Il complesso sistema del sangue e dei vasi: struttura e funzioni

Il percorso del sangue

Il cuore pompa il sangue nelle arterie più grosse per poi passare nelle arteriole e infine nei capillari. Tornando verso il cuore dai capillari arriva alle venule e infine alle vene.

Quando il sangue esce dal cuore, crea nelle arterie un'onda sfigmica che dall'aorta si propaga in tutto il sistema.

Struttura delle pareti vascolari

Sia le arterie che le vene hanno le pareti costituite da tonache.

La tonaca intima è lo strato più interno che è a diretto contatto con il flusso sanguigno.

La tonaca media è costituita da diversi strati di fibre muscolari lisce che consentono la vasocostrizione e la vascodilatazione.

La tonaca avventizia è quella più esterna ed è costituita da fibre elastiche e collagene.

La parete delle arterie ha uno spessore maggiore rispetto a quello delle vene perché sono sottoposte alla pressione che esercita il sangue quando viene pompato mentre al contrario le vene hanno pareti più sottili e un lume più ampio per poter rendere minima la resistenza al flusso sanguigno.

All'interno delle vene sono anche presenti delle valvole a nido di rondine che permettono di evitare che il sangue rifluisca verso il basso.

A ostacolare la forza di gravità contribuiscono anche le contrazioni muscolari.

Funzione dei capillari

I capillari sanguigni hanno pareti estremamente sottili, ciò permette gli scambi di sostanze nutritive, gas e altre molecole tra il sangue e i liquidi extracellulari.

La fuoriuscita dal capillare di acqua e soluti avviene lungo la prima metà del capillare, quella più vicina all'arteriola, e prende il nome di filtrazione. Nella seconda metà del capillare, ovvero in prossimità della venula, invece, la parte liquida tende a rientrare per osmosi all'interno del vaso: questa fase prende il nome di riassorbimento.

Vi è quindi un equilibrio tra il flusso di liquidi in entrata e quello diretto all'esterno. Se questo equilibrio si altera può accadere che la quantità di liquidi che esce dai capillari è maggiore e il liquido in eccesso si accumula nei tessuti dando origine all'edema che si manifesta con un gonfiore.

Pressione sanguigna e resistenza

La pressione sanguigna è la misura della forza per unità di superficie esercitata dal sangue sulle pareti dei vasi sanguigni. Essa varia in relazione al ritmo e alla forza delle contrazioni , al volume ematico totale e alla resistenza esercitata dai vasi. Tale resistenza, detta resistenza vascolare, è l'attrito che il sangue incontra mentre si muove all'interno dei vasi sanguigni; la resistenza è direttamente proporzionale alla viscosità del sangue e alla lunghezza del vaso, mentre è inversamente proporzionale al diametro del vaso stesso.

Per questo motivo, nel sistema cardiocircolatorio aumenta o diminuisce la pressione sanguigna grazie alla costrizione o dilatazione dei vasi.

Quando la muscolatura si contrae, il lume delle arteriole si riduce per vasocostrizione, facendo diminuire il flusso attraverso le arteriole e il letto capillare che irrorano; viceversa, quando i muscoli lisci si rilasciano, il lume delle arteriole si allarga per vasodilatazione facendo aumentare il flusso sanguigno nei capillari.

Quando i ventricoli si contraggono, la pressione massima o sistolica in un adulto sano è di circa 120 millimetri di mercurio, mentre quando si rilasciano la pressione minima o diastolica è di circa 80 millimetri di mercurio.

Composizione del sangue

Il sangue è un tessuto connettivo fluido in cui la matrice è liquida ed è chiamata plasma, mentre le cellule sono in sospensione.

Il plasma è un liquido di colore giallastro ed è costituito da acqua e da numerosi soluti sia inorganici sia organici. Esso contiene diverse proteine plasmatiche tra cui:

• Il fibrinogeno, coinvolto nella coagulazione del sangue

• Le globuline, che prendono parte alla difesa del corpo contro agenti esogeni estranei

• L'albumina, la cui funzione principale è il trasporto di ormoni e acidi grassi

Globuli rossi e loro funzione

I globuli rossi o eritrociti sono cellule specializzate nel trasporto dell'ossigeno a tutti i tessuti del corpo.

Hanno una forma lenticolare biconcava che permette loro di schiacciarsi e ripiegarsi quando passano attraverso i capillari.

Gli eritrociti espellono il nucleo e i mitocondri e le altre strutture si disintegrano e arrivano a contenere quasi ed esclusivamente emoglobina alla quale si lega l'ossigeno per essere trasportato.

