L’APPARATO
CIRCOLATORIO
Lavoro a cura di
Regina Tatiana
classe III A a. s. 2007/08
L’apparato circolatorio
FUNZIONI:
•Veicola ossigeno e anidride
carbonica
•Distribuisce nutrimento alle
cellule
•Elimina i prodotti di rifiuto
del metabolismo dirigendoli
verso specifici organi
Trasporto interno nei mammiferi
• Avviene attraverso i capillari poiché il corpo umano è troppo
grande per far passare l’ossigeno dai polmoni al cervello o far
arrivare le sostanze nutritive dall’intestino tenue al muscoli delle
braccia o delle gambe.
• Il sangue pompato dal cuore passa prima dai polmoni dove si
arricchisce di ossigeno e poi passa dai capillari, che formano una
rete che unisce le varie cellule dei tessuti;così nessuna sostanza
deve compiere per diffusione tragitti lunghi
I capillari sono i siti di scambio tra il sangue liquido interstiziale in cui sono
immerse le cellule di un tessuto
• Le molecole passano per
Capillare
Liquido
interstiziale
Cellula tessutale
Diffusione
di molecole
diffusione dal sangue alle
cellule del tessuto
• Non avviene uno scambio
diretto di sostanze tra il
sangue e le cellule del corpo(
poiché ogni cellula è immersa
nel liquido interstiziale)
• Alcune molecole come quelle
di ossigeno escono dai capillari
nel liquido interstiziale e da
questo passano nelle cellule
dei tessuti
Due tipi di apparati: aperto o
chiuso
Apparato circolatorio
chiuso
Apparato circolatorio
aperto
• Viene così definito perché ci
sono parti del corpo dove il
sangue esce dai vasi e scorre
tra le cellule interstiziali(non
c’è separazione tra il liquido
interstiziale e il sangue)
• È costituito da un cuore e da una
•
•
•
•
rete di vasi tubulari dentro cui
passa tenendolo separato dal
liquido interstiziale
Tre tipi di vasi:
Arterie:trasportano il sangue dal
cuore agli organo attraverso
tutto il corpo
Vene:trasportano il sangue al
cuore
Capillari:fanno passare in ciascun
organo il sangue dalle arterie alle
vene
Apparato di una cavalletta
• Il pompaggio di un cuore tubulare
Pori
Cuore tubulare
•
•
•
porta il sangue verso il capo e
verso il resto del corpo
Le sostanze nutritive passano dal
sangue direttamente nelle cellule
corporee
Le contrazioni muscolari spingono
il sangue verso l’estremità
posteriore
Quando il cuore si rilassa il sangue
torna verso esso attraverso dei
pori, dove sono posizionate delle
valvole che si chiude quando il
cuore è contratto evitando uscite
di sangue
Apparato di un pesce
• Il cuore ha due cavità principali:
•
Letti capillari
Arteriola
Arteria
(sangue ricco di O2)
•
•
Venula •
Vena
Atrio
Capillari Arteria
Ventricolo Cuore
branchiali (sangue povero di O2)
atrio(riceve il sangue dalle vene) e
ventricolo(pompa sangue alle
branchie attraverso grosse arterie)
Sangue ossigenato passa dai
capillari branchiali in grosse arterie
che lo portano in tutto il corpo
Grandi arterie si ramificano in
arteriole che danno origine ai
capillari
Letti capillari o reti di capillari si
infilano in ogni organo e tessuto
del corpo.
