Fisiologia del sistema cardiovascolare

Sistema cardiovascolare

Blu perché indica il sangue dal quale i tessuti hanno estratto ossigeno. Non è totalmente privo di O2, ne ha solo in minor quantità rispetto a quello che va dai polmoni ai tessuti.

Il sistema cardiovascolare è costituito da un insieme di vasi che trasportano il sangue in seguito alla funzione di pompa esercitata dal cuore. La pressione generata nel cuore spinge continuamente il sangue attraverso il sistema.

Il sangue riceve ossigeno dai polmoni e nutrienti dall’intestino e li trasporta a tutte le cellule dell’organismo, allo stesso tempo il sangue ha il compito di rimuovere i cataboliti cellulari e il calore che vengono destinati all’escrezione. Il sistema cardiovascolare svolge un ruolo importante nella comunicazione cellula-cellula e nella difesa dell’organismo contro gli agenti estranei.

Trasporto di sostanze attraverso l’organismo

La funzione primaria del sistema cardiocircolatorio è il trasporto di sostanze verso tutte le cellule di tutti i distretti corporei.

Le sostanze trasportate possono essere divise in:

• Nutrienti – acqua – gas.
• Sostanze che si spostano da una cellula all’altra all’interno dell’organismo.
• Cataboliti che le cellule eliminano.

L’ossigeno entra nell’organismo attraverso la superficie di scambio polmonare. I nutrienti e l’acqua sono assorbiti attraverso l’epitelio intestinale. L’ossigeno è importantissimo perché solo 5-10 secondi di interruzione del flusso di sangue a livello cerebrale, si ha la perdita di coscienza, e dopo 5 – 10 minuti si ha danno cerebrale permanente.

L’ossigeno a livello cerebrale è fondamentale in quanto i neuroni richiedono un’elevata quantità di ossigeno in quanto non sono in grado di utilizzare le vie anaerobie per produrre ATP, quindi loro hanno bisogno di ossigeno per poter funzionare, per poter contrarsi.

Alcune cellule producono sostanze che vengono trasportate verso il fegato per essere metabolizzate. Quando faccio la corsetta per prendere l’autobus, produco acido lattico, formato da 2 componenti idrogeno e lattato, questi devono essere in qualche modo assorbiti dal sistema per essere riutilizzati. Il lattato attraverso il ciclo di cori viene trasformato in glucosio per essere utilizzato come substrato energetico. L’idrogeno invece influisce sul pH. In particolare un aumento degli ioni idrogeno fa sì che il sistema diventi acido, un sistema acido non consente agli enzimi di funzionare in maniera corretta.

Il sangue ha quindi l’importante funzione di portare via queste sostanze dannose per l’organismo per eliminarle verso l’esterno. Nel sangue ci sono anche le cellule del sistema immunitario anticorpi, che viaggiano nella circolazione per intercettare agenti estranei, e proteine della coagulazione che circolano attraverso il sangue e vengono inviate a tutte le cellule del corpo. Attraverso il sangue circolano anche gli ormoni secreti dalle ghiandole endocrine e vengono trasportate dal sangue verso i loro bersagli.

Attraverso il sistema cardiovascolare l’anidride carbonica e i cataboliti rilasciati dalle cellule sono trasportati ai polmoni e ai reni dove saranno escreti. Alcuni cataboliti verranno trasportati al fegato dove subiranno un’ulteriore elaborazione prima di essere escreti attraverso urina e feci.

Anche il calore circola attraverso il sangue spostandosi all’interno dell’organismo verso la superficie dove verrà successivamente dissipato. Nel caso in cui noi ci trovassimo in un ambiente molto freddo il nostro sangue indirizzerà il calore a protezione degli organi vitali, per questo quando si trova una persona rimasta per molto tempo al freddo avrà quasi sicuramente perso l’uso delle gambe e delle mani perché il nostro corpo per l’omeostasi avrà indirizzato il calore a protezione del cuore e del cervello.

Contrariamente in estate cercherà di mantenere la temperatura centrale costante, fa circolare il sangue in periferia fino alla cute, quando il sangue arriva in prossimità della cute si ha il fenomeno della sudorazione, passaggio da liquido a gassoso porta via energia e abbassa la temperatura della cute e quindi la temperatura della cute è più bassa della temperatura interna, abbiamo una gran circolazione di sangue in prossimità della cute, in questo modo il sangue verrà raffreddato.

Costituzione del sistema cardiovascolare

Il sistema cardiovascolare è formato da cellule, cuore, vasi sanguigni, plasma.

Il setto divide il cuore nella metà sx e dx.

Il lato sx riceve sangue ossigenato dai polmoni e lo pompa ai tessuti in tutto il corpo.

Dx, sx, atrio, atrio, arterie, vene.

Le vene portano sangue al cuore. Le arterie prelevano il sangue dal cuore.

Il lato dx riceve sangue e lo invia ai polmoni per l’ossigenazione.

• Sangue ossigenato = rosso brillante.
• Sangue meno ossigenato = rosso scuro, in alcune aree può conferire alla pelle un colore bluastro.

Dall’atrio dx il sangue fluisce nel ventricolo dx, da lì è pompato attraverso le arterie polmonari ai polmoni, dove viene ossigenato. Dai polmoni il sangue scorre verso il cuore sinistro attraverso le vene polmonari. L’insieme dei vasi sanguigni diretti ai polmoni e quelli che ritornano all’atrio sinistro sono globalmente chiamati circolazione polmonare.

