Appunti di Anatomia Umana

Università degli studi di Pisa

Corso di laurea in scienze infermieristiche A.A. 2017/2018

Polo didattico di Lucca – Santa Maria a Colle

Appunti di anatomia umana (Prof. Riccardo Ruffoli)

Apparato cardiovascolare

L'apparato cardiovascolare è l'insieme degli organi deputati al trasporto di fluidi diversi, come il sangue e, in un'accezione più generale, la linfa, che hanno il compito primario di apportare alle cellule dell'organismo gli elementi necessari al loro sostentamento e di convogliare le sostanze di rifiuto verso gli organi deputati alla loro escrezione. Nell'essere umano e in tutti i vertebrati, il cuore è l'organo propulsore del sangue e costituisce l'elemento centrale dell'apparato, che comprende anche i vasi sanguiferi, in particolare arterie e vene.

Il cuore

Il cuore è un organo toracico accolto nel mediastino inferiore. La cavità toracica è la cavità delimitata anteriormente dallo sterno, lateralmente dalla gabbia toracica (formata da coste e muscoli intercostali), posteriormente dalla colonna vertebrale e inferiormente dalla cupola diaframmatica, che la separa dalla sottostante cavità addominale. Il mediastino rappresenta lo spazio mediano della cavità toracica compreso tra i due polmoni. È delimitato anteriormente dallo sterno, posteriormente dalla colonna vertebrale, inferiormente dalla cupola diaframmatica e lateralmente dalle facce mediali (mediastiniche) dei polmoni, o più precisamente dai foglietti parietali delle pleure mediastiniche. Il limite superiore del mediastino è rappresentato da un piano orizzontale giacente sulla faccia superiore della prima costa e passante per la prima vertebra toracica T1. Il mediastino inferiore, dove è accolto il cuore, è individuato dalla parallela che congiunge il manubrio dello sterno e la quinta vertebra toracica. Il manubrio dello sterno (o prosterno) è la porzione di sterno più larga, compresa tra la terza e la quarta vertebra toracica.

Il cuore è avvolto da una membrana connettivale chiamata pericardio, formata a sua volta da pericardio fibroso e pericardio sieroso. Il pericardio fibroso, costituito da tessuto connettivo denso (formato da abbondanti fibre collagene), è la componente più esterna del pericardio. Il pericardio sieroso è invece costituito da due foglietti di membrana sierosa: il foglietto viscerale, più interno, e il foglietto parietale. Il foglietto viscerale (pericardio viscerale), chiamato anche epicardio, riveste la superficie esterna del cuore, più precisamente la componente muscolare cardiaca, il miocardio. Il foglietto parietale (pericardio parietale) aderisce alla superficie viscerale del pericardio fibroso e delimita, insieme al foglietto viscerale, la cavità pericardica. La cavità pericardica contiene il liquido pericardico secreto dalle sierose pericardiche, che svolge azione lubrificante e riduce l’attrito tra le superfici opposte. Il pericardio limita i movimenti del cuore senza alterarne la funzione.

In sezione, la parete del cuore risulta costituita da tre strati distinti: epicardio, miocardio e endocardio. L’epicardio corrisponde al foglietto viscerale del pericardio sieroso e riveste la superficie esterna del cuore. Si tratta di una membrana sierosa costituita da mesotelio, ovvero da un epitelio pavimentoso monostratificato di derivazione mesenchimale. Il miocardio è formato da strati di tessuto muscolare cardiaco e da tessuto connettivo ed è compreso tra l’epicardio e l’endocardio. L’endocardio forma la superficie interna del cuore ed è costituito da un epitelio pavimentoso semplice, che è in continuità con l’endotelio dei vasi sanguiferi.

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. Per questo, l’impronta lasciata sulla superficie mediale del polmone sinistro è maggiore rispetto a quella presente sul polmone destro. Si chiama base del cuore la porzione più ampia, da cui emergono i vasi della circolazione sistemica e polmonare. L’apice è invece l’estremità meno ampia del cuore e si trova diretta lateralmente e obliquamente verso sinistra. Il margine superiore del cuore è formato dalla base, il margine destro dall’atrio destro, il margine sinistro dal ventricolo sinistro e da una piccola porzione di atrio sinistro e il margine inferiore dalla porzione inferiore del ventricolo destro. La faccia anteriore risulta costituita dall’atrio e dal ventricolo di destra, mentre la faccia posteriore è costituita, a livello della base, dall’atrio sinistro e da una porzione dell’atrio destro, mentre tra la base e l’apice risulta formata dalla parete posteroinferiore del ventricolo sinistro.

