezione delle arterie polmonari, trasportano sangue ossigenato. Hanno pareti spesse con muscolatura liscia sviluppata, aiutano la spinta propulsiva del sangue; l’elasticità delle arterie rende costante il flusso cardiaco pulsante Le Vene, trasportano il sangue al cuore e , con l’eccezione delle vene polmonari, trasportano sangue non ossigenato hanno pareti sottili che offrono scarsa resistenza al flusso sanguigno,favorendo il ritorno al cuore. Le vene di grosse dimensioni sono dotate di valvole che impediscono il reflusso del sangue

24. Capillare Membrana basale Epitelio Valvola Epitelio (tonaca intima) Epitelio (tonaca intima) Tessuto muscolare liscio (tonaca media) Tessuto muscolare liscio (tonaca media) Tessuto connettivo (tonaca esterna) Tessuto connettivo (tonaca esterna) Arteria Vena Arteriola Venula La struttura dei vasi sanguigni è perfettamente adattata alle loro funzioni • I capillari hanno pareti molto sottili costituite da un singolo strato di cellule epiteliali. • Arterie, arteriole, vene e venule hanno pareti più spesse, rivestite da un epitelio e rinforzate da uno strato di tessuto muscolare liscio e da uno di tessuto connettivo. Le arterie diminuiscono di calibro man mano che si allontanano dal cuore, sino a diventare capillari, vasi dalla parete sottilissima, costituiti solo da cellule endoteliali e dalla loro membrana basale. Attraverso la sottile parete dei capillari diffondono i gas respiratori, le sostanze nutrienti e di rifiuto, gli ormoni. Il flusso sanguigno interno ai capillari è lento, viene in tal modo facilitata la diffusione delle sostanze Ai vasi capillari fanno seguito le venule, di piccole dimensioni, che diventano man mano di calibro maggiore ed assumono le caratteristiche istologiche delle vene

25. Il cuore si contrae e si distende ritmicamente • Quando il cuore è rilassato, durante una fase chiamata diastole, il sangue fluisce dentro a tutte e quattro le sue cavità. • L’altra fase del ciclo cardiaco è detta sistole e comincia con una brevissima contrazione degli atri, che riempie i ventricoli di sangue; poi si contraggono i ventricoli, si chiudono le valvole atrioventricolari, si aprono le valvole semilunari e il sangue viene pompato nelle grandi arterie.

26. Gli atri si contraggono. 2 Il cuore è rilassato e le valvole atrioventricolari sono aperte 1 I ventricoli si contraggono; le valvole semilunari sono aperte 3 Circolo cardiaco: 0.1s Sistole 0.3 s 0.4 s Diastole

27. PATOLOGIE CARDIO - VASCOLARI

28. Aorta Vena cava superiore Arteria coronarica sinistra Arteria polmonare Arteria coronarica destra Occlusione Tessuto muscolare morto Che cos’è un attacco cardiaco? Se uno o più vasi sanguigni si ostruiscono, le cellule muscolari cardiache muoiono rapidamente, il cuore non è più in grado di pompare sufficiente sangue nel corpo e si verifica un attacco cardiaco, o infarto del miocardio.

29. Tessuto liscio Tessuto connettivo Placche Epitelio LM 60  LM 160  • L’aterosclerosi è una patologia cardiovascolare cronica dovuta a formazione di placche (ateromi) che si sviluppano e si accrescono all’interno delle pareti dei vasi, determinando il restringimento del lume delle arterie e facendo scorrere il sangue con maggiore difficoltà.

