Fisiologia - sistema cardiovascolare

Il sistema cardiovascolare

Sangue

Le cellule più numerose presenti nel sangue sono gli eritrociti, o globuli rossi. Queste cellule contengono Hb, una proteina che trasporta ossigeno e anidride carbonica. Le altre cellule sono i leucociti, o globuli bianchi, suddivisi in diversi tipi, che servono a difendere il corpo dall'aggressione dei microrganismi. Sono presenti anche le piastrine, che svolgono un ruolo importante come coagulazione del sangue.

Vasi sanguigni

Il sistema di vasi presenti forma l'apparato vascolare. Appena il sangue si allontana dal cuore, esso è trasportato ai tessuti e agli organi attraverso grossi vasi detti arterie, che si ramificano ripetutamente negli organi e nei tessuti. Le arterie si ramificano poi in arteriole, per poi ramificarsi in capillari. Dai capillari il sangue ritorna al cuore attraverso vasi più grossi, le venule e poi nelle vene.

Il cuore

Genera la forza necessaria a spingere il sangue nei vasi sanguigni. È un muscolo avvolto nel pericardio. Ha 4 camere, due in alto, dette atri, che ricevono il sangue che torna dai vasi venosi e lo trasferiscono alle camere inferiori, dette ventricoli, che sono più grandi. Gli atri e i ventricoli di destra e di sinistra sono separati dal setto. In particolare gli atri sono separati dal setto interatriale, mentre i ventricoli dal setto interventricolare.

L’azione di pompa del cuore si realizza grazie al muscolo cardiaco, detto miocardio. La muscolatura della parete di un atrio o ventricolo si contrae, spostandosi verso l’interno e comprime il sangue aumentando la pressione e facendolo uscire. Il ventricolo di sinistra possiede un muscolo ventricolare più spesso perché così può pompare sangue a tutti gli organi del corpo eccetto i polmoni.

Il battito cardiaco è un’onda di contrazione che si muove attraverso le fibrocellule muscolari cardiache in modo ordinato e coordinato. Gli atri si contraggono per primi spingendo il sangue nei ventricoli, quindi si contraggono i ventricoli che lo spingono ai vari organi.

Il cuore ha 4 valvole che fanno sì che il sangue scorra secondo una direzione precisa. Gli atri e i ventricoli sono separati tra loro dalle valvole atrioventricolari, precisamente la valvola AV di sinistra è costituita da due lembi o cuspidi e perciò viene detta bicuspide; la valvola di destra invece ha tre cuspidi ed è detta tricuspide. Le cuspidi sono tenute al loro posto da filamenti di tessuto connettivo, dette corde tendinee, che si estendono dai bordi delle cuspidi fino ai muscoli papillari.

Le valvole semilunari sono localizzate tra i ventricoli e le arterie. La valvola semilunare aortica è localizzata tra il ventricolo sinistro e l’aorta, mentre la valvola semilunare polmonare è posta tra il ventricolo destro e il tronco polmonare; queste valvole permettono al sangue di scorrere in avanti prevenendone il movimento contrario.

Decorso del sangue attraverso il cuore e vasi

Il sistema circolatorio consiste di due suddivisioni: il circolo polmonare costituito dall’insieme dei vasi polmonari e di quelli che connettono i polmoni al cuore; e il circolo sistemico che connette tutti i rimanenti vasi diretti alle altre porzioni del corpo. Il cuore destro fornisce sangue al circolo polmonare, mentre quello sinistro rifornisce il circolo sistemico.

• Il VS pompa sangue ossigenato nell’aorta.
• Il sangue viene deossigenato nei tessuti e poi ritorna al cuore con le vene cave, che lo trasportano all’AD.
• Dall’atrio destro il sangue passa attraverso la valvola tricuspide nel VD.
• Il VD pompa il sangue nel tronco polmonare, che si dirama quasi subito nelle arterie polmonari, che trasportano sangue deossigenato ai polmoni.
• Il sangue nei polmoni diviene ossigenato e poi si dirige all’AS attraverso le vene polmonari.
• Dall’AS il sangue passa attraverso la valvola bicuspide nel VS.

L'attività elettrica del cuore

Perché il cuore pompi il sangue, il muscolo cardiaco deve contrarsi in maniera sincrona, prima contraendo entrambi gli atri, poi contraendo entrambi i ventricoli.

Il sistema di conduzione del cuore

Le contrazioni del muscolo cardiaco sono indotte da segnali che originano all’interno del muscolo stesso. L’abilità del cuore di generare da solo le contrazioni è detta autoritmicità. Ciò è dovuto all’azione di una piccola percentuale di cellule muscolari modificate, dette cellule autoritmiche, che generano una forza contrattile piccola, che ha il compito di iniziare e/o condurre i potenziali d’azione che provocano le contrazioni del muscolo cardiaco. Queste cellule costituiscono il sistema di conduzione del cuore.

Le contrazioni del cuore hanno origine da cellule muscolari specializzate dette cellule pacemaker. Esse sono concentrate principalmente in due regioni specifiche del miocardio: il nodo senoatriale localizzato nella parete superiore dell’AD, e il nodo atrioventricolare localizzato vicino alla valvola tricuspide. Le cellule pacemaker sono associate con le fibre di conduzione che sono specializzate nel condurre velocemente i PdA generati, perché hanno diametro maggiore.

Il sistema di conduzione provoca un’onda di eccitazione, che si muove prima attraverso gli atri causando la loro depolarizzazione e la loro contrazione unitaria; poi l’onda si muove nei ventricoli causandone la depolarizzazione e contrazione. La rapida trasmissione dei PdA è possibile perché tutte le cellule muscolari cardiache sono collegate tramite giunzioni comunicanti.

Induzione e conduzione dell’impulso nel battito cardiaco

• Inizia un PdA nel nodo SA, da qui gli impulsi si dirigono al nodo AV tramite la via internodale.
• L’impulso è condotto alle cellule del nodo AV, che trasmettono i PdA meno velocemente delle altre cellule.
• Dal nodo AV, l’impulso viaggia attraverso il fascio di His, localizzato nel setto interventricolare.
• Il segnale viaggia per un breve tratto attraverso il fascio atrioventricolare, prima di dividersi nelle due branche.
• Dalle due branche, gli impulsi viaggiano attraverso un’estesa rete di ramificazione dette fibre del Purkinje, che diffondono attraverso il miocardio ventricolare.

L’onda di eccitazione si diffonde prima su tutti gli atri e poi si incanala attraverso il fascio atrioventricolare, e l’onda subisce un rallentamento. Questo ritardo è essenziale perché permette prima agli atri di contrarsi e svuotarsi completamente e poi di contrarre i ventricoli.

Azione di controllo delle cellule pacemaker

Il battito cardiaco è attivato dal nodo SA, per due motivi: il primo è che i PdA prima di arrivare al ventricolo viaggiano passando attraverso il nodo AV, ciò fa sì che le cellule del nodo AV entrano nel periodo refrattario dove non possono generare PdA; il secondo è che la frequenza del battito del nodo SA (70 impulsi/min) è maggiore del nodo AV (50 impulsi/min).