Il sangue dai polmoni entra nel cuore attraverso l’atrio sinistro e passa al ventricolo sinistro. Una volta uscito dal ventricolo sinistro entra in una grossa arteria nota come aorta. L’aorta si ramifica in una serie di arterie sempre più piccole che alla fine, formano una rete di capillari. Il sangue passa da rosso a blu man mano che passa attraverso i capillari, questo è il segnale che l’ossigeno è passato ai tessuti.

Una volta lasciati i capillari il sangue scorre nel settore venoso della circolazione passando da vene di diametro piccolo, venule, a quelle di diametro maggiore. Nella parte superiore del corpo le vene confluiscono fino a formare la vena cava superiore, mentre le vene della parte inferiore del corpo formano la vena cava inferiore. Le due vene cave confluiscono all’atrio destro dove ricomincia il ciclo sopra descritto della circolazione polmonare.

L’insieme dei vasi che portano il sangue dal lato sx del cuore ai tessuti e dei vasi che ritornano al cuore dx è chiamata circolazione sistemica.

Il primo organo a ricevere ossigeno è il cuore, la muscolatura del cuore viene irrorata dalle arterie coronarie. Il sangue da queste arterie fluisce nei capillari e successivamente nelle vene coronarie che si svuotano direttamente nell’atrio destro attraverso il seno coronario. Le parti ascendenti dell’aorta vanno agli arti superiori, alla testa e al cervello. L’aorta addominale fornisce sangue al tronco, agli arti inferiori e agli organi come fegato, arteria epatica, al tratto digerente e ai reni, arterie renali.

Il tratto digerente e il fegato ricevono sangue ben ossigenato dalle proprie arterie, inoltre il sangue refluo del tratto del tratto digerente raggiunge direttamente il fegato attraverso la vena portale epatica. Il fegato svolge un ruolo prioritario nella detossificazione di sostanze estranee. La maggior parte delle sostanze assorbite dall’intestino vengono inviate al fegato per essere metabolizzate prima che vengano rilasciate nella circolazione sistemica.

I due letti capillari del tratto digerente e del fegato, uniti dalla vena portale epatica, sono un esempio di sistema portale.

Pressione, volume, flusso e resistenza

I liquidi fluiscono secondo gradienti di pressione, da regioni a pressioni più elevate verso le pressioni più basse.

Negli esseri umani il cuore genera pressioni più alte quando si contrae, man mano che si sposta lungo il sistema si verifica una graduale ma costante perdita di pressione a causa della frizione tra liquido e pareti dei vasi. Avremo una pressione maggiore a livello della aorta, esce dal ventricolo sx, e delle arterie sistemiche e una pressione inferiore nelle vene cave, entrano nell’atrio dx.

La pressione all’interno del nostro corpo è detta idrostatica, anche se effettivamente il liquido è in movimento.

La pressione generata dalla contrazione muscolare viene trasferita al sangue. Il sangue viene espulso dal ventricolo con una pressione elevata fluisce nei vasi sanguigni rimpiazzando il sangue a bassa pressione. La pressione generata nei ventricoli è detta pressione di spinta perché è la forza che spinge il sangue nei vasi sanguigni.

Nei vasi sanguigni possiamo incorrere in variazioni di pressione:

• Se i vasi si dilatano la pressione del sangue all’interno del sistema circolatorio diminuisce.
• Se i vasi sanguigni si contraggono la pressione aumenta.

Le variazioni di volume nei vasi e nel cuore sono la prima causa che influenza la pressione sanguigna nel sistema cardiovascolare. Anche la resistenza di un vaso sanguigno ha un impatto sul flusso. Il sangue tende fluire preferenzialmente attraverso vie a minor resistenza, se la resistenza aumenta noteremo una diminuzione del flusso in quel vaso.

Quindi se la resistenza aumenta il flusso diminuisce, contrariamente se la resistenza diminuisce il flusso aumenta. Anche il raggio può incidere sulla resistenza al flusso ematico. Questi fenomeni sono a noi noti come:

• Vasodilatazione: aumento del vaso sanguigno, aumento del flusso ematico.
• Vasocostrizione: diminuzione del vaso sanguigno, riduzione del flusso ematico.

Una nota importante va anche alla velocità del flusso:

• Maggiore in sezioni strette.
• Minore in sezioni ampie.

Applicheremo le leggi della fisica al sistema cardiovascolare.

Il cuore genera pressione quando si contrae e pompa sangue nel distretto arterioso del sistema circolatorio. Le arterie agiscono come riserve di pressione durante la fase di rilasciamento del cuore, mantenendo la pressione arteriosa media che è la forza principale di spinta del flusso ematico. La PAM è influenzata da due parametri la gittata cardiaca e la resistenza periferica, ne parleremo più avanti.

Miocardio e cuore

Il cuore è un muscolo che si contrae continuamente, riposando solamente nelle pause tra un battito e l’altro. L’energia necessaria a compiere questo lavoro richiede un continuo apporto al miocardio di nutrienti e ossigeno.

Il cuore è un organo muscolare collocato al centro della cavità toracica, con l’apice verso sx. La base si trova in alto e l’apice appuntito in basso spostato vs sx.

All’interno della cavità toracica il cuore si trova sul lato ventrale, situato tra i polmoni con l’apice a contatto con il diaframma, la base in alto si trova dietro allo sterno.

Il cuore è avvolto da una sacca membranosa resistente, chiamato pericardio. Uno strato sottile di liquido all’interno del pericardio lubrifica la superficie esterna del cuore mentre batte.