Le sottili pareti dei capillari permettono lo
scambio chimico tra il sangue e il liquido
interstiziale.i capillari si riuniscono in venule
che a loro volta convergono nelle vene che
portano il sangue al cuore
Gli cnindari e i vermi piatti hanno una cavità gastrovascolare che scambia
materiale con l’ambiente, garantisce un sufficiente trasporto interno agli
animali e funziona da apparato digerente
• Hanno un’elaborata cavità
•
•
Bocca
Canale
circolare
•
gastrovascolare con rammificazioni
che lo mettono in contatto col
canale circolatorio
Le cellule interne di questo
apparato contengono flagelli , il
cui battito favorisce la circolazione
del liquido gastrovascolare
La digestione avviene nella cavità
gasrtovascolare e nelle sue cellule
interne
Solo queste cellule hanno un
contatto diretto con le sostanze
nutritive, ma queste sostanze
devono dopo arrivare alle cellele
del corpo
Sistema cardiovascolare dei
vertebrati
Capillari branchiali
• (due atri e due vetricoli)
• L’atrio sinistro riceve il sangue dai
Cuore:
•
•
Ventricolo (V)
Atrio(A)
Capillari sistemici
•
polmoni e il ventricolo sinistro lo
pompa verso gli organi del corpo
lungo la circolazione sistematica
Cuore dei mammiferi=due pompe
Si collega alla respirazione
polmonare e fa scorrere il sangue
ricco di ossigeno verso gli organi
Il sangue ritorna al cuore subito
dopo essere ossigenato nei
polmoni e il ventricolo sinistro dà a
questo sangue una spinta che lo
fa andare verso i capillari
sistematici
Sistema cardiovascolare umano
• È costituito principalmente dal tessuto
muscolare cardiaco e si trova proprio
sotto la gabbia toracica
Atrio
destro
Valvola semilunare
Valvola
atrioventricolare
(tricuspide)
• I suoi atri hanno una parete
sottile,ricevono il sangue che entra nel
cuore e lo spingono per la breve
distanza che gli separa dai ventricoli
Atrio
sinistro
Valvola
semilunare
Valvola atrioventricolare
(bicuspide)
• I ventricoli hanno una parete muscolare
Ventricolo
Ventricolo
destro
sinistro
pià spessa e mandano il sangue verso
tutti gli altri organi del corpo
Apparato cardiovascolare umano
• Il ventricolo destro pompa il sangue nei polmoni
8
•
•
•
3
4
•
•
8
4
attraverso due arterie polmonari
Scorre attraverso i capillari dei polmoni, liberando
CO2 e assorbendo o2.
Il sangue ricco di ossigeno torna mediante le vene
polmonari nell’atrio sinistro e poi passa al ventricolo
sinistro(quando il ventricolo si dilata e l’atrio si
contrae)
Quando il sangue lascia il ventricolo passando
3
nell’aorta(vaso
sanguigno più grosso)dall’aorta si
rammificano le grosse arterie che si dirigono verso
la parte superiore del corpo
L’aorta si piega dietro al cuore,in basso, e si divide
in arterie che portano sangue agli organo
addominali e alle regioni inferiori del corpo
IlAorta
sangue povero di ossigeno proviene dalla parte
superiore del corpo e dalla testa si raccoglie la vena
cava superiore,mentre la vena cava inferiore
raccoglie il sangue proveniente dalla parte inferiore
del corpo.entrambe le vene confluiscono nell’atrio
destro
Capillare
Membrana basale
Epitelio
Valvola
Epitelio
Epitelio
Tessuto muscolare
liscio
Tessuto muscolare liscio
Tessuto connettivo
Tessuto connettivo
Arteria
Vena
Arteriola
Venula
• La struttura dei vasi sanguigni
• Capillari:formano una fitta rete di ramificazioni dove avvengono gli scambi di
•
•
materiale tra sangue e le cellule dei tessuti. Hanno pareti molto sottili formate
da un singolo strato di cellule epiteliali avvolto da una sottile membrana
basale. La loro superficie interna dei capillari è liscia e favorisce lo scorrimento
delle cellule ematiche
Hanno tre stati di tessuto in modo tale da essere più resistenti. Il tessuto
intermedio ha la funzione di regolare il flusso del sangue, restringe o dilata le
arterie e alcune vene.
Molte vene possiedono valvole che impediscono il flusso facendo scorrere il
sangue in un’unica direzione
Il cuore si contrae e rilassa
ritmicamente
Il cuore è rilassato
e le valvole
atrioventricolari
sono aperte
Gli atri si contraggono
• Quando il cuore è rilassato, durante la
•
0.1s
0.4 s
Diastole
Sistole
si contraggono;
0.3I ventricoli
s
le valvole semilunari sono aperte
•
•
diastole, il sangue fluisce dentro a
tutte e quattro le sue cavità
La sistole comincia invece con una
brevissima contrazione degli atri, che
riempie i ventricoli di sangue;poi si
contraggono le valvole
atrioventricolari, si aprono le valvole
semilunari e il sangue viene pompato
nelle grandi arteri
La quantità di sangue al minuto che il ventricolo
sinistro pompa dentro l’aorta è detta gittata
cardiaca.