Le quattro camere interne in cui è diviso il cuore sono associate a solchi visibili sulla sua superficie esterna. In particolare, il solco interatriale (poco profondo) indica il confine tra atrio sinistro e destro, il solco coronario (più profondo) segna il limite tra atri e ventricoli, mentre due solchi meno profondi, il solco interventricolare anteriore e posteriore, segnano i confini tra ventricolo destro e sinistro. A livello dei solchi interventricolari e del solco coronario è presente un’abbondante quantità di tessuto adiposo.

Nel cuore si distinguono le sezioni destre (atrio e ventricolo destro) e le sezioni sinistre (atrio e ventricolo sinistro). Le sezioni destre ricevono sangue scarsamente ossigenato dalla circolazione sistemica e lo spingono nella circolazione polmonare, mentre le sezioni sinistre ricevono sangue ossigenato dalla circolazione polmonare e lo inviano nella circolazione sistemica. Nell’atrio destro afferiscono la vena cava superiore, la vena cava inferiore e il seno coronario, mentre nell’atrio sinistro afferiscono le vene polmonari di destra e di sinistra. Dal ventricolo sinistro stacca l’aorta ascendente, mentre dal ventricolo destro il tronco polmonare. L’atrio destro e l’atrio sinistro sono separati dal setto interatriale, che nella vita prenatale è reso pervio da un’apertura conosciuta come foro ovale di Botallo. Il foro ovale di Botallo consente il passaggio del sangue che affluisce all’atrio destro direttamente in quello di sinistra, impedendo la circolazione polmonare. Questa configurazione anatomica permette al sangue ossigenato proveniente dalla placenta tramite la vena cava inferiore di bypassare parzialmente la circolazione polmonare; infatti i polmoni, durante la vita intrauterina, non hanno la funzione di ossigenare il sangue. Tuttavia il passaggio del sangue nel ventricolo destro non è impedito; per questo, una seconda deviazione, chiamata dotto di Botallo, consente la comunicazione tra tronco polmonare e aorta discendente. Il dotto di Botallo è mantenuto pervio da elevati livelli di prostaglandine prodotte principalmente dalla placenta, che si riducono bruscamente alla nascita.

Il ventricolo destro e il ventricolo sinistro presentano alcune differenze strutturali; ciò è dovuto al fatto che il ventricolo di sinistra deve imprimere al sangue da espellere una pressione circa 6-7 volte maggiore rispetto a quella che deve imprimere il ventricolo destro. Le vene e le arterie polmonari sono infatti molto brevi se paragonate al resto del sistema circolatorio, e non è necessario imprimere pressioni elevate. Per questo, la parete del ventricolo destro risulta, in sezione, piuttosto sottile e in continuità con la parete del ventricolo sinistro. La circolazione del sangue tra atri e ventricoli è assicurata dagli orifizi (o osti) atrio-ventricolari. In corrispondenza degli osti atrio-ventricolari sono localizzate le valvole atrio-ventricolari (AV), che permettono al sangue di scorrere in una sola direzione impedendo il reflusso. Le valvole AV sono formate da cuspidi di tessuto connettivo con il compito di interrompere la comunicazione tra le camere cardiache, ancorati mediante corde tendinee ai muscoli papillari della parete cardiaca. Le valvole AV si aprono per differenza di pressione durante la diastole ventricolare, consentendo il riempimento dei ventricoli. In questa fase i muscoli papillari non sono contratti e la valvola non offre resistenza al deflusso del sangue. Durante la sistole ventricolare, il sangue tende da un lato a chiudere le valvole AV, e dall’altro si dirige verso il rispettivo vaso. In questa fase, la tensione dei muscoli papillari e delle corde tendinee permette il mantenimento dei lembi connettivali in sede impedendone il ribaltamento all’interno dell’atrio. Ciò impedisce un'insufficienza valvolare, ovvero il reflusso di sangue nell’atrio, che altrimenti avverrebbe, per differenza di pressione, ad ogni sistole ventricolare. La valvola AV di sinistra è detta valvola mitrale o bicuspide, perché formata da due lembi, mentre quella di destra è detta valvola tricuspide, ed è formata da tre lembi. Essendo ogni lembo collegato ad un muscolo papillare, quest’ultimi risultano essere 5, tre nel ventricolo destro e due nel ventricolo sinistro.

