Anatomia umana con elementi di biologia animale

Apparato cardiovascolare

Tutte le parti del corpo sono collegate tra loro attraverso l’apparato cardiovascolare (ACV). Le componenti di base comprendono un liquido circolante, una pompa e un sistema di condotti.

Il sangue

Il sangue è un tessuto connettivo fluido altamente specializzato che distribuisce sostanze nutritizie, ossigeno e ormoni alle cellule, trasporta sostanze di rifiuto al rene, e veicola cellule specializzate importanti per la difesa dei tessuti periferici da infezioni e malattie. Il sangue è costituito essenzialmente da: Plasma, la matrice liquida del sangue, e da Elementi figurati, costituiti da cellule ematiche come eritrociti, leucociti e frammenti cellulari come piastrine.

Il plasma

Rappresenta circa il 55% del volume del sangue ed è costituito prevalentemente da acqua (92%). Le principali differenze tra plasma e liquido interstiziale sono le concentrazioni di gas e proteine disciolti, infatti il plasma è più ricco di ossigeno e meno ricco di anidride carbonica rispetto alla linfa. Il plasma è anche composto per il 7% da Proteine plasmatiche suddivise in tre classi principali:

• Albumine: trasportano acidi grassi, ormoni steroidei e altre sostanze; sono quelle di più piccole dimensioni.
• Globuline: divise in immunoglobuline, chiamate anche anticorpi, che attaccano proteine e patogeni estranei all’organismo, e globuline di trasporto che legano piccoli ioni, ormoni e composti insolubili.
• Fibrinogeno: è la più grande proteina del plasma ed è essenziale per la coagulazione, poiché le varie molecole interagiscono tra di loro formando filamenti di fibrina insolubili che rappresentano la base del coagulo.

Il 95% delle proteine plasmatiche sono sintetizzate dal fegato.

Elementi figurati

I principali componenti sono gli eritrociti (globuli rossi) e i leucociti (globuli bianchi). Il sangue contiene anche elementi figurati non cellulari, detti piastrine, importanti nella formazione del coagulo.

Eritrociti

Gli eritrociti trasportano ossigeno ed anidride carbonica all’interno del sangue. Ogni eritrocita ha la forma di un disco biconcavo, con una regione centrale sottile e margini esterni spessi. Questa insolita forma assicura resistenza e flessibilità, e conferisce ad ogni globulo rosso una superficie relativamente ampia. La forma biconcava, inoltre, permette ai globuli rossi di impilarsi in pile dette rouleaux che si formano e si disfano rapidamente senza danneggiamento. Questa forma gli consente anche di piegarsi per entrare in capillari con piccolo diametro. Durante la maturazione gli eritrociti perdono quasi tutti i loro organuli, questo li costringe a nutrirsi per meccanismo anaerobico e ad avere una vita piuttosto breve, circa di 120 giorni. Il 95% delle proteine dell’eritrocita è rappresentato dalle molecole di emoglobina (Hb) che è responsabile della capacità di queste cellule di trasportare ossigeno ed anidride carbonica, infatti ciascuna molecola di emoglobina è costituita da 4 subunità peptidiche: due catene α e due catene β che presentano una molecola eme con uno ione ferro che legano l’ossigeno. L’anidride carbonica, invece, si lega agli aminoacidi della subunità globinica.

Gruppo sanguigno

Il gruppo sanguigno di un individuo è determinato dalla presenza o dall’assenza di specifiche componenti di membrana degli eritrociti. La membrana cellulare di un eritrocita contiene un certo numero di agglutinogeni, o antigeni di superficie, esposti al plasma e che sono formati da glicoproteine e glicolipidi determinati geneticamente. Ne esistono circa 50 tipi differenti ma i tre più importanti sono l’antigene A, B e D (Rh).

Tipi sanguigni:

• Il sangue di tipo A possiede l’agglutinogeno A.
• Il sangue di tipo B possiede l’agglutinogeno di tipo B.
• Il tipo AB possiede entrambi.
• Lo 0 nessuno.

La presenza dell’agglutinogeno Rh, detto anche fattore Rh, è indicata con il termine Rh positivo, l’assenza dell’agglutinogeno si dice Rh negativo.

Agglutinazione

Il sangue di un individuo di gruppo A, B o 0 contiene sempre anticorpi diretti contro gli antigeni di superficie estranei detti agglutinine. Quando un agglutinina incontra lo specifico agglutinogeno avviene una reazione crociata in cui i globuli rossi aderiscono tra loro, nel processo definito di agglutinazione, quindi vanno incontro a emolisi, ovvero a rottura. Agglomerati e frammenti formano ammassi che vanno ad otturare piccoli vasi a livello renale, polmonare, cardiaco o cerebrale.

