Sistema circolatorio, Anatomia comparata dei vertebrati

PROGRAMMA

Sistema Circolatorio

Funzioni del sistema circolatorio. Componenti del sistema cardiovascolare: sangue, cuore, vasi

sanguigni. Circolazione semplice e circolazione doppia. Sistema arterioso: gli archi aortici.

Evoluzione degli archi aortici nei “Pesci”, nei Dipnoi, negli Anfibi e negli Amnioti. L’evoluzione del

cuore nelle varie classi di vertebrati: il cuore nei “Pesci”, Anfibi, coccodrilli, Mammiferi, Uccelli.

SISTEMA CIRCOLATORIO

Funzioni:

-RESPIRAZIONE: acquisizione, trasporto e cessione di O e CO

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-TRASPORTO: nutrienti e prodotti del metabolismo, ormoni, anticorpi e cellule del sistema

immunitario

-REGOLAZIONE della pressione osmotica

-TERMOREGOLAZIONE

-OMEOSTASI

Componenti del sistema cardiovascolare: sangue, cuore e vasi sanguigni

Sangue:

Il sangue è un tessuto connettivo fluido e costituisce il veicolo che porta alle cellule, tessuti e

organi, ossigeno, sostanze nutritive, ormoni e prodotti del catabolismo.

Nell'uomo, il sangue, è costituito da:

-plasma, per il 55%, matrice liquida composta da acqua proteine ed elettroliti

-cellule, o elementi figurati, per il 45%

Elementi figurati del sangue:

-Eritrociti o globuli rossi o emazie

-Leucociti o globuli bianchi, difesa dell’organismo

-Piastrine, coagulazione

Vasi sanguigni:

Il sangue circola all’interno dei vasi sanguigni, arterie (diametro minore) e vene (diametro

maggiore) la cui unica differenza è la pressione a cui sono sottoposti perchè le vene non portano

necessariamente sangue non ossigenato. Queste formano un sistema di canali a circuito chiuso con

caratteristiche di base comuni: infatti tutti i vasi presentano una parete costituita da 3 tonache:

-tunica intima, endotelio e fibre di elastina

-tunica media, muscolo liscio e fibre elastiche

-tunica esterna, fibre collagene

Le arterie sono i vasi che portano il sangue dal cuore ai capillari nei vari tessuti; quelle di maggiori

dimensioni hanno una grande quantità di fibre elastiche che conferisce il colore biancastro. Questo

permette di attutire la grande pressione.

Le arteriole precedono i capillari, hanno una grande quantità di muscolo liscio.

I capillari sono interposti tra arteriole e venule , sono i vasi più sottili e la loro parete è costituita da

endotelio mono-stratificato. Sono presenti in quasi tutti i distretti corporei e sono dotati di capacità

contrattile grazie anche alle miocellule circostanti. I capillari sanguigni sono i soli vasi che

consentono scambi tra il sangue, che scorre lentamente, e fluidi interstiziali che bagnano le cellule.

Possono essere distinti in:

.normali

.fenestrati: presenti soprattutto in molte ghiandole endocrine e nel rene degli amnioti; sono dotati

di piccole fessure che permettono al sangue di essere separato dal fluido interstiziale mediante la

lamina basale delle cellule endoteliali.

A livello dei capillari sanguigni si stabilisce quindi un microcircolo, ossia quella parte del sistema

circolatorio:

-direttamente coinvolta nel metabolismo

-regola l’afflusso di sangue

-regola la pressione sanguigna

-il letto capillare nel derma regola la temperatura negli omeotermi ed eterotermi; infatti quando

facciamo uno sforzo fisico diventiamo rossi

Le venule ricevono il sangue dai capillari e si riversano nelle vene: le vene sono i vasi che riportano

il sangue al cuore presentano pareti più sottili in cui predominano le fibre collagene e poche fibre

muscolari lisce che conferiscono alle vene il colore violaceo.