Le valvole semilunari sono localizzate in corrispondenza dell’orifizio del tronco polmonare e dell’aorta ascendente, e regolano l’efflusso di sangue dai due ventricoli. In ognuno dei due orifizi sono individuabili tre valvole semilunari, a formare la valvola aortica e la valvola polmonare. La valvola aortica, che ha la parvenza dello stemma Mercedes-Benz, è formata da tre valvole semilunari, due laterali, valvola semilunare destra e sinistra, e una posteriore. La valvola polmonare è formata invece da una valvola semilunare anteriore e due laterali, le valvole semilunari destra e sinistra. Le valvole semilunari non necessitano di corde tendinee in quanto le posizioni relative delle cuspidi sono stabili, e le tre cuspidi simmetriche si autosostengono l’una con l’altra.

Il tessuto muscolare cardiaco forma il miocardio, responsabile della contrazione del cuore. È formato da fibre muscolari chiamate cardiomiociti, cellule caratterizzate dalla presenza di una grande quantità di mitocondri e di mioglobina (proteina globulare che lega reversibilmente ossigeno in modo da crearne una scorta costante nelle fibre muscolari), in quanto totalmente dipendenti dalla respirazione aerobica. I cardiomiociti sono uniti tra loro mediante giunzioni cellulari specializzate, i dischi intercalari. In corrispondenza di un disco intercalare, i plasmalemmi di due fibre muscolari cardiache sono uniti mediante desmosomi, e i cardiomiociti sono connessi mediante giunzioni comunicanti e fasce aderenti. Le giunzioni comunicanti consentono una propagazione del segnale elettrico diretta, mentre le fasce aderenti consentono la contrazione simultanea delle cellule muscolari, garantendo la massima efficienza. A differenza del tessuto muscolare scheletrico, la contrazione del miocardio è indipendente dallo stimolo nervoso; quest’ultimo, insieme allo stimolo ormonale, può influire solamente sul ritmo della contrazione. Ogni contrazione segue una sequenza precisa: dapprima si contraggono gli atri (sistole atriale) e, in seguito i ventricoli (sistole ventricolare). Se la contrazione degli atri e dei ventricoli avvenisse nel medesimo istante la chiusura delle valvole atrio-ventricolari impedirebbe il fluire del sangue dall’atrio al ventricolo.

Le cellule responsabili della contrazione cardiaca sono le cellule nodali. Le cellule nodali, insieme alle fibre di conduzione, fanno parte del miocardio aspecifico, che ha il compito di generare e propagare lo stimolo necessario per la contrazione cardiaca. Le cellule nodali si trovano nel nodo senoatriale, una regione definita peacemaker cardiaco, localizzata nella parte posteriore dell’atrio destro, in prossimità dell’orifizio della vena cava superiore. La caratteristica fondamentale delle cellule nodali è la loro capacità di depolarizzarsi spontaneamente e rapidamente fino al livello soglia; il potenziale d’azione che si genera si propaga a tutti i cardiomiociti dei due atri mediante le fibre di conduzione internodali, determinando la sistole atriale. Il potenziale d’azione raggiunge il nodo atrioventricolare, una regione con la funzione di rallentare il segnale proveniente dalle vie internodali in modo da far contrarre i ventricoli qualche frazione di secondo in ritardo rispetto alla sistole atriale. Dal nodo atrio-ventricolare si irradia il fascio di His, che discende lungo il setto ventricolare dividendosi in due branche, una di destra e una di sinistra. Da quest’ultima si dipartono inoltre l’emibranca anteriore e l’emibranca posteriore. I fasci di His si collegano alle fibre di Purkinje (dal nome dell'anatomista boemo Jan Evangelista Purkyně), le quali penetrano nel miocardio ventricolare attraversando i muscoli papillari e la parete laterale dei ventricoli. Gli impulsi elettrici provenienti dal nodo atrio-ventricolare viaggiano rapidamente lungo queste fibre, generando la sistole ventricolare (che avviene a partire dall’apice) con conseguente immissione del sangue nelle arterie. L’alternanza di sistole (contrazione) e diastole (rilassamento), atriale e ventricolare, determinano il ciclo cardiaco. La frequenza cardiaca di base è stabilita dalle cellule peacemaker, ma può essere modificata dal sistema nervoso autonomo, che innerva direttamente il cuore, o per via ormonale: la noradrenalina produce un aumento della frequenza cardiaca e della forza di contrazione, mentre l’acetilcolina produce una diminuzione della frequenza e della contrazione.

