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Sistema circolatorio e sistema circolatorio umano

Funzione: Trasporta le sostanze nutritive e l’ossigeno alle singole cellule. Inoltre, il sangue porta via l’anidride carbonica e l’urea (prodotte dalle cellule durante le attività metaboliche).


 Sangue
Il 55% del sangue è costituito dal plasma mentre il restante 45% dagli elementi figurati.
 Plasma: è costituito da acqua e da soluti sia organici che inorganici. Contiene delle molecole proteiche, note come proteine plasmatiche che sono coinvolte nella coagulazione del sangue, nella difesa del corpo contro gli agenti estranei, nel trasporto di lipidi e vitamine e nel mantenimento del potenziale del sangue. Tra le proteine plasmatiche vi sono:
a) l’ambumina che oltre alla funzione di trasporto ha anche la funzione di mantenere costante il potenziale osmotico del sangue, impedendo un eccessivo passaggio di liquido dalla corrente sanguigna ai tessuti.

b) Il fibrinogeno coinvolto nella coagulazione del sangue. Se si toglie il fibrinogeno dal plasma si ottiene il siero che è utilizzato in molte analisi del sangue. Diventa fibrina e si forma grazie alla trombina che deriva dal trombogeno che si attiva col calcio liberato dalla trombochinasi.
c) Globuline che prendono parte alla difesa del corpo contro agenti estranei.

 Elementi figurati: essi sono i globuli rossi, bianchi e piastrine. Essi si formano e maturano attraverso il processo emopoietico partendo da cellule staminali indifferenziate e totipotenti (= possono generare qualsiasi cellula) presenti soprattutto nel midollo osseo delle ossa piatte e della parte terminale delle ossa lunghe.
a) Globuli rossi o eritrociti: sono cellule specializzate nel trasporto di ossigeno a tutti i tessuti del corpo. Hanno diametro 7/8 micrometri e forma discoidale biconcava. Ci sono quasi 25000 miliardi di globuli rossi nel corpo. Un globulo rosso maturo contiene solo emoglobina e quindi non ha né nucleo né mitocondri. Perciò non si possono riprodurre soli e hanno una vita molto breve. La milza è in grado di eliminare i globuli rossi al termine del loro ciclo vitale, ma costituisce anche un magazzino per i globuli rossi, i quali possono essere velocemente immessi nella corrente circolatoria nel caso di emorragia. Quando nelle analisi del sangue il valore dei globuli rossi è basso si va incontro all’anemia.
b) Globuli bianchi o leucociti: a differenza dei globuli rossi, essi sono presenti nel corpo in minore quantità tanto che si parla di migliaia e non di milioni. La funzione principale è quella di difendere il corpo umano da invasori. A differenza dei globuli rossi, i globuli bianchi non sono confinati nei vasi sanguigni ma possono migrare nei liquidi interstiziali. Se sono nel ciclo sanguigno avranno forma circolare se no avranno la forma di amebe. Si suddividono in:

granulociti (Il termine di granulociti è dovuto alla presenza di granuli nel citoplasma di queste cellule. Si distinguono dunque in neutrofili, eosinofili (o acidofili), basofili.) e linfoidi (si distinguono in linfociti e monociti.). Si formano nel midollo osseo, nella milza o nei linfonodi.
c) Piastrine: sono i più piccoli elementi figurati. Diametro circa 2 micrometri. Sono prodotti nel midollo osseo partendo da cellule chiamate megariociti. La loro funzione è quella di promuovere la coagulazione del sangue e nel tamponare la rottura dei vasi sanguigni. La coagulazione del sangue avviene quando il plasma viene a contatto con una superficie ruvida o con una molecola proteica nota come fattore tissutale. Quest’ultimo si trova sulla superficie esterna di molti tipi diversi di cellule, ma non sulle cellule del rivestimento interno dei vasi sanguigni. Vi sono una serie di reazioni in cui ogni prodotto agisce come catalizzatore per il passaggio successivo. Alla fine una proteina plasmatica solubile, il fibrogeno, viene convertita in una proteina insolubile fibrina. Le molecole di fibrina formano una rete che intrappola globuli rossi e piastrine dando origine a un coagulo. Esso si contrae tirando l’uno verso l’altro i margini della ferita. In questo modo si forma una barriera che impedisce sia la perdita di sangue che l’entrata di microrganismi infettivi.