30. ARITMIE E INFEZIONI CARDIACHE A volte capita di sentire la mancanza di un battito, detto extrasistole. Il cuore si contrae fuori tempo, perché si genera una scarica elettrica fuori dalla normale centralina.Può essere provocato dall’eccessiva stanchezza, o dall’assunzione di alcool. Un difetto nella produzione o diffusione dell’impulso elettrico provoca delle irregolarità nelle pulsazioni, si chiama aritmia. Il PACEMAKERè uno strumento, inserito nel torace, capace di regolarizzare il battito cardiaco. Al cuore arrivano, attraverso la corrente sanguigna anche virus e batteri ed essi possono provocare una infezione cardiaca. Le patologie a carico delle valvole sono noti come soffi cardiaci, se una valvola non si chiude bene il sangue può ritornare in dietro

31. PATOLOGIE LEGATE AL SISTEMA ELETTRICO DEL CUORE Il cuore batte più lentamente del normale, – generalmente meno di 60 battiti al minuto. Come conseguenza, il cuore può non pompare una quantità di sangue sufficiente a soddisfare le esigenze dell’organismo e il soggetto puòsentirsi affaticato o avere le vertigini. Brachicardia: Tachicardia: Il cuore batte più velocemente del normale, – generalmente più di 100 battiti al minuto. Come conseguenza, il cuore potrebbe non essere in grado di pompare la quantità di sangue sufficiente a soddisfare le esigenze dell’organismo. Se non si interviene, alcuni tipi di tachicardia possono determinare la morte cardiaca improvvisa .

32. Fibrillazione: atriale Le camere superiori del cuore (gli atri) si contraggonoin modo disordinato tra 300 e 600 volte al minuto. Gli atri non si contraggono mai completamente e ad ogni battito cardiaco potrebbero rimanervi residui di sangue. Il sangue ristagnato potrebbe raggrumarsi, aumentando il rischio di ictus. Morte cardiaca: improvvisa Il cuore smette completamente di battere e di pompare sangue.

33. PATOLOGIE LEGATE ALLA FUNZIONE DI POMPA DEL CUORE Insufficienza cardiaca Il cuore non lavora più bene come dovrebbe e non è più in grado di pompare una quantità di sangue sufficiente a soddisfare le esigenze dell’organismo. L’insufficienza cardiaca è un problema grave che si sviluppa gradualmente nel corso del tempo in un cuore danneggiato, a volte nel corso degli anni. PATOLOGIE LEGATI ALLE ARTERIE DEL CUORE Cardiopatia: Un deposito di materiale grasso si forma su una o più arterie coronarie, riducendo il flusso di sangue attraverso il muscolo cardiaco. La coronaropatia incrementa il rischio di attacco cardiaco. Una parte del muscolo cardiaco muore o rimane danneggiata in modo permanente perché non ha ricevuto sangue a sufficienza. Una volta che il cuore viene danneggiato, esiste un rischio maggiore di insufficienza cardiaca e di morte cardiaca improvvisa. Attacco cardiaco:

34. PATOLOGIE LEGATE ALLE ARTERIE ESTERNE AL CUORE Vasculopatia periferica: Un deposito di materiale grasso si forma su un’arteria esterna al cuore, riducendo il flusso di sangue attraverso l’organismo. A seconda dell’arteria bloccata, si possono avvertire sintomi minori, come un senso di torpore, o problemi più gravi, tra cui l’ictus.

35. PATOLOGIE DEI VASI SANGUIGNI Colesterolo: le persone con quantità eccessive di colesterolo nel sangue hanno alte probabilità di avere attacchi cardiaci. L’organo che regola il colesterolo è il fegato. Aterosclerosi:è un accumulo di sostanze grasse sulle pareti interne delle arterie. Questo accumulo è costituito in prevalenza da colesterolo, una sostanza presente nel sangue e in tutte le cellule dell'organismo Ischemia: quando il flusso sanguigno in un’arteria è bloccato da grosse placche. Una patologia dovuta al fatto che un organo riceve una quantità di sangue e di ossigeno insufficiente alle proprie esigenze. Angina pectoris: è una sindrome dolorosa causata da diminuzione transitoria del flusso di sangue e, quindi, di ossigeno nel tessuto muscolare del cuore. La condizione di scarso apporto di ossigeno al tessuto cardiaco prende il nome di ischemia. Essa si manifesta prevalentemente nell'età matura o negli uomini anziani e nelle donne in postmenopausa. Ictus: è un’ostruzione di un vaso sanguigno che porta ossigeno al cervello. Il cervello è uno degli organi più sensibili alla carenza di ossigeno.