Leucociti

Detti anche globuli bianchi, sono delle cellule che si trovano soprattutto disperse nei tessuti periferici. Hanno il compito di difendere il corpo umano dall’aggressione di agenti patogeni e di rimuovere tossine, sostanze di rifiuto e cellule danneggiate o alterate.

Tipi di leucociti

I leucociti si possono suddividere in due grossi gruppi:

• Leucociti granulari, o granulociti, che possiedono grossi granuli nel loro citoplasma, e che si suddividono in tre tipi a seconda delle affinità tintoriali:
  • Neutrofili: il loro nome deriva dal fatto che i granuli citoplasmatici, contenenti enzimi lisosomiali, non si colorano. Il loro nucleo è denso e polilobato, per questo prendono anche il nome di leucociti polimorfonucleati. Svolgono un’attività fagocitaria molto intensa e hanno una vita di circa 12 ore. Quando muoiono dopo aver ingerito patogeni, rilasciano sostanze chimiche che richiamano altri neutrofili.
  • Eosinofili, anche detti acidofili, devono il loro nome ai granuli che si colorano intensamente con l’eosina, un colorante acido rosso. Le loro dimensioni sono simili a quelle dei neutrofili ma differiscono poiché hanno un nucleo bilobato. Sono cellule fagocitarie e il loro numero aumenta notevolmente durante le crisi allergiche o le infezioni parassitarie, poiché rilasciano enzimi che riducono l’infiammazione.
  • Basofili: possiedono granuli che si colorano intensamente con coloranti basici blu-porpora. Sono piuttosto rari e contengono istamina, che provoca vasodilatazione, ed eparina, che impedisce la coagulazione del sangue; tutto ciò provoca un aumento della risposta infiammatoria.
• Leucociti agranulari si dividono in due tipi: i monociti e i linfociti, differenti da un punto di vista sia strutturale che funzionale.
  • Monociti: sono di forma pressoché sferica, rimangono in circolo per pochi giorni, per poi fuoriuscirne e prendere il nome di macrofagi liberi. Sono cellule fagocitarie molto mobili che rilasciano sostanze chemioattive che attraggono monociti e altri fagociti. Secernono inoltre sostanze in grado di richiamare i fibroblasti.
  • Linfociti: sono caratterizzati da un citoplasma molto scarso che forma un sottile alone intorno al nucleo grande e rotondo color porpora; rappresentano la componente principale del sistema linfatico. Sono le cellule responsabili dell’immunità specifica, e ciò avviene attraverso tre vie: i linfociti T, che raggiungono i tessuti periferici e aggrediscono direttamente le cellule estranee (risposta immune mediata da cellule T helper, T citotossici – soppressori, NK (natural killer)). I linfociti B si differenziano in plasmacellule che secernono anticorpi in grado di distruggere gli antigeni (risposta immune mediata da anticorpi, Produzione di anticorpi e memoria). Le cellule NK dette anche grandi linfociti granulari, sono responsabili invece della cosiddetta sorveglianza immunitaria, ovvero della distruzione delle cellule anormali.

Piastrine

Sono frammenti cellulari circondati da membrana, piatti e arrotondati. Si formano a partire dai megacariociti presenti nel midollo osseo normale, che durante lo sviluppo e la crescita, dopo aver sintetizzato proteine strutturali, iniziano a sfaldarsi in piccoli frammenti racchiusi da membrana che entrano in circolo. Un megacariocita maturo può formare circa 4000 piastrine. Le piastrine partecipano al processo della coagulazione del sangue; l’emostasi limita la perdita di sangue attraverso la parete dei vasi danneggiati, ma altre funzioni possono essere: trasporto di sostanze chimiche importanti per la formazione del coagulo, formazione di un tappo temporaneo nella parete del vaso danneggiato (il tappo piastrinico), contrazione attiva dopo la formazione del coagulo e avvicinamento dei margini del vaso leso.

Emopoiesi

È il processo di formazione delle cellule del sangue che compaiono in circolo durante la terza settimana di sviluppo dell’embrione e successivamente si dividono ripetutamente. Alcune cellule ematiche embrionali fuoriescono dal circolo e vanno a colonizzare altri organi, queste cellule si differenziano poi in cellule staminali che, dividendosi, daranno origine alle cellule del sangue. Le cellule staminali dette emocitoblasti danno origine a due tipi di cellule multipotenti: le cellule staminali mieloidi e linfoidi; dalle prime hanno origine gli eritrociti, i megacariociti e i vari tipi di leucociti, dalle seconde hanno origine altri due tipi di cellule staminali che porteranno poi alla formazione delle plasmacellule e delle cellule T.