(Arterie-arteriole-capillari-venule-vene)

Termoregolazione:

-problemi di riscaldamento, Cetacei (delfini): mammiferi omeotermi che spesso vivono a

temperature più basse della propria, e devono quindi conservare il calore; le vene sono posizionate

più superficialmente, l'arteria è invece in posizione più centrale, e c'è quindi uno scambio di

temperatura che permette all'arteria centrale di mantenersi calda.

-problemi di raffreddamento, i mammiferi che vivono in ambienti desertici devono affrontare

soprattutto problemi legati al riscaldamento dell'encefalo; i vasi che portano sangue all'encefalo si

raffreddano nel corpo carotideo.

Le vene hanno valvole unidirezionali perchè il sangue che portano deve sconfiggere la forza di

gravità; evitano in questo modo il reflusso di sangue.

-nei pesci la muscolatura assile spinge anche a livello venoso, infatti con la sua contrazione

permette al sangue di essere portato al cuore

Cuore:

organo muscolare situato nella cavità pericardica è una pompa che imprime una spinta al sangue

nei vasi e riceve sangue a bassa pressione. La parete del cuore è costituita da tre tuniche:

-endocardio: formata da endotelio, corrispondente alla tonaca intima di un vaso

-miocardio: formato da cellule muscolari striate cardiache, corrispondente alla tunica media di un

vaso

-epicardio: formato da cellule mesoteliali appiattite, corrispondente alla tunica avventizia di un

vaso .

Il miocardio è esclusivo del cuore ed è formato da cellule muscolari striate cardiache, i

cardiomiociti; il suo spessore è maggiore rispetto alle altre due tuniche, ma variabile a seconda

della camera del cuore: il/i ventricoli presenta/no un miocardio più spesso.

Il muscolo cardiaco ha un ritmo di contrazione spontaneo che può essere modificato da fibre

nervose del sistema autonomo, la maggior parte delle quali terminano in un pacemaker (marca

passo). Questo, detto anche nodo senoatriale nei mammiferi, è composto da fibre muscolari

cardiache modificate ed è localizzato nella parete del cuore vicino all’entrate delle vene. Gli uccelli

e i mammiferi hanno nel ventricolo un sistema di conduzione specializzato, formato da muscolo

cardiaco modificato, le fibre di Purkinije. Una volta che viene generato il potenziale d’azione,

questo viaggia lungo i muscoli atriali e raggiunge il nodo atrio-ventricolare localizzato nella parte

iniziale del sistema di conduzione; un’onda di eccitazione viene trasmessa lungo le fibre di Purkinije

a tutte le parti del ventricolo.

Il cuore e i vasi descritti costituiscono il sistema cardiovascolare. Gli gnatostomi hanno anche un

sistema linfatico; è un sistema supplementare di drenaggio necessario nei vertebrati con una

pressione sanguigna elevata per recuperare le proteine plasmatiche che fuoriescono dal sangue.

Evoluzione del sistema cardiocircolatorio:

Fra i Vertebrati dobbiamo distinguere:

-circolazione semplice: il sangue compie un solo percorso; cuorebranchieorganicuore,

riguarda la maggioranza dei pesci.

-circolazione doppia, comprende:

.circolo polmonare: cuorepolmonicuore

.circolo sistemico: cuoreorganicuore

Possiamo avere due tipi di circolazione doppia:

-INCOMPLETA: atri completamente divisi, ventricolo incompletamente diviso. Il grado di

mescolamento del sangue ossigenato e deossigenato e le deviazioni di flusso consentono di

modulare la distribuzione dell’ossigeno ai tessuti, garantendo comunque l’afflusso del sangue.