 Il sangue ha PH costante grazie a:

o sistemi tampone
o regolazione CO₂
o il lavoro del rene

o la coagulazione del sangue
La coagulazione del sangue è una complessa serie di reazioni che richiede la presenza di piastrine e almeno 15 fattori che normalmente si trovano nella corrente sanguigna o sulle pareti cellulari. Comincia quando il plasma viene in contatto con una superficie ruvida o con una proteina nota come fattore tissutale, che si trova sulla superficie esterna di molti tipi di cellule ma non si trovano sulla superficie interna dei vasi sanguigni. Quando il fattore tissutale reagisce con una specifica proteina plasmatica, come può avvenire a causa della fuoriuscita di sangue da un vaso leso, si avvia una serie di reazioni chimiche a cascata, in cui il prodotto di ogni reazione agisce da catalizzatore per la reazione successiva e le molecole coinvolte vengono usate più volte. Nell’ultimo passaggio, una proteina plasmatica solubile, il fibrinogeno, viene convertita in una proteina insolubile, la fibrina. Le molecole di fibrina si agglutinano, formano cioè una rete che intrappola i globuli rossi e piastrine dando origine a un coagulo. Esso si contrae tirando l’uno vero l’altro i margini della ferita. Così si forma una barriera e non può entrare né uscire niente.

o L’esame del sangue
Il conteggio del numero di elementi figurati è chiamato emocromo e tra i risultati forniti ci sono anche quelli dei globuli rossi e la quantità media di emoglobina in ogni singolo globulo rosso. Poi inoltre attraverso le analisi, possiamo sapere l’ematocrito, ossia la percentuale in volume occupata dagli elementi figurati rispetto al volume complessivo del sangue. Le più frequenti cause di valor in eccesso sono alcolismo, diabete; invece, per quanto riguarda i valori in difetto, le cause possono essere carenza di ferro, emorragie… Poi vi è la formula leucocitaria che prevede il calcolo delle proporzioni relative dei vari tipi di globuli bianchi. Inoltre si possono misurare i tassi di colesterolo e dei trigliceridi, la quantità di urea nel sangue (azotemia) per controllare la funzionalità renale o di transaminasi, enzimi legati al buon funzionamento del fegato. Tramite l’elettroforesi si analizzano le proteine presenti nel siero.
 Vasi sanguigni
Nel sistema cardiovascolare dei vertebrati, il cuore pompa il sangue nelle grosse arterie, dopo passa nelle arteriole e infine nei capillari. Da essi il sangue passa nelle venule e poi nelle vene per finire infine, di nuovo, al cuore.
L’Aorta è l’arteria più grossa e ha un diametro di 2.5 centimetri; mentre la Vena Cava e la vena più grossa e ha un diametro di 3 centimetri. A differenza degli altri vasi, sia le arterie che le vene, hanno pareti più spesse formate da tre strati concentrici: tonaca intima (più interna e contiene l’endotelio che ha lo spessore di una cellula ed è più grande nelle arterie rispetto alle vene), tonaca media (fibre muscolari con fibre elastiche e collagene) e tonaca avventizia (tessuto connettivo con fibre elastiche e collagene). I prelievi di sangue vengono effettuati sulle vene.
Quando il sangue esce dal cuore, crea un “onda di dilatazione” (onda sfigmica) delle arterie che dall’aorta si propaga in tutto il sistema periferico. Questa onda di dilatazione, detta polso arterioso, corrisponde al battito cardiaco e si percepisce a livello dei vasi periferici come una pulsazione.
Le vene possiedono un lume più grande e pareti più sottili. Al loro interno, inoltre, vi sono delle valvole a nido di rondine implicate in un meccanismo di chiusura temporanea dei vasi allo scopo di impedire al sangue di refluire verso il basso.
I capillari hanno pareti estremamente sottili costituite da un unico strato di endotelio. La maggior parte delle molecole entra ed esce dai capillari per diffusione. Normalmente la parte liquida tende a rientrare per osmosi all’interno dei capillari dato che la concentrazione di soluto nel sangue diventa maggiore di quella presente nei liquidi esterni. Quando l’equilibro dei capillari viene alterato e la quantità di liquido che esce è maggiore di quella che entra, il liquido in eccesso si accumula nei tessuti dando luogo al cosiddetto edema. L’edema polmonare consiste in un accumulo di liquido negli alveoli. Le conseguenze sono difficoltà respiratoria acuta e a un aumento del battito cardiaco che può portare a un blocco cardio-circolatorio.

