Il sistema circolatorio: funzioni, struttura e importanza per la salute

Funzioni del sistema circolatorio

Il sistema circolatorio garantisce i bisogni metabolici delle proprie cellule trasportando ossigeno e sostanze nutritive, come il glucosio e gli amminoacidi, alle cellule. Da esse preleva gli scarti che sono avviati agli organi escretori (i reni) o ai polmoni (o branchie) perché vengano riversati all’esterno del corpo.

Scambio di gas e angiogenesi

Lo scambio di gas (ossigeno e diossido di carbonio) e di sostanze di rifiuto avviene attraverso le pareti dei vasi sanguigni di calibro più piccolo, chiamati capillari. Nessuna cellula del corpo si trova lontano da un capillare, persino le cellule cancerose sono permeate da capillari, in quanto esse producono dei fattori di crescita che causano l’angiogenesi, ovvero la produzione di vasi sanguigni nella massa tumorale; senza un’adeguata irrorazione nemmeno queste cellule potrebbero sopravvivere e riprodursi.

Alcuni invertebrati dipendono da fluidi esterni per garantire il bisogno metabolico delle cellule.

Sistemi circolatori nei vertebrati

Vertebrati: sistema circolatorio chiuso

Due tipi di sistemi circolatori:

1. Circolazione semplice: il cuore pompa il sangue solo verso le branchie, dove si rifornisce di ossigeno.

2. Circolazione doppia: suddivisa in due circuiti

• Circuito sistemico: il cuore pompa sangue verso tutte le parti del corpo eccetto i polmoni.

• Circuito polmonare: il cuore pompa sangue solo verso i polmoni.

• Incompleta → mescolamento anche minimo tra sangue ossigenato e deossigenato nel cuore.

• Completa → solo se i due circuiti sono nettamente separati.

Circolazione nei pesci

Circolazione semplice: i pesci

Un solo atrio + un solo ventricolo

Il ventricolo pompa sangue alle branchie, gli organi respiratori, dove avviene lo scambio di gas con l’esterno.

→ il sangue viene ossigenato nelle branchie, formate da lamelle riccamente irrorate con ampia superficie di scambio. Una volta lasciate le branchie, il sangue viaggia nell’aorta e quindi raggiunge il resto del corpo. Siccome la pressione sanguigna nell’aorta è piuttosto bassa, la quantità di ossigeno rilasciata ai tessuti è abbastanza limitata, ma sufficiente a soddisfare il fabbisogno dei pesci che, essendo animali ectotermi (calore dall’ambiente) con una temperatura corporea piuttosto bassa, non necessitano di grandi quantità di ossigeno. Il movimento ondulatorio del nuoto dei pesci contribuisce al ritorno del sangue dai tessuti verso il cuore, che lo pompa nuovamente verso le branchie.

Circolazione negli anfibi e rettili

Un unico ventricolo che pompa sangue sia verso i polmoni, sia nel circuito sistemico diretto al resto del corpo. Vi è un sistema di separazione del sangue: il sangue deossigenato viene pompato fuori dal ventricolo verso i polmoni prima che il sangue deossigenato arrivi e venga pompato nel circuito sistemico. Ciò consente una discreta, ma non ottimale, ossigenazione dei tessuti, tanto che gli anfibi, per soddisfare il loro fabbisogno metabolico, contano anche sull'assorbimento di ossigeno tramite la pelle che viene mantenuta costantemente umida attraverso la respirazione cutanea. Nella maggior parte dei rettili il ventricolo è parzialmente suddiviso da un setto, perciò il mescolamento tra sangue ossigenato e sangue deossigenato è minimo. D'altronde, anche i rettili, sono otto termini, perciò un memo mescolamento di sangue è coerente con questo aspetto della loro fisiologia.

Cuore dei mammiferi e uccelli

I ventricoli sono completamente separati da un setto: il cuore è formato da quattro camere, due atri e due ventricoli, e vi è una completa separazione tra circuiti polmonare e sistemico. Il ventricolo destro pompa sangue sotto pressione i polmoni, mentre il ventricolo sinistro pompa sangue sotto pressione resto del corpo. Dunque, la pressione sanguigna elevata sia quando il sangue polmoni sia quando scorre nell'aorta, L'arteria che distribuisce il sangue corpo. I uccelli mammiferi sono animali endotermi, molto attivi nei movimenti. La pressione aortica garantisce che rifornimento di ossigeno sia adeguato per uno stile di vita attivo e per il mantenimento di una temperatura corporea costante ed elevata.