Eritropoiesi

Termine che indica specificamente la formazione di eritrociti che avviene nel midollo osseo rosso. È necessario un apporto adeguato di aminoacidi, ferro e vitamina B₁₂. È controllata dall’emopoietina (EPO), ormone secreto dal rene che serve a stimolare i eritroblasti e accelerare la maturazione degli eritrociti.

Leucopoiesi

Termine che indica la formazione dei leucociti ed avviene nel midollo osseo. I granulociti terminano la loro crescita nel midollo mentre i monociti entrano in circolo e fuoriescono a livello periferico diventando macrofagi liberi. Gli ormoni detti fattori stimolanti le colonie (CSF) sono coinvolti nella regolazione delle popolazioni leucocitarie e stimolano la sintesi di leucociti.

Linfopoiesi

Nel midollo vengono a formarsi le cellule B e NK mentre i linfociti T si formano nel timo. Hanno la facoltà di dividersi ma possono solo dare origine a cellule dello stesso tipo.

Cuore

Tutte le funzioni dell’apparato cardiovascolare dipendono dal cuore, organo muscolare che si contrae circa 100.000 volte al giorno, spingendo il sangue nei vasi dell’apparato circolatorio. Il cuore è un organo di dimensioni limitate che equivalgono a quelle di un pugno. Il cuore è diviso in quattro camere, due atrii destro e sinistro e due ventricoli destro e sinistro, che lavorano insieme per pompare il sangue attraverso un’estesa rete di vasi sanguigni che connette cuore e tessuti periferici.

Circoli sanguigni

• Circolo polmonare: conduce sangue ricco di anidride carbonica dal cuore ai polmoni e riporta il sangue ricco di ossigeno al cuore.
• Circolo sistemico: trasporta il sangue ricco di ossigeno ai tessuti periferici e riporta il sangue ricco di anidride carbonica al cuore.

Funzionamento del cuore

L’atrio destro riceve il sangue dal circolo sistemico e il ventricolo destro lo spinge nel circolo polmonare; l’atrio sinistro riceve il sangue dal circolo polmonare e il ventricolo sinistro lo spinge in quello sistemico. Quando il cuore batte prima si contraggono gli atrii e poi i ventricoli. Le arterie portano il sangue lontano dal cuore, le vene lo riportano al cuore. I capillari connettono arterie e vene e sono adibiti agli scambi di sostanze nutritizie, gas e prodotti di rifiuto.

Pericardio

È la membrana sierosa che riveste la cavità pericardica e può essere suddiviso in: pericardio viscerale, a contatto con il cuore, e pericardio parietale, a contatto con la cavità. Il tessuto connettivo del pericardio viscerale è chiamato epicardio, mentre la membrana del pericardio parietale è rinforzata da fibre che compongono il pericardio fibroso, insieme formano il sacco pericardico. Il sacco pericardico contiene il liquido pericardico, con azione lubrificante e di riduzione dell’attrito.

Pareti del cuore

La parete del cuore risulta costituita da tre strati distinti:

• Epicardio: riveste la superficie esterna del cuore.
• Miocardio: strato intermedio formato da tessuto connettivo e muscolare, vasi sanguigni e nervi. In corrispondenza degli atrii è sottile e a forma di “8”, in corrispondenza dei ventricoli è più spesso e non ha forma definita.
• Endocardio: superficie interna che comprende le valvole ed è composto da un epitelio pavimentoso semplice.

Il tessuto muscolare cardiaco è formato da cellule muscolari chiamate miocardiociti che presentano un nucleo posizionato al centro, miofibrille organizzate e un aspetto striato conferito dall’allineamento dei sarcomeri. I miocardiociti sono uniti mediante giunzioni cellulari specializzate dette dischi intercalari. I dischi intercalari hanno un aspetto dentellato che legano insieme le miofibrille di cellule adiacenti e fanno in modo che la contrazione di ogni cellula provoca la contrazione di diverse altre, propagando l’impulso. Ogni miocardiocita è avvolto da un rivestimento resistente ed elastico, e le cellule adiacenti sono unite per mezzo di legami crociati fibrosi, tale impalcatura viene definita scheletro fibroso che stabilizza la posizione dei miocardiociti, assicura un sostegno fisico, rinforza le valvole e isola fisicamente le fibre muscolari.