Aneurisma: è una dilatazione e un assottigliamento della parete arteriosa che molto frequentemente riguarda il tratto discendente dell’aorta. La rottura del vaso implica la morte. Fino a quando non si rompe, essa è asintomatica. Se l’arteria riguarda un’arteria coronaria, si può ricorrere alla tecnica chirurgica del cosiddetto by-pass. In pratica si cerca di aggirare la zona danneggiata collegando la parte funzionante con l’aorta.
Vene varicose: colpisce gli arti inferiori soprattutto delle donne. In pratica si dilata la parete delle vene e così non ha più l’elasticità necessaria per chiudersi al passaggio del sangue. Così si ha un reflusso di sangue verso il basso. Sintomi: gonfiore, stanchezza. Per prevenire bisogna evitare il sovrappeso, le gravidanza ravvicinate, evitare l’esposizione al sole, l’assunzione di alcol e la sauna. Bisogna fare molto esercizio fisico, soprattutto nuotare; poi usare calze elastiche.
Esistono due tipi di circolazione:
piccola circolazione: cuore-polmone-cuore
grande circolazione: cuore-tessuti-cuore

 Cuore
È un tessuto muscolare involontario. Le pareti del cuore sono costituite dal muscolo cardiaco detto miocardio e sono rivestite internamente dall’endocardio ed esternamente dal pericardio. Hanno funzione protettiva e sono costituite entrambi da tessuto epiteliale.
Il sangue proveniente dai tessuti del corpo entra nell’atrio destro attraverso due grosse vene; la vena cava superiore e inferiore. Il sangue che proviene dai polmoni entra nell’atrio sinistro attraverso le vene polmonari. Poi entrambi gli atri si contraggono simultaneamente guidando il flusso sanguigno attraverso le valvole, mitrale a destra e tricuspide a destra. Le valvole tra gli atri e i ventricoli si chiudono per la pressione del sangue nei ventricoli.
Dal ventricolo destro, attraverso la valvola polmonare, il sangue deossigenato viene spinto nelle arterie polmonari; il ventricolo sinistro spinge invece il sangue ossigenato, attraverso la valvola aortica, nell’aorta. Le due valvole semilunari, aortica e polmonare, si chiudono dopo la contrazione dei ventricoli, impendendo il riflusso del sangue.
Al termine della contrazione, chiamata sistole, il mio cardio si rilassa, le sue cavità si distengono e così sono pronte per essere riempite di nuovo di sangue (diastole).
Il volume totale di sangue pompato dal cuore ogni minuto viene indicato con l’espressione gittata cardiaca (=frequenza cardiaca X gittata sistolica). Il cuore secerne ormoni: le cellule muscolari cardiache sintetizzano e rilasciano peptidi, noti come peptidi natriuretici cardiaci che svolgono un ruolo nella regolazione del volume dei vasi e nell’equilibrio idrosalino. Del rifornimento del cuore si occupano le due arterie coronarie (chiamate così perché circondano il cuore).