Struttura del cuore umano

Il sistema cardiovascolare è formato da un cuore, muscolo cardiaco, e da un sistema di vasi sanguigni, sistema vascolare.

Il cuore è composta da quattro camere, ed è suddiviso nelle due parti destra e sinistra non setto cardiaco. La parte destra pompa sangue deossigenato i polmoni mentre la sinistra pompa sangue si cenato e tessuti. Il setto cardiaco completo, nel senso che impedisce il mescolamento di due tipi di sangue. Le due camere superiori del cuore sono chiamate atrio destro e atrio sinistro; nelle camere inferiori sono chiamate ventricolo destro e ventricolo sinistro. Gli altri ricevono il sangue nel cuore, i ventricoli pompano all'esterno.

Tra gli atri e i ventricoli si trovano delle valvole cardiache, mentre altre valvole si trovano tra ventricoli evasi in uscita da questi, ed esse servono a far scorrere il sangue nella direzione giusta. Le valvole poste tra un atrio e un ventricolo si chiamano valvole atrioventricolari; quelle poste in uscita dai ventricoli si chiamano valvole semilunari.

L'atrio destro riceve sangue di ossigenato proveniente dai tessuti dalla vena cava superiore e dalla vena cava inferiore. Dopo aver attraversato la valvola atrioventricolare, detta valvola tricuspide, il sangue viene pompato dal ventricolo destro attraverso la valvola semilunare polmonare nel tronco polmonare e nelle arterie polmonari, che lo portano i polmoni. Le vene polmonari portano invece sangue si cenato all'atrio sinistro.

Dopo aver attraversato la valvola atrioventricolare, detta valvola bicuspide il sangue viene pompato dal ventricolo sinistro nell'aorta, passando per la valvola semilunare aortica, e da questa arteria viene mandato il resto del corpo.

Il soffio al cuore è spesso dovuto a un funzionamento difettoso delle valvole atrio ventricolari che, dopo essersi chiuse, lasciala defluire parte del sangue dai ventricoli agli atri.

È necessario distinguere la differenza tra arteria, un vaso che porta il sangue lontano dal cuore, io una vino, un vaso che riporta il sangue al cuore, indipendentemente dalla sua ossigenazione.

Ciclo cardiaco e conduzione

Il ciclo cardiaco è suddiviso in tre fasi:

1. Gli altri si contraggono

2. I ventricoli si contraggono

3. Atri e ventricoli sono a riposo.

Il termine sistole indica la contrazione delle camere del cuore, mentre il termine diastole indica il loro rilassamento. Il cuore resta in diastole per circa il 50% del tempo del ciclo cardiaco. Il termine sistole è usato solamente riferendosi alla contrazione del ventricolo sinistro, il quale pompa ogni minuto nel circuito sistemico una quantità di sangue equivalente al totale nel corpo. La pulsazione è la dilatazione dei idrica dell'arteria chiusa dalla pressione del sangue spinto nei vasi dalla sistole ventricolare; poiché si propaga come un'onda, può essere sentita al tatto in vari punti del corpo, come il polso o la gola. La velocità della pulsazione arteriosa corrisponde al numero di battiti al minuto.

La contrazione ritmica del cuore è regolato dal sistema di conduzione cardiaco. Il tessuto nodale che ha caratteristiche sia muscolare che nervose, è un tipo speciale di tessuto muscolare cardiaco che innesca e propaga il battito all'interno del cuore.

Il nodo senoatriale (SA), posto nella parete dorsale dell'atrio destro, innesca il battito cardiaco ogni 0,85 secondi. Per questo motivo il nodo senoatriale ha detto anche pacemaker cardiaco. Quando l'impulso elettrico raggiunge il nodo atrioventricolare (AV), posto alla base dell'atrio destro vicino al setto cardiaco, esso segnala ai ventricoli di contrarsi, per mezzo di grosse fibre che terminano i file più sentiti e numerose chiamate fibre di Purkinje. Sebbene il battito cardiaco sia intrinseco, esso è modulato dal sistema nervoso che può generarne ora allentare la frequenza. L'elettrocardiogramma (ECG) è un grafico dei cambiamenti elettrici del cuore che riflette le contrazioni, dando informazioni circa eventuali anomalie.