Le valvole atrioventricolari impediscono al sangue di
refluire verso gli atri quando i ventricoli si
contraggono, mentre le valvole semilunari si
chiudono quando i ventricoli si rilassano durante la
diastole, impedendo al sangue di ritornare nei
ventricoli.
Il nodo senoatriale
•
•
•
•
Regola il ritmo del battito cardiaco(frequenza con cui si contrae)
È situato nella parete dell’atrio destro. Il nodo senoatriale genera impulsi simili a quelli delle
cellule nervose che si diffondono attraverso entrambi gli atri, facendoli contrarre all’unisono e si
trasmettono al nodo atrioventricolare situata nella parete tra l’atrio destro e il ventricolo sinistro.
Gli impulsi vengono ritardati di 0,1 sec. Prima di passare nei ventricoli
Questo ritardo fa si che gli atri si contraggano per primi e si svuotino completamente prima della
contrazione dei ventricoli
Fibre muscolari specializzate trasmettono gli impulsi dal nodo ai muscoli cardiaci dei ventricoli e
danno origine alle contrazioni che spingono il sangue dalFibre
cuore
ai polmoni e all’aorta
muscolari specializzate
Nodo senoatriale
(pacemaker)
per la trasmissione degli impulsi
Nodo atrioventricolare
Atrio
destro
Ventricolo
destro
1
2
1
ECG
Apice
3
2
3
4
4
Pacemaker artificiale
• Si usa nel caso di alcune malattie cardiache che
•
rallentano o rendono irregolare il ritmo cardiaco
È un picolissimo dispositivo elettronico che viene
impiantato chirurgicamente vicino al nodo atriovecolare,
esso emette segnali elettrici che inducono una
contrazione regolare della muscolatura cardiaca
Attacco cardiaco
• Se uno o più vasi sanguigni si
Vena cava
superiore
Arteria
polmonare
Arteria
coronarica
destra
Aorta
Arteria
coronarica
sinistra
Occlusione
Tessuto muscolare morto
ostruiscono, le cellule muscolari
cardiache muoiono rapidamente,
il cuore non è più in grado di
pompare sufficiente sangue nel
corpo e si verifica un attacco
cardiaco, o infarto del
miocardio
Pressione (mm Hg)
La pressione e la velocità del sangue sono maggiori nell’aorta e nelle
arterie
pressione sunguigna=forza esercitata dal sangue sui vasi sanguigni
questa pressione è la principale forza che spinge il sangue dal cuore ai letti
capillari passando attraverso le arterie e le arteriole
120
100
80
60
40
20
0
Pressione
sistolica
Pressione
diastolica
Vena cava
Vene
Venule
Capillari
Atreriole
Arterie
50
40
30
20
10
0
Aorta
Velocità (cm/sec)
Dimensione relative
e numero
di vasi
sanguigni
Pressione e velocità del sangue nei
vasi sanguigni
La pressione sanguigna dipende sia dalla gittata cardiaca sia dalla resistenza al
flusso che esercitano i vasi sanguigni.
La pressione e la velocità del sangue sono maggiori vicino al cuore e calano
quando il sangue entra nelle arterie e ancora di più nelle arteriole.
Il calo di pressione è dovuto soprattutto alla resistenza al sangue provocato
dall’attrito tra il sangue e le pareti interne delle arteriole.Con
l’abbassamento della pressione, nelle arteriole non si trovano valori elevati
di pressione; questo il motivo per cui sentiamo le pulsazioni solo nelle
arterie
La velocità del sangue diminuisce nelle arteriole a causa dell’attrito e anche per
un problema strutturale. L’ampiezza complessiva di un numero di arteriole
è più grande dell’ampiezza dell’arterie che porta il sangue ad esse
Se ci fosse una sola arteriola per ciascuna arteria in essa il sangue scorrerebbe
molto più velocemente
Flusso del sangue in una vena
Direzione
del flusso
sanguigno
nella vena
• Nel momento in cui il sangue
arriva alle vene la sua
pressione è quasi pari a zero
per la resistenza che ha
incontrato nelle arterie
Muscolo scheletrico
• Le vene dei mammiferi sono
comprese tra i muscoli
scheletrici e ogni volta che il
corpo si muove i muscoli
schiacciano le vene e spingono
Valvola (chiusa)
il sangue verso il cuore
Valvola (aperta)
Problemi cardiaci
• Il valore normale della pressione sanguigna di un adulto è
120/70: il primo numero rappresenta la pressione durante la
sistole, mentre il secondo quella durante la diastole.