Termini clinici

• Angina pectoris: condizione in cui stress o esercizio fisico possono produrre un severo dolore toracico determinato da temporanea insufficienza o ischemia, generalmente in caso di aumento del lavoro cardiaco.
• Aritmia cardiaca: anormale modalità di contrazione cardiaca.
• Bradicardia: condizione in cui la frequenza cardiaca è più bassa della norma.
• Tachicardia: condizione in cui la frequenza cardiaca è più elevata rispetto alla norma.
• Cardite: termine che indica in generale una infiammazione del cuore.
• Infarto miocardico: condizione caratterizzata da arresto della circolazione coronarica e morte delle cellule muscolari cardiache per carenza di ossigeno.
• Insufficienza cardiaca: condizione in cui il cuore si indebolisce e i tessuti periferici soffrono la carenza di ossigeno e nutrienti.
• Prolasso della valvola mitrale: condizione caratterizzata dall’imperfetta chiusura delle cuspidi della valvola mitrale in ragione di corde tendinee troppo lunghe o troppo corte, o di malfunzionamento dei muscoli papillari.
• Soffio cardiaco: suono impetuoso e gorgogliante provocato dal reflusso di sangue attraverso una valvola cardiaca insufficiente.
• Stenosi valvolare: restringimento dell’orifizio valvolare provocato dall’ispessimento dei lembi.
• Tamponamento cardiaco: condizione che risulta dall’irritazione e dall’infiammazione del pericardio, caratterizzata da raccolta di fluido nella cavità pericardica e riduzione della gittata cardiaca.
• Trombosi coronarica: arresto dovuto alla formazione di un trombo a livello di una placca presente in un’arteria coronaria.

Arterie e vene

Si definisce arteria un vaso sanguifero che veicola il sangue dal cuore verso la periferia, mentre è chiamata vena un vaso sanguifero che raccoglie il sangue dai tessuti e dagli organi consentendone il ritorno al cuore. Un’arteria prende l’aggettivo dall’organo che irrora: si chiama polmonare un’arteria diretta ai polmoni, epatica un’arteria diretta al fegato e renale un’arteria diretta a un rene. Le vene prendono l’aggettivo dall’organo da cui provengono: si chiama polmonare una vena che proviene da un polmone, epatica una vena che proviene dal fegato e renale una vena che trasporta sangue dal rene.

Le arterie e le vene differiscono in base a diverse caratteristiche. Osservando entrambi i tipi di vaso sanguifero, notiamo anzitutto che le pareti delle arterie sono più spesse rispetto a quelle delle vene; ciò è dovuto al maggior quantitativo di fibre muscolari lisce e di fibre elastiche presenti nelle arterie. Infatti, a differenza delle vene, le arterie, quando non sono sottoposte alla pressione del sangue, si contraggono. La contrazione arteriosa causa un sollevamento in pieghe dell’endotelio, incapace di contrarsi. Anche tale sollevamento risulta quindi assente nelle vene.

Le arterie, che hanno uno spessore maggiore rispetto a quello delle vene, si classificano in arterie elastiche, muscolari, arteriole e capillari. Le arterie elastiche hanno diametro compreso tra 3cm e 7mm e trasportano grandi volumi di sangue lontano dal cuore. La loro tonaca media è formata da abbondanti fibre elastiche e da relativamente poche fibre muscolari lisce. Le arterie muscolari hanno diametro compreso tra 7mm e 0,1mm, e distribuiscono il sangue ai muscoli scheletrici e agli organi interni. La loro spessa tonaca media contiene una maggiore quota di fibre muscolari lisce rispetto a quella di fibre elastiche. Le arteriole hanno un calibro compreso tra 100μm e 50μm e sono formate da una tonaca avventizia scarsamente definita e da una tonaca media costituita da fibrocellule muscolari lisce che non formano uno strato completo. Infine, i capillari hanno un calibro di 8μm e sono formati esclusivamente da endotelio. Sono gli unici vasi la cui parete consente gli scambi tra il sangue e i fluidi interstiziali circostanti. Sono detti fenestrati i capillari che presentano un rivestimento endoteliale incompleto o perforato per la presenza di pori. Sono localizzati in organi come il fegato o il rene, dove avviene un importante scambio di sostanze. I capillari non funzionano come entità isolate, ma come parte di una rete interconnessa, detta plesso o letto capillare. Una singola arteriola da origine a dozzine di capillari, che si riversano poi in numerose venule.

Le vene, che presentano una maggiore variabilità strutturale rispetto alle arterie, si classificano in vene di grosso calibro, vene di medio calibro e venule. Le venule hanno calibro diverso tra loro e raccolgono il sangue dal plesso capillare. Sono formate esclusivamente...