Tipi di vasi sanguigni

Il sistema cardiovascolare a tre tipi di vasi sanguigni:

• le arterie, che portano il sangue dal cuore fino ai capillari;

• i capillari, che permettono lo scambio di materiali con le cellule;

• le vene, che riportano il sangue dai capillari al cuore.

Le arterie hanno una parete molto più spessa delle vene grazie uno strato intermedio ben sviluppato di muscolatura liscia, che ha il compito di contenere l'espansione del vaso, e tessuto elastico, che permette alle arterie di espandersi e quindi di accogliere improvvisi aumenti di volume ematico dovuti alla ritmicità del battito cardiaco.

Le arterie più piccole si ramificano in varie arteriole, vasi di piccolo calibro appena visibili a occhio nudo. Il diametro di queste arterie può essere regolata dal sistema nervoso: quando sono dilatate (vasodilatazione) nelle arteriole scorre più sangue, mentre loro restringimento (vasocostrizione) fa scorrere meno sangue; inoltre, la costruzione delle arteriole può anche aumentare la pressione sanguigna.

Le arteriole si ramificano nei capillari, vasi di calibro estremamente piccolo, con pareti sottilissime composte da un singolo strato di epitelio con la propria membrana basale. Tale struttura delle pareti facilita gli scambi tra il sangue e l'ambiente extracellulare. Sebbene ciascun capillare sia sottile, nel insieme ai capillari formano estesissime reti. E si sono organizzati in reti locali dette letti capillari, che non sono tutti attivi in un dato momento. Per esempio, dopo un pasto i letti capillari che servono il sistema digerente sono aperti, mentre quelli che servono i muscoli scheletrici sono chiusi.

Ciascun letto una deviazione artero-venosa, un bypass che permette al sangue di scorrere direttamente dalle arteriole alle venule senza attraversare il letto capillare; possibile grazie alla presenza di sfinteri precapillari, Che sono in generale muscoli circolari che circondano un orifizio, i quali, contraendosi, impediscono il flusso del sangue nei capillari del letto.

Le vene e le venule portano il sangue dall'uscita di letti capillari al cuore. Prima, le venule drenano il sangue dei capillari, quindi si riuniscono a formare una vena. Lo strato mediano della parete di una vena, formato da tessuto muscolare liscio e tessuto elastico, è più sottile di quello di un'arteria. Questo tipo di struttura rende i vasi venosi soggetti alla pressione esercitata dei muscoli scheletrici circostanti, che favorisce il flusso di sangue al loro interno. Inoltre, le vene sono dotate di valvole venose le quali, chiudendosi, permettono al sangue di scorre solo verso il cuore, prevenendo il riflusso all'indietro.

Circuito polmonare e sistemico

Il nostro sistema cardiovascolare include due percorsi principali: il circuito polmonare e il circuito sistemico.

Circuito polmonare

Nel circuito polmonare il sangue deossigenato proveniente da tutti i distretti del corpo è convogliato all'atrio destro, passa poi nel ventricolo destro e viene quindi pompato nel tronco polmonare; esso si suddivide nelle arterie polmonari destra e sinistra, le quali portano il sangue ai due polmoni. Quando il sangue scorre nei capillari polmonari il diossido di carbonio viene rilasciato, mentre l'ossigeno diffonde verso i capillari. Infine, il sangue così ossigenato ritorna l'atrio sinistro del cuore passando dei capillari polmonari e quindi alle venule, che si uniscono a formare le vene polmonari.

Nel circuito sistemico le arterie contengono sangue si cenato, mentre le vene contengono sangue deossigenato. L'aorta (un'arteria) e le vene cave sono i vasi sanguigni maggiore diametro del circuito sistemico. Per tracciare il percorso che va ogni organo del corpo si parte dal ventricolo sinistro: da qui il sangue ossigenato percorre la Orta, poi i vasi arteriosi sempre più piccoli fino ad arrivare ai capillari che circondano l'organo infine si raccoglie, deossigenato, nei capillari venosi, nelle ventole e poi nella vita e che lo riporta al cuore attraverso l'atrio destro.

