APPARATO CARDIOVASCOLARE e RESPIRATORIO. Dott.ssa Nadia AGNELLO Biologa umana

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1 APPARATO CARDIOVASCOLARE e RESPIRATORIO Dott.ssa Nadia AGNELLO Biologa umana

2 L apparato cardiovascolare è costituito da organi cavi: CUORE VASI SANGUIGNI (arterie, vene, capillari) La funziona principale del cuore è quella di pompare il SANGUE nei vasi sanguigni attraverso cui arriva in tutti i distretti del corpo umano, realizzando gli scambi indispensabili alla sopravvivenza

3 IL CUORE: posizione Il cuore è posto nella cavità toracica, più precisamente nel mediastino medio: dietro lo sterno e le cartilagini costali che lo proteggono come uno scudo davanti alla colonna vertebrale tra i due polmoni appoggiato sul diaframma che lo separa dai visceri sottostanti

4 IL CUORE: forma e dimensioni La forma ricorda un tronco cono appiattito in senso antero-posteriore, con l apice rivolto in basso a sinistra e la base in alto a destra e leggermente rivolta verso il basso. E spostato per i 2/3 a sinistra rispetto alla linea mediana dello sterno. Ha un peso di circa 300 grammi, con variazioni individuali e di sesso: nell adulto maschio il peso è compreso fra 280 e 340 grammi, nell adulto di sesso femminile è compreso fra 230 e 280 grammi. L insieme delle sue cavità, quando sono rilasciate, contiene un po meno di 500 millilitri di sangue.

5 IL CUORE: cavità interne Il cuore è diviso in quattro cavità: atri (destro e sinistro) posti superiormente; ventricoli (destro e sinistro) posti inferiormente. L'atrio e il ventricolo destro sono in continuità tra loro, formando il cuore destro (che pompa il sangue venoso). Atrio e ventricolo sinistro formano il cuore sinistro (che pompa il sangue arterioso). I setti interatriale ed interventricolare dividono il cuore nelle due metà suddette. Ogni atrio comunica con il corrispondente ventricolo attraverso l'orifizio atrioventricolare, che è fornito di una valvola cuspidale: tricuspide tra le cavità destre, bicuspide o mitrale tra atrio sinistro e ventricolo sinistro. Gli orifizi che mettono in comunicazione le cavità cardiache con i vasi efferenti sono anch'essi protetti da valvole che impediscono il reflusso: valvola semilunare polmonare (ventricolo destro arteria polmonare