L'emoglobina è una proteina composta da quattro catene polipeptidiche.

Essendo i globuli rossi le cellule più numerose in sospensione nel plasma determinano la viscosità del sangue.

Con l'invecchiamento essi vanno in contro a un processo di frammentazione e vengono demoliti nella milza, nel fegato e nel midollo osseo.

Dalla demolizione dell'emoglobina si formano:

• La globina, una proteina che viene scissa in amminoacidi costituenti

• Gli ioni ferro, provenienti dal gruppo eme

• La porzione non ferrosa del gruppo eme che viene convertita in bilirubina.

L'organo che riproduce i globuli rossi è il midollo osseo rosso che svolge una funzione emopoietica.

Tutti gli elementi che compongono il sangue sono prodotti per emopoiesi a partire da cellule staminali multipotenti che si differenziano in cellule staminali mieloidi e linfoidi.

Le prime generano i globuli rossi, le piastrine e i globuli bianchi, le seconde invece generano i linfociti T e B

Globuli bianchi e difesa immunitaria

I globuli bianchi o leuciti sono provvisti di nucleo e incolori.

In base alla presenza o meno di granuli visibili all'interno del citoplasma dopo una specifica colorazione possono essere distinti in leucociti granulari e leucociti non granulari.

La funzione principale dei globuli bianchi è quella di difendere il corpo da organismi esogeni invasori, come i virus e i batteri, o da altre particelle estranee.

Essi non sono confinati all'interno dei vasi sanguigni ma possono migrare grazie a pseudopodi. Gli agenti estranei vengono inglobati tramite fagocitosi per poi essere distrutti dagli enzimi.

Ruolo delle piastrine

Le piastrine sono frammenti cellulari di forma irregolare e vengono prodotti nel midollo osseo a partire da cellule di grandi dimensioni dette megacariociti.

Le piastrine hanno un ruolo fondamentale nella coagulazione del sangue e nel tamponare la rottura dei vasi sanguigni. Se è presente una carenza di piastrine sono frequenti le emorragie.

La coagulazione avviene in quattro fasi:

1. Lo spasmo vascolare, avviene con la contrazione del muscolo liscio della parete del vaso danneggiato. Il danno infatti provoca il rilascio di endoteline, che svolgono un ruolo vasocostrittore, e serotonina da parte delle piastrine che induce la vasocostrizione.

2. Quando il plasma viene a contatto con la superficie della parete danneggiata si innesca il processo di emostasi primaria: le piastrine si agganciano alla parete interrotta e richiamano altre piastrine. L'adesione è permessa dal fattore di Willebrand, in seguito esse si appiattiscono aumentando il loro volume e rilasciano ADP. Il risultato è un accumulo di piastrine detto tappo emostatico.

3. Successivamente si attiva l'emostasi secondaria caratterizzata dall'attivazione della fibrina a sua volta innescata dal fattore tissutale, una glicoproteina che si trova sulla superficie esterna di molte cellule ma non sulle cellule di rivestimento dei vasi sanguigni. Ogni volta che il fattore tissutale reagisce con una proteina si avviano reazioni in cui il prodotto agisce da catalizzatore per la reazione successiva. Anche le piastrine svolgono le stesse funzioni e hanno sempre lo stesso risultato. Nell'ultimo passaggio il fibrinogeno viene convertito in fibrina.

4. Nell'ultima fase avviene la retroazione del coagulo ovvero esso si contrae, a causa della cessione di acqua da parte della fibrina, e restringendosi avvicina i margini della ferita.

Gruppi sanguigni e compatibilità

I gruppi sanguigni sono determinati da un gene definito da tre alleli che determina la presenza di particolari antigeni sulla membrana dei globuli rossi e di specifici anticorpi nel plasma.

Se il sangue donato non risulta essere compatibile, antigeni e anticorpi si legano tra di loro dando origine al processo di agglutinazione, esso provoca ammassi di globuli rossi e di anticorpi che ostruiscono i capillari arrestando il flusso sanguigno.

Un altro fattore importante è il fattore Rh poiché se un individuo Rh-negativo riceve sangue di un donatore Rh-positivo gli anticorpi si formano non appena il paziente riceverà una trasfusione di sangue Rh-positivo.

L'aspetto più importante legato al fattore Rh è l'Incompatibilità materno-fetale. Durante l'ultimo mese di gravidanza il feto riceve gli anticorpi dalla madre; Il fattore Rh può causare una grave malattia nel neonato se la madre è negativa e il feto è positivo ed è chiamata Eritroblastosi fetale.