Le arterie coronarie sono vasi estremamente importanti e vitali, dato che irrorano il muscolo cardiaco stesso. Le coronarie si dipartono dalla Orta appena sopra la valvola Aortica semilunare; essi giacciono sulla superficie esterna del cuore presso cui si ramificano in arteriole e quindi in capillari. Nei letti capillari avvengono gli scambi di gas respiratori, sostanze nutritive di rifiuto tra il sangue e tessuti cardiaci; i capillari in uscita del letto capillare si raccolgono nelle venule, che si uniscono a formare le vene cardiache, le quali versano loro sangue nell'atrio destro.

Nel sistema circolatorio si trovano alcuni sistemi portali, ognuna costituita da due letti capillari posti in serie. Di solito nella circolazione sistemica il sangue passa attraverso le arterie, i capillari e le vene; vi sono però alcuni distretti nei quali il sangue viene inviato un secondo letto capillare. Il più grande sistema portale di cui sia provvisto l'organismo umano e quello epatico: il sangue proveniente dei capillari dell'intestino tenue passa nella vena porta, che, entrate nel fegato, invia il sangue a un sistema capillare che risulta pertanto posto in serie B rispetto al sistema capillare intestinale. Mi sinusoidi entra anche il sangue ossigenato proveniente dall'arteria epatica. Questa disposizione fa in modo che il sangue proveniente dall'intestino, ricco di sostanze nutritive, sia elaborato dei tessuti epatici prima di essere riversato nella circolazione generale.

Pressione sanguigna e ritorno venoso

Quando il ventricolo sinistro si contrae il sangue viene spinto sotto pressione nell'aorta e nelle altre arterie sistemiche.

La pressione sistolica corrisponde al momento della sistole ventricolare, in cui stando a forzato nelle arterie; invece la pressione diastolica è quella corrispondente al momento della diastole ventricolare.

La lettura della pressione sanguigna consiste di due numeri, per esempio 120/80, Che corrispondono rispettivamente alla pressione massima (sistolica) e alla pressione minima (diastolica).

La pressione fai in modo che il sangue scorre dal cuore ai capillari. Ma mano che il sangue fluisce dall'aorta nelle varie arterie e arteriole, la pressione sanguigna diminuisce. Inoltre diminuisce anche la differenza tra la pressione sistolica e quella diastolica. Questo fatto è legato all'area totale molto ampia della sezione dei capillari nel loro complesso.

Il lento scorrimento del sangue nei capillari e idoneo agli scambi locali di gas, sostanze nutritive e di scarto che avvengono attraverso le loro sottilissime pareti.

La pressione sanguigna nelle vene bassa e non può da sola far ritornare il sangue al cuore. Il ritorno venoso, infatti, dipende da altri tre fattori:

• La contrazione dei muscoli scheletrici

• La presenza di valvole nelle vene

• I movimenti della respirazione

Quando i muscoli scheletrici adiacenti alle vene sono contratti, premono sulle pareti poco rinforzate delle vene e sul sangue che vi scorre. Le vene sono dotate di valvole che impediscono il reflusso del sangue all'indietro, perciò la pressione derivata dalla contrazione muscolare è sufficiente per spingere il sangue delle vene verso il cuore. Per quanto riguarda il ruolo della respirazione, quando si inspira la pressione toracica diminuisce mentre quella addominale aumenta e il petto si espande: questo movimento aiutar il flusso del sangue venoso che ritorna al cuore, perché il sangue fluisce verso il distretto di pressione ridotta. Nei vasi venosi la velocità del sangue aumenta leggermente grazie a una riduzione progressiva della loro sezione quando le venule si uniscono a formare le vene.

Le vene varicose (o varici) sono dovute alla dilatazione anomala delle vene superficiali. Le vene diventano varicose quando le loro valvole si indeboliscono e non riescono più a impedire il reflusso. Le vene varicose del canale anale si chiamano emorroidi.

il sangue è un tessuto connettivo fluido che:

Trasporta sostanze capillari e dei capillari, dove hanno luogo gli scambi con il liquidò interstiziale

Contribuisce alla difesa dell'organismo contro le invasioni di agenti patogeni

Contribuisce alla regolazione della temperatura corporea

Forma i coaguli in caso di ferite, impedendo emorragie e riparando le lesioni.