Pressione sanguigna
120 sistolica
70 diastolica
(ancora da misurare)
Manicotto
di gomma
gonfiata
con aria
Pressione
del manicotto
sopra 120
120
Pressione
del manicotto
sotto i 120
120
70
Suoni udibili
nello
stetoscopio
Arteria
Pressione
del manicotto
sotto i 70
Arteria
chiusa
I suoni si arrestano
ipertensione
• Alta pressione sanguigna cioè 140 per la
pressione sistolica e 90 per quella
diastolica
• L’ipertensione aumenta il rischio di
malattie cardiache come ad esempio
l’infarto del miocardio
Tessuto muscolare liscio controlla la
distribuzione del sangue
Metarteriola
Sfinteri precapillari
• La contrazione e il rilassamento dello
•
Capillari
Arteriola
Venula
•
Metarteriola
•
Arteriola
Venula
•
strato muscolare liscio permette o
ostruisce il passaggio del sangue
Controllo del flusso mediante riduzione
del diametro dei capillari
Se le cellule muscolari si rilassano,
l’arteriola si dilata permettendo il
passaggio del sangue nei capillari. La
contrazione dello strato muscolare
restringe l’arteriola facendo diminuir il
flusso sanguigno in essa e verso il letto
capillare
Controllo del flusso mediante gli
sfinteri precapillari
Il sangue scorre attraverso il letto
capillare quando gi sfinteri sono aperti
ma non quando sono chiusi.
Scambio di sostanze tra sangue e il liquido
interstiziale avviene in diversi modi
• Alcune sostanze diffondono attraverso le cellule epiteliali della parete
•
•
capillare e sono trasportate a queste cellule per endocitosi(racchiuse in
vescicole)
Sulla parete capillare sono presenti strette fessure tra le loro cellule
epiteliali, l’acqua, zuccheri, Sali, ossigeno possono transitare liberamente
poiché sono piccoli soluti
Le cellule ematiche e le proteine in soluzione essendo troppo grosse per
passare, rimangono nel capillare
Pressione osmotica e pressione sanguigna
• Sono due forze che spingono le sostanze(in un liquido), che si scambiano il
•
•
•
•
sangue e il liquido interstiziale, attraverso le pareti dei capillari
La pressione sanguigna tende a spingere il liquido fuori dal capillare
La pressione osmotica tende a spingerlo dentro il capillare
Il sangue ha una concentrazione maggiore di soluti di quella del liquido
interstiziale a causa della presenza di proteine sciolte nel plasma
In un qualsiasi punto l’ingresso o la fuoriuscita di liquido dipende dalla
differenza tra le due pressioni
Cellule tessutali
Pressione
osmotica
Estremità
capillare
vicina all’arteriola
Pressione
sanguigna
Liquido
interstiziale
Pressione netta
verso l’esterno
Pressione
osmotica
Pressione
sanguigna
Pressione netta
verso l’interno
Estremità
capillare
vicina
alla venula
Composizione del sangue
• Il sangue è formato da diversi tipi di elementi cellulari (45% del sangue)
•
•
•
che sono in sospensione in un liquido chiamato plasma
Globuli rossi, globuli bianchi, piastrine(che sono frammenti di citoplasma
provenienti da grosse cellule del midollo osseo e sono importanti per la
coagulazione del sangue)
Il plasma è formato dal 90%di acqua e 10% di Sali in soluzione. Da
proteine e varie sostanze trasportate nel sangue
I Sali sono sciolti sotto forma di ioni che hanno molte funzioni tra cui
mantenere l’equilibrio osmotico tra il sangue e il liquido interstiziale, e di
stabilire il pH intorno al valore di 7,4, questa funzione è anche delle proteine
plasmatiche
Globuli rossi o eritrociti
•
•
•
•
•
Sono le cellule più numerose nel nostro
sangue, sono privi di nucleo e di mitocondri
e hanno la funzione di trasportare l’ossigeno
La loro forma è di un disco biconcavo in
modo da avere a disposizione una maggiore
area per gli scambi gassosi.
Mentre i globuli rossi passano attraverso i
letti capillari, l’ossigeno diffonde al loro
interno, dove si lega all’atomo di ferro
dell’emoglobina.
I globuli rossi sono prodotti dal midollo
osseo e la lo ro produzione è controllata a
feedback negativo in base a quanto
ossigeno entra nei tessuti.