Orientamento anatomico

Il cuore è leggermente spostato a sinistra rispetto alla linea mediana, forma un angolo con l’asse longitudinale del corpo ed è lievemente ruotato verso il lato sinistro. La base corrisponde alla porzione più ampia del cuore, da cui emergono i grossi vasi dei circoli sistemico e polmonare, l’apice corrisponde all’estremità arrotondata del cuore ed è diretto lateralmente ed obliquamente. La base forma il margine superiore, l’atrio destro forma il margine destro e l’atrio sinistro forma il margine sinistro. L’apice forma il margine inferiore. La faccia anteriore o sternocostale risulta costituita dall’atrio e dal ventricolo destro, la faccia posteriore o diaframmatica è formata dall’atrio di sinistra. Dall’esterno si può vedere la suddivisione interna grazie a dei solchi contenenti grasso; il solco interatriale separa gli atri, il solco coronario separa atri e ventricoli e i solchi intraventricolari anteriori e posteriori separano i ventricoli.

Configurazione interna

I due atri sono separati dal setto interatriale, mentre il setto interventricolare divide i due ventricoli; ciascun atrio comunica con il ventricolo dello stesso lato. Le valvole sono pieghe di endocardio che si inseriscono a livello degli orifizi di comunicazione tra atri e ventricoli. Le valvole si chiudono al fine di impedire il reflusso di sangue e mantenere l’unidirezionalità del flusso degli atri e dei ventricoli. La funzione dell’atrio è quella di raccogliere il sangue refluo e di dirigerlo al ventricolo sottostante.

Atrio destro

L’atrio riceve il sangue dal circolo sistematico attraverso la vena cava superiore e la vena cava inferiore che raccolgono il sangue rispettivamente dalla parte superiore e inferiore del corpo. Le vene cardiache raccolgono il sangue dalla parete cardiaca e lo riversano nel seno coronarico. I muscoli pettinati sono rilievi muscolari che si estendono dalla superficie interna destra fino alla parete atriale anteriore.

Ventricolo destro

Il sangue passa dall’atrio al ventricolo passando attraverso un’apertura dove sono presenti tre lembi fissi detti cuspidi che formano la valvola atrioventricolare destra (AV) detta anche tricuspide. Le cuspidi sono attaccate alle pareti da corde tendinee che formano i muscoli papillari. La superficie interna del ventricolo presenta pieghe muscolari chiamate trabecole carnee. Dal ventricolo il sangue passa nel cono arterioso e passa attraverso la valvola semilunare passando poi nell’arteria polmonare destra e sinistra.

Atrio sinistro

Riceve il sangue da quattro vene polmonari, due di destra e due di sinistra. Il sangue che fluisce dall’atrio sinistro al ventricolo sinistro passa attraverso la valvola atrioventricolare (AV) sinistra.

Ventricolo sinistro

Ha pareti più spesse rispetto a quello destro, perché deve imprimere più pressione per pompare il sangue a tutto il circolo sistemico. Il sangue passa poi nell’aorta ascendente passando attraverso la valvola semilunare aortica. Le arterie coronarie destra e sinistra si generano a livello dei seni aortici a destra e a sinistra. Dall’aorta ascendente il sangue prosegue nell’arco aortico e nell’aorta discendente.

Struttura e funzione delle valvole cardiache

Le valvole atrioventricolari sono situate tra gli atri e i ventricoli e ciascuna presenta un anello di tessuto connettivo, cuspidi, corde tendinee e muscoli papillari. Le valvole semilunari controllano l’efflusso dai due ventricoli, la valvola polmonare si trova all’origine del tronco polmonare del ventricolo destro, la valvola aortica si trova all’origine dell’aorta del ventricolo sinistro. Durante il periodo di diastole ventricolare (rilassamento) i ventricoli si riempiono di sangue e le AV sono aperte, le valvole semilunari sono chiuse. Durante la sistole (contrazione) l’AV si chiude, il sangue si dirige verso la rispettiva arteria aprendo le valvole semilunari. La tensione dei muscoli papillari e delle corde tendinee permette il mantenimento dei lembi e impedisce il ribaltamento all’interno dell’atrio.

Vasi coronarici

La circolazione coronarica fornisce sangue alla muscolatura cardiaca. Le arterie coronariche destra e sinistra hanno origine alla base dell’aorta ascendente. L’ACD fornisce sangue all’atrio destro, setto interatriale, ventricolo destro e porzioni di sinistra.