Esso è formato da i emorragie e riparando le lesioni.

Esso è formato da una porzione liquida, detta plasma, e gli elementi figurati, costituiti da varie cellule e dalle piastrine. Gli elementi figurati vengono prodotti continuamente dal midollo osseo rosso contenuto in alcune ossa piatte E lunghe attraverso un processo chiamato emopoiesi.

È composto principalmente da acqua e proteine, ma contiene anche piccole quantità di molti tipi di molecole, tra cui sostanze nutritive, sostanze di scarto e sali. I sali le proteine sono coinvolte nel sistema tampone che mantiene il pH ematico entro limiti ben precisi (7,4: leggermente basico). Garantiscono anche una pressione osmotica sanguigna tale che l'acqua mantenga la tendenza penetrare nei capillari sanguigni.

Numerose proteine plasmatiche, come la protrombina e il fribrinogeno, sono coinvolte nell'acqua colazione del sangue, mentre altre trasportano grosse molecole organiche nel flusso sanguigno. L'albumina trasporto e la bilirubina, un prodotto della degradazione dell'emoglobina, e diversi ormoni liposolubili e molti farmaci. Infine, le lipoproteine trasportano il colesterolo, che è una molecola indispensabile per la costruzione delle membrane plasmatiche.

Globuli rossi e anemia

Detti anche eritrociti, hanno il compito di trasportare l'ossigeno. Sono piccole cellule A forma di disco biconcavo, prive del nucleo, che contengono il pigmento respiratorio emoglobina.

L'emoglobina contiene l'elemento chimico ferro che si combina con l'ossigeno, in questo modo i globuli rossi del sangue trasportino l'ossigeno in tutto il corpo. Se il numero di globuli rossi per unità di volume sufficiente oppure se globuli rossi non contengono abbastanza emoglobina, la persona soffre di anemia e manifesta spossatezza.

Prima di essere rilasciati nel sangue dal midollo osseo rosso, dove vengono prodotti, i globuli rossi perdono il nucleo iniziano a sintetizzare emoglobina. Hanno una vita media di circa 120 giorni in seguito alla quale vengono distrutti principalmente nel fegato e nella milza, dove sono inglobati da grosse cellule fagocitiche. Durante la degradazione dei globuli rossi viene rilasciata emoglobina, dalla quale l'organismo recupera il ferro che viene inviato nuovamente al midollo osseo rosso; le altre parti della molecola di emoglobina vengono a loro volta degradate e quindi escrete dal fegato sottoforma del pigmento biliare bilirubina, il principale responsabile del colore delle feci.

L'ormone eritropoietina, Che stimola la produzione di eritrociti, viene sintetizzata dai reni a partire da una molecola precursore prodotta dal fegato sottoforma di farmaco, questo ormone è utile nel trattamento delle anemie.

Globuli bianchi e difesa immunitaria

Detti anche leucociti, hanno il compito di combattere le infezioni, cioè sono cellule attive nella difesa immunitaria. Si differiscono dei globuli rossi perché sono cellule più grosse e nucleate, privi di emoglobina e, se non vengono colorate artificialmente per l'osservazione al microscopio, appaiono traslucidi, biancastre. Essi possono contenere granuli, possono avere anche un nucleo lobato, e per questo vengono chiamati granulociti, mentre i globuli bianchi privi di granuli hanno nucleo sferico oppure a margini regolari.

In caso di infezioni globuli bianchi aumentano fortemente di numero: per stimolare la produzione di tutti i tipi di leucociti in pazienti con deficit immunitario si somministrano di fattori di crescita specifici che agiscono proprio sulla produzione di leucociti.

Mentre i eritrociti sono confinati all'interno dei vasi sanguigni, i Leo cuciti sono capaci di attraversare la parete dei capillari sanguigni, perciò si ritrova nel liquidò interstiziale, nella linfa e negli organi linfatici.

Quando degli organismi penetrano nel corpo, l'aria viene rapidamente interessata da una risposta che ci amatoria caratterizzata da gonfiore, arrossamento, riscaldamento e anche dolore. I tessuti danneggiati rilasciano chinine, sostanze che dilatano i capillari, e istamine, sostanze che aumentano la permeabilità capillare proprio per favorire l'intervento dei leucociti: I globuli bianchi chiamati neutrofili, di forma ameboide, attraverso la parete dei capillari e penetrano nel liquidò interstiziale, dove fagocitano materiali estranei; i globuli bianchi chiamati monociti vengono trasformati in macrofagi, grosse cellule fagocitiche che rilasciano i fattori di crescita specifici per la produzione di leucociti. Rapidamente, il numero di globuli bianchi nell'area della lesione aumenta in modo esponenziale, quindi comincia a formarsi il pus, un liquidò denso e giallastro composto in larga parte da globuli bianchi morti nel loro compito di combattere l'infezione.

Anche i linfociti (tipo di globuli bianchi) hanno un ruolo primario nella difesa dalle infezioni: le cellule T attaccano le nostre cellule infette da virus, mentre le cellule B producono anticorpi. Ciascuna cellula B produce un unico tipo di anticorpo, il quale è specifico per un solo tipo di antigene. Quest'ultimo, che molto spesso è una proteina ma talvolta un polisaccaride, è una molecola che nell'organismo induce la produzione di un anticorpo, che va a legarsi con quell'antigene. Gli antigeni sono presenti le rivestimento esterno di agenti patogeni, oppure sono tossine da essi prodotti. Quando gli anticorpi si combinano con gli antigeni, il complesso antigene-anticorpo viene spesso fagocitato da un macrofago. L'organismo si immunizza in modo attivo per un dato patogeno quando numerose cellule B stanno producendo contemporaneamente l'anticorpo diretto a combattere una particolare infezione.

I leucociti eosinofili giocano un ruolo nell'immunità protettiva contro i parassiti ma soprattutto sono implicati nelle reazioni allergiche: il loro aumento nel sangue, chiamato eosinofilia, indica infatti la presenza di un allergene.

Piastrine e coagulazione

Le piastrine derivano dalla frammentazione di grosse cellule del midollo osseo chiamate megacariociti. Quando un vaso sanguigno viene danneggiato, le piastrine si addensano nell'aria, tamponando la ferita, avvia no una serie di reazioni a cascata con conseguente formazione di un tappo (coaugulo) che chiude la ferita.

Al processo di coagulazione partecipano in varie sostanze, chiamate fattori della coagulazione: comprendono proteine prodotte dal fegato e immesse nel sangue in forma in attiva, lo ione Ca2+,Oltre a diverse molecole rilasciate dagli stessi tessuti danneggiati dalle piastrine. Al termine di queste reazioni, un fattore chiamato attivatore della protrombina, coadiuvato dagli ioni Ca2+, hai il compito di convertire la protrombina in trombina. Quest'ultima agisce quindi come un enzima che distacca due corti amminoacidi da ciascuna molecola di fibrinogeno, una proteina plasmatica. Questo distacco attiva i diversi frammenti di fibrinogeno che cominciano ad agganciarsi tra loro formando lunghi filamenti di fibrina, che si dispongono intorno al tappo di piastrine nell'area della ferita e formano così una rete che costituisce il coagulo. Il reticolo di fibrina in cui rimangono intrappolati anche ieri tre citi, resta sul posto solo temporaneamente, dato che subito il vaso sanguigno viene riparato e un enzima, la plasmina, distrugge il reticolo e ristabilisce la fluidità del plasma.

Se si lascia coagulare del sangue in una provetta, al di sopra del materiale coagulato lato si dispone un fluido giallastro chiamato siero, il quale contiene tutti i componenti del plasma tranne il fibrinogeno.

L'emofilia è un disturbo ereditario ben noto che riguarda la coagulazione del sangue. A causa dell'assenza di un particolare fattore della coagulazione, il più piccolo trauma meccanico può provocare emorragie interne. Il sanguinamento all'interno dei muscoli può invece provocare atrofia muscolare, mentre a livello cerebrale può anche portare alla morte.

Cellule staminali e loro potenzialità

Esse sono cellule indifferenziate che si trova solo in alcuni tessuti e sono dotate della peculiare capacità di trasformarsi in diversi altri tipi di cellule del corpo. Le loro potenzialità terapeutiche sono enormi, e il loro utilizzo permetterà probabilmente di riparare specifici tessuti o di riprodurre organi.