36. Prevenzione sulle malattie del cuore e dei vasi sanguigni • È importantissimo praticare tanto sport; • Seguire un’alimentazione equilibrata; • Evitare l’eccesso di alcool; • Non fumare. -

37. 120 Pressione sistolica 100 Pressione (mm Hg) 80 60 40 Pressione diastolica 20 0 Dimensione relative e numero di vasi sanguigni 50 40 Velocità (cm/sec) 30 20 10 0 Aorta Vene Arterie Venule Atreriole Capillari Vena cava Il sangue esercita una pressione sulle pareti dei vasi • La pressione sanguigna corrisponde alla forza che il sangue esercita sulle pareti dei vasi sanguigni. • Dipende, in parte, dalla gittata cardiaca e, in parte, dalla resistenza al flusso sanguigno operata dallo stretto lume delle arteriole. • La pressione e la velocità del sangue sono maggiori nell’aorta e nelle arterie.

38. Pressione sanguigna 120 sistolica 70 diastolica (ancora da misurare) Pressione del manicotto sopra 120 Pressione del manicotto sotto i 120 Pressione del manicotto sotto i 70 Manicotto di gomma gonfiata con aria 120 120 70 Suoni udibili nello stetoscopio I suoni si arrestano Arteria chiusa Arteria Misurando la pressione sanguigna è possibile evidenziare i problemi cardiovascolari Il valore normale della pressione sanguigna di un adulto è 120/70: il primo numero rappresenta la pressione durante la sistole, mentre il secondo quella durante la diastole. 2 1 3 4

39. VALUTAZIONE DEI VALORI DELLA PRESSIONE DEL SANGUE Valori normali della pressione del sangue ed età

40. L’alta pressione sanguigna, o ipertensione, viene definita come pressione sanguigna che raggiunge di norma valori superiori a 140mmHg per la pressione sistolica, e superiori a 90 mmHg per la pressione diastolica. • L’ipertensione interessa circa un quarto della popolazione adulta e aumenta il rischio di ictus, infarto del miocardio e altre patologie cardiache o renali.

41. Principali arterie del corpo umanoPrincipali vene del corpo umano 

42. IL SANGUE

43. COMPOSIZIONE E PROPRIETÀ DEL SANGUE Il sangue è costituito dal plasma e da elementi cellulari in sospensione che si originano nel midollo osseo • Il sangue è formato da diversi tipi di elementi cellulari, chiamati nel loro insieme elementi figurati, che sono in sospensione in un liquido, detto plasma. • Il plasma è composto per circa il 90% da acqua; tra i numerosi soluti si trovano sali inorganici sotto forma di ioni, proteine, sostanze nutritive, prodotti di scarto, ormoni.

44. Gli elementi figurati in sospensione nel plasma sono i globuli rossi, i globuli bianchi e le piastrine. • I globuli rossi sono chiamati anche eritrociti e la loro funzione principale è quella di trasportare ossigeno. • I globuli bianchi, o leucociti, hanno la funzione di combattere le infezioni e di impedire la crescita delle cellule cancerose.

45. Plasma (55%) Elementi cellulari (45%) Componenti Principali funzioni Funzioni Numero (per mm3 di sangue) Tipi di cellule Acqua Solvente per diluire le altre sostanze 5–6 milioni Trasporto di ossigeno e, in parte, di anidride carbonica Eritrociti (globuli rossi) Equilibrio osmotico, azione tampone, trasmissione di impulsi nervosi Ioni inorganici: Sodio Potassio Calcio Magnesio Cloruro Bicarbonato Sangue centrifugato 5000–10 000 Leucociti (globuli bianchi) Difesa e immunità Proteine plasmatiche: Albumina Fibrinogeno Immunoglobuline Equilibrio osmotico e azione tampone Coagulazione Immunità Linfociti Basofili Esosinofili Sostanze trasportate dal sangue: Sostanze nutritive Prodotti di rifiuto del metabolismo Gas respiratori (O2 eCO2) Ormoni Neutrofili Monociti 250 000– 400 000 Coagulazione del sangue Piastrine La composizione del sangue:

46. Il sangue È un tessuto connettivo fluido, composto da una parte corpuscolata, cellule e derivati cellulari, circa il 45% del volume e una parte liquida, il plasma 55% del volume. Il siero è il plasma privato delle proteine della coagulazione Il volume medio di sangue nell’adulto è di circa 5 litri PARTE CORPUSCOLATA Globuli rossi: eritrociti o emazie, trasportano O2 e CO2 , 5 milioni in media per mm3 Globuli bianchi: leucociti (comprendono granulociti linfociti e monociti ecc.) cellule che producono anticorpi ed hanno attività fagocitaria e batteriolitica, 6 mila in media per mm3 Piastrine: trombociti, derivati di frammentazione di cellule molto grandi, partecipano ai processi coagulativi, 250 mila in media per mm3 PARTE LIQUIDA Plasma: formato da acqua, proteine, sali minerali, contiene inoltre ormoni, enzimi, anticorpi

47. COME VIENE PRODOTTO IL SANGUE? Il processo di produzione delle cellule sanguigne è detto ematopoiesi, avviene nel midollo osseo rosso Tutte le cellule del sangue derivano da una unica cellula progenitore che si differenzia in 2 cellule che daranno le 2 linee Mieloide ( globuli bianchi,rossi, piastrine) Linfoide( linfociti)

48. IL TRASPORTO DI OSSIGENO E ANIDRIDE CARBONICA • Ossigeno e anidride carbonica vengono trasportati nel sangue legati da una molecola, l’emoglobina • Questa proteina è formata da 4 subunità, contenenti 4 atomi di ferro ed è in grado di legare 4 molecole di ossigeno • L’emoglobina carica l’ossigeno negli alveoli polmonari e lo rilascia una volta giunta nei capillari periferici dove scambia l’ossigeno con l’anidride carbonica prodotta dal metabolismo cellulare. • Quando il sangue arriva nuovamente ai polmoni l’anidride carbonica viene rilasciata e l’emoglobina lega nuovamente ossigeno

49. Colonizzata SEM 3400 LA COAGULAZIONE DEL SANGUE La coagulazione blocca la fuoriuscita di sangue dai vasi sanguigni danneggiati • Le piastrine e la proteina plasmatica fibrinogeno sono sempre presenti nel sangue e si attivano per produrre un coagulo nel momento un cui un vaso sanguigno viene leso. • Il sangue conserva la sua normale fluidità quando è all’interno dei vasi sanguigni • Se viene a contatto con tessuti diversi da quello che tappezza l’interno dei vasi il sangue si coagula • Il processo di coagulazione è una serie di reazioni a cascata, che coinvolge piastrine, globuli rossi, e tutta una serie di proteine presenti nel sangue in forma inattiva, ma che vengono attivate al momento della coagulazione

50. Le piastrine aderiscono al tessuto connettivo, lesionato a causa di una ferita Si forma un aggregato di piastrine Un coagulo di fibrina intrappola le cellule 1 2 3 Se c’è una lesione all’interno di un vaso le piastrine vi aderiscono immediatamente, e rilasciano un enzima la tromboplastina, che trasforma la protrombina in trombina anche grazie a mediatori come il calcio e la vitamina K. Il processo di coagulazione del sangue: Epitelio Tessuto connettivo Piastrine Tappo di piastrine La trombina trasforma un’altra proteina inattiva il fibrinogeno, nella forma attiva la fibrina. I filamenti proteici di fibrina formano una fitta rete che intrappola piastrine e globuli rossi e forma il coagulo che chiude la lesione