o Regolazione del battito cardiaco:
A differenza degli altri muscoli, che si contraggono solo dopo essere stati stimolati da un nervo motorio, la stimolazione delle cellule del muscolo cardiaco si origina nel muscolo stesso. La contrazione del muscolo cardiaco inizia in un area detta nodo seno atriale che è situato nell’atrio destro. Questa regione di tessuto detto tessuto nodale funziona da stimolatore cardiaco (pacemaker). Le cellule del muscolo cardiaco sono connesse tra loro da strie intercalari. Quando l’onda di eccitazione raggiunge 100 millisecondi una seconda area di tessuto nodale, il nodo atrioventricolare, le sue fibre conduttrici trasmettono la stimolazione al fascio di His. Il risultato è la contrazione di entrambi i ventricoli. L’elettrocardiogramma è uno strumento diagnostico che stabilisce la capacità del cuore di avviare e trasmettere impulsi.
Il sistema nervoso non può innescare il battito cardiaco ma può modificarne il ritmo rallentando o accelerando l’attività del pacemaker. Il nervo vago, un grosso nervo che passa nella regione del collo, ( il nervo vago è responsabile della frequenza cardiaca, della peristalsi gastrointestinale, della sudorazione e di alcuni movimenti della bocca, inclusi i muscoli del parlato e della respirazione . Riceve inoltre sensazioni dall'orecchio esterno, attraverso il nervo di Alderman.) funge da tramite tra il sistema nervoso e il pacemaker rallentando il battito cardiaco.
Anche gli ormoni possono agire sulla frequenza cardiaca: ad esempio l’adrenalina esercita un effetto stimolante. Tutti i fenomeni descritti richiedono energia ed è quindi importante che arrivino al cuore ossigeno e sostanze nutritive.

Extrasistole: la sensazione di avvertire la mancanza di un battito. Essa è provocata dall’assunzione di alcol, fumo e dall’eccessiva stanchezza. Il cuore si contrae fuori tempo poiché una scarica elettrica si genera fuori dalla normale centralina elettrica del cuore.
Bradicardia: Nell'adulto, si parla di bradicardia quando la frequenza cardiaca (FC) è inferiore ai 60 battiti al minuto (bpm). Sintomi: senso di vertigine, dispnea, fatica/stanchezza, sincope, confusione, dolore toracico, ipotensione e disturbi del sonno e della memoria. Il più delle volte la bradicardia è il sintomo di un problema a carico del sistema elettrico del cuore.

Tachicardia: Aumento della frequenza cardiaca, che sale al di sotto dei 100 battiti per minuto in condizioni di riposo. Può essere provocata da rapide scariche di impulsi elettrici in partenza dagli atri o dai ventricoli. In questo caso si va incontro a Fibrillazione ventricolare ed è possibile che ci sia un arresto cardiaco.
Le infezioni cardiache: gli steptococchi in particolare possono insediarsi e provocare infezioni. Possono provocare insufficienza cardiaca, per cui il cuore non può soddisfare le esigenze nutritive dell’organismo.
Soffi cardiaci: sono le patologie a carico delle valvole. Se una valvola non si chiude bene il sangue potrebbe tornare indietro, mentre se non si apre abbastanza ostacolano il passaggio di sangue e ci troviamo difronte a una stenosi.

o Pressione sanguigna:
è una misura della forza, per unità di superficie, esercitata dal sangue contro le pareti dei vasi sanguigni; la pressione è generata dall’azione pompante del cuore e dipende dalla dimensione del vaso attraverso cui il sangue passa. La pressione sanguigna può essere misurata a livello della arteria presente nella parte alta del braccio attraverso uno strumento una colonna di mercurio. La pressione normale in un adulto sulla trentina è di 120 millimetri di mercurio. La pressione sanguigna si misura con lo sfigmomanometro (si pompa aria in un manicotto avvolto intorno al braccio fino a quando si blocca la circolazione. Sgonfiando lentamente in manicotto, il sangue ricomincia a scorrere e i primi battiti corrispondono alla pressione arteriosa sistolica. Quando l’arteria ritorna al suo battito normale, il suono cessa e si registra la pressione diastolica). Quando la muscolatura liscia delle pareti si contrae, il lume delle arteriole diventa più piccolo (vasocostrizione). Viceversa, quando i muscoli lisci si rilassano il lume delle arteriole si allarga (vasodilatazione). Questo muscoli lisci sono controllati da nervi del sistema nervoso autonomo, dagli ormoni adrenalina e noradrenalina, dai peptidi cardiaci… la contrazione e la dilatazione delle arteriole nelle differenti parti del corpo regolano il flusso ematico e di conseguenza il rifornimento di ossigeno e di sostanze nutritive.