In base alle potenzialità si possono distinguere tre principali tipi di cellule staminali:

• Staminali unipotenti, in grado di generare un unico tipo cellulare;

• Staminali pluripotenti, progenitrici di più tipi di cellule;

• Staminali totipotenti, cellule indifferenziate capaci di replicarsi illimitatamente di dare origine, potenzialmente, a tutti diversi di tipi di un organismo.

Le cellule staminali embrionali sono cellule totipotenti che costituiscono l'embrione nelle primissime fasi dello sviluppo.

Le cellule staminali adulte comprendono le staminali pluripotenti e unipotenti che si trovano in un organismo già formato e servono a rimpiazzare le cellule mature specializzate.

Generalmente, nell'organismo adulto le cellule staminali rimangono inattive, tuttavia possono attivarsi in occasione di eventi come ferite, infezioni o danni gravi e tessuti. Una volta attivata, la cellula staminale adulta si divide rapidamente e quindi si sviluppa specializzandosi nel tipo cellulare di cui l'organismo ha bisogno. La presenza delle cellule staminali adulte e dunque necessaria per la normale crescita, riparazione e rigenerazione dei tessuti.

Sono state isolate cellule staminali adulte in molti tessuti, ma la fonte più ricca senza dubbio il midollo osseo rosso. Le cellule staminali ematopoietiche, quelle che producono le cellule ematiche, del midollo rosso, sono capaci di specializzarsi in una significativa gamma di tipi cellulare, tra i quali i globuli rossi, le piastrine e molti tipi diversi di globuli bianchi. Pertanto sia iniziato usare cellule staminali adulte per trattare i disturbi del sistema immunitario tre quali la leucemia e alcuni tipi di cancro del sangue, nonché l'anemia.

Nel caso in cui il midollo osseo rosso fosse danneggiato da chemioterapia radioterapia, può essere trapiantato donatore compatibile. Se il trapianto successo, le cellule sane donate cominciano a produrre nuove cellule del sangue normali. Un sistema sempre più diffusa prevede l'uso delle cellule staminali contenuta nel sangue del cordone ombelicale, che ricchissimo di queste cellule indifferenziate. L'uso di questa particolare staminali riduce al minimo il rischio di rigetto è quasi nullo se questo materiale proviene dal cordone ombelicale della stessa persona conservato fin dalla nascita. Esistono già delle banche del cordone ombelicale dove il sangue prelevato dal cordone viene conservato congelato per potenziali usi nel futuro.

Questa tecnica induce le cellule staminali adulte a differenziarsi in diversi tipi di cellule specializzate, neuroni compresi. In coltura le cellule staminali adulte non si dividono così facilmente come quelle embrionali, ma si ritiene che questa difficoltà potreste superata con il progredire della tecnologia. Se questi sforzi avranno successo, un giorno si potrà ridurre il numero di pazienti bisognosi di un trapianto di organi da donatore, poiché loro stessi organi potranno essere imparate a partire dal proprio cellule, completamente compatibili.

Scambio nei capillari sistemici

Scambio tra un capillare sistemico e il liquido interstiziale (fluido che bagna le cellule dell’organismo)

Il sangue che percorre un capillare all’estremità di un’arteria è ricco di ossigeno e sostanze nutritive ed è sospinto grazie all’azione di pompaggio del cuore. Il movimento dei fluidi attraverso la parete capillare è dovuto all’intervento di due forze opposte: la pressione sanguigna, che spinge l’acqua a fuoriuscire dal capillare per riversarsi nel liquido interstiziale, e la pressione osmotica dovuta alla presenza di sali e di proteine plasmatiche, che spinge l’acqua a spostarsi dal liquido interstiziale all’interno del capillare. All’estremità arteriosa di un capillare, la pressione sanguigna è maggiore rispetto alla pressione osmotica del sangue, quindi l’acqua fuoriesce dalla parete capillare. In posizione mediana lungo il capillare la pressione sanguigna è più bassa, all’incirca equivalente alla pressione osmotica, perciò non si verifica passaggio di acqua: a questo livello i soluti diffondono secondo il proprio gradiente di concentrazione.