Se c’è poco ossigeno i reni secernono un
ormone chiamato eritropoietina che stimola
il midollo osseo a produrre i globuli rossi.e
viceversa.
• ANEMIA
• Patologia derivante dalla quantità
•
•
troppa bassa emoglobina o pochi
globuli rossi
Una persona affetta da questa malatia
si sente sempre stanca ed è spesso
vulnerabile alle infezioni perché le sue
cellule non hanno abbastanza
ossigeno.
Può essere provocata da diversi fattori
come ad esempio un’eccessiva perdita
di sangue, carenza di vitamine o
sostanze minerali, tumore al midollo
osseo. La causa più comune però è la
mancanza di ferro.
Globuli bianchi o leucociti
•
•
•
•
•
Ci sono cinque tipi di leucociti che si
distinguono per la colorazione e la forma dei
loro nuclei
BASOFILI=combattono le infezioni liberando
sostanze chimiche come ad esempio
l’istamina che allarga i vasi sanguigni
permettendo ad altri leucociti di raggiungere
i tessuti attraverso i capillari
NEUTROFILI e MONOCITI=fagociti (perché
mangiano i batteri, proteine estranee che
entrano nel corpo attraverso le ferite e ciò
che rimane delle cellule morte
EOSINOFILI=fagocitari, combattono le
infezioni provocate da protozoi e da vermi
parassiti, attenuano gli attacca allergici
LINFOCITI=cellule più importanti.
Producono anticorpi, combattono virus e le
cellule cancerose
• La funzione dei leucociti è combattere
•
•
le infezioni e impedire la crescita di
cellule cancerose
Solitamente i globuli bianchi si trovano
nel liquido interstiziale dove
avvengono la maggior parte delle
infezioni
Essi sono prodotti dal midollo osseo e
il loro numero aumenta quando si
attiva l’apparato immunitario per
combattere delle infezioni
Processo di coagulazione del sangue
1 Le piastrine aderiscono al
tessuto connettivo, lesionato
a causa di una ferita
Epitelio
2 Si forma un aggregato
di piastrine
intrappola le cellule
Tessuto
connettivo
Piastrine
3 Un coagulo di fibrina
Tappo di piastrine
Piastrine e la proteina fibrinogeno
• Sostanze autocicatrizzanti che
rimarginano le ferite dei vasi sanguigni
• Si attivano per produrre un coagulo nel
momento in cui un vaso sanguigno
viene leso
• PROCESSO DI COAGULAZIONE
inizia quando l’epitelio che riveste
internamente un vaso, si danneggia e
il tessuto connettivo si trova a contatto
diretto con il sangue.le piastrine più
vicine si attaccano al tessuto e liberano
una sostanza che rende adesive altre
piastrine. Presto un grumo di piastrine
fanno da tappo che chiude le ferite più
lievi.
• Se la ferita è profonda:
I fattori di coagulo liberati dalle piastrine e
dalle cellule danneggiate si mescolano
nel plasma con altri fattori.questa
unione attiva la proteina della
protrombina e la trasforma nell’enzima
trombina che a sua volta converte il
fibrinogeno in una proteina filiforme
chiamata fibrina.
I filamenti di fibrina intrappolano le cellule
del sangue chiudendo ermeticamente il
vaso fin chè il tessuto connettivo non
forma uno strato continuo
Emofilia=malattia ereditaria.
Un’altra anomalia è la formazione di
trombi, coaguli del sangue, senza
motivo.
Le cellule staminali
•
•
•
•
•
•
•
•
Sono le cellule non specializzate dotate della capacità di diventare qualsiasi tipo di cellula
Ci sono quattro tipi di cellule staminali
Totipotenti,può svilupparsi in un intero organismo e in tessuti extra-embrionali
Multipotenti,si possono specializzare solo in alcuni tipi di cellule
Pluripotenti,possono specializzarsi in tutti i tipi di cellule di un adulto ma non extraembrionali
Unipotenti,possono generare solo un tipo di cellule specializzate
Le cellule staminali si trovano negli embrioni a livello di blastocisti e sono prodotte negli
adulti dal midollo osseo
Le cellule staminali possono essere usate per curare malattie legate alle cellule del sangue
come ad esempio la leucemia che è una malattia che provoca la presenza di un alto
numero di globuli bianchi e molti difettosi.