o Centro di regolazione cardiovascolare
I nervi che regolano la muscolatura liscia dei vasi e quelli che regolano la frequenza e la forza del battito cardiaco svolgono azioni coordinate dal centro di regolazione cardiovascolare. Questo centro è situato nel tronco cerebrale e controlla i nervi del sistema nervoso autonomo che agiscono sia sul cuore che sui nervi della muscolatura liscia delle arteriole. Perciò se il flusso sanguigno aumenta per la dilatazione dei basi sanguigni, il cuore viene stimolato a battere più velocemente. Questo centro coordina i riflessi che controllano la pressione sanguigna grazie alle informazioni dei recettori che si trovano nelle arterie carotidi, nell’aorta, nelle vene cave e nel cuore. Funziona come controllo a feedback negativo.

o Il sistema linfatico
non tutto il liquido che esce dai capillari spinto della pressione sanguigna rientra in essi per osmosi. Il liquido che rimane nei tessuti viene raccolto dal sistema linfatico che lo riconducono nella corrente sanguigna. Il liquido trasportato è detto linfa ed è di colore trasparente, giallo paglierino o lattescente a seconda dei casi e contiene zuccheri, proteine, sali, lipidi, amminoacidi, ormoni, vitamine, globuli bianchi ecc. Rispetto al sangue, la linfa è particolarmente ricca di lipidi. E’ costituito da un articolato sistema di vasi, molto simile a quello circolatorio venoso e arterioso, che da quelli più piccoli, capillari, alla fine si versa in due vene situate sotto le clavicole, le vene succlavie, ed esse confluiscono nella vena cava superiore. A differenza del sangue, la linfa non viene spinta dall'attività cardiaca, ma scorre nei vasi mossa dall'azione dei muscoli. Contraendosi e rilassandosi, questi tessuti funzionano come una vera e propria pompa. Quando tale azione viene meno, per esempio a causa dell'eccessiva immobilità, la linfa tende a ristagnare, accumulandosi nei tessuti. Ecco spiegato come mai piedi e caviglie si gonfiano quando si rimane a lungo in piedi in una posizione statica. Per lo stesso motivo, quando la gamba è immobilizzata da una ingessatura occorre mantenerla sollevata al di sopra del livello del cuore (proprio per fare in modo che la forza di gravità agevoli il drenaggio linfatico).
Lungo le vie linfatiche esistono degli organi, chiamati linfonodi, capaci di produrre i cosiddetti linfociti, una serie speciale di globuli bianchi deputata all'eliminazione dei microrganismi ostili. Quando l'organismo sta combattendo un'infezione i linfonodi accelerano la sintesi e la trasformazione di questi linfociti, aumentando così di volume e diventando apprezzabili e dolenti al tatto. Inoltre i linfonodi hanno un’altra funzione; eliminano i frammenti di cellule e le particelle estranee dalla linfa prima che entri nel sangue.
Per mantenere in salute il proprio sistema linfatico è molto importante svolgere regolare attività fisica, in modo da favorire l'azione della "pompa muscolare". Quando questa sana abitudine si associa ad un'alimentazione equilibrata, le difese immunitarie massimizzano la loro efficacia, impedendo così che il sistema linfatico vada in tilt per il troppo lavoro. Esistono inoltre delle particolari tecniche di massaggio che aiutano il sistema linfatico a drenare più efficacemente il liquido che ristagna nelle zone periferiche.

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