VENTILAZIONE DISCONTINUA, si osserva in anfibi e rettili

-COMPLETA: atri e ventricoli completamente divisi. Non vi è alcun mescolamento del sangue

ossigenato e deossigenato. Eguali volumi di sangue nelle due parti del cuore e nei circoli sistemico

e polmonare. VENTILAZIONE CONTINUA, si osserva in uccelli e mammiferi

Circolazione precoce in un anamnio (pesci, anfibi e vertebrati inferiori):

Le vene vitelline prendono nutrienti dal

sacco vitellino, mentre le arterie vitelline

riportano il sangue al sacco vitellino. La

respirazione avviene attraverso la

superficie corporea perché questa è poco

estesa.

Circolazione precoce in un amniote: Il sacco vitellino rudimentale è

rappresentato dalla placenta; tramite

la placenta avvengono gli scambi con

la vena ombelicale.

Archi aortici:

Negli embrioni di tutti i vertebrati il sangue parte dal cuore in direzione cefalica da una aorta

ventrale impari situata sotto la faringe: da questa aorta partono lateralmente dei vasi pari, gli archi

aortici, che si dirigono dorsalmente, circondando la faringe lungo il percorso degli archi faringei, tra

le fessure o i loro abbozzi; gli archi aortici si riuniscono poi dorsalmente in due radici aortiche, e

quindi in una aorta dorsale che distribuisce il sangue ai vari organi. Gli archi aortici si stabilizzano in

tutti gli embrioni in numero di 6 coppie, designate con numeri romani, ma questa situazione

transitoria sarà modificata nei diversi gruppi.

Apparato circolatorio di alcuni vertebrati:

-Elasmobranchi, pesci cartilaginei:

il cuore dei pesci non è diviso in una parte destra e sinistra e riceve e pompa solo sangue a basso

contenuto di ossigeno. Il cuore dei Pesci, esclusi i Dipnoi, presenta quattro concamerazioni,

disposte in serie e costituite soprattutto da tessuto muscolare cardiaco dotato di una contrattilità

intrinseca. Le concamerazioni sono:

-seno venoso: molto sottile, riceve di continuo sangue a pressione bassa dalla vena cardinale

comune e epatica. l seno comunica con l’atrio attraverso la valvola seno-atriale

I

-atrio: presenta pareti muscolari sottili, accoglie il sangue proveniente dal seno venoso che fluisce

poi nel ventricolo attraverso le valvole atrio-ventricolari

-ventricolo: dotato di pareti muscolari molto spesse, svolge il ruolo di “pompa” dando l’effettiva

spinta al sangue

-cono arterioso: costituito da muscolo cardiaco e tessuto connettivo elastico

Il cono arterioso è:

-lungo nei Condroitti

-assente nei Teleostei che hanno sviluppato una camera elastica, il bulbo arterioso, le cui proprietà

elastiche riducono le pulsazioni generate dal ventricolo.

Sistema arterioso:

6 archi aortici embrionali; la parte ventrale del primo arco aortico viene persa in tutti i vertebrati

mentre quella degli altri cinque forma le arterie branchiali afferenti, che vanno alle branchie. Il

sangue dal cuore viene spinto in un vaso impari ventrale, l’aorta ventrale, collegata agli archi

aortici; quest’ultimi portano il sangue all’aorta dorsale. In questo momento avviene lo scambio di

O . Anteriormente il sangue viene portato alla testa dalle carotidi interne; quella esterna irrora i

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tessuti adiacenti alla mascella.

Le arterie si dividono in:

-pari: succlavie (portano il sangue alle pinne pettorali e agli arti), iliache, genitali e renali

-impari: celiaca, mesenterica inferiore e posteriore

Sistema venoso:

Il sangue proveniente da visceri addominali, escluso il rene, si immette nella vena portale epatica

che, dopo essere passato nel fegato, viene raccolto da due vene epatiche dirette al seno venoso.

Dal seno venoso il sangue viene poi pompato nell'atrio. Le vene cardinali anteriori drenano la

maggior parte della testa, il restante è drenato dalle vene giugulari inferiori; entrambe portano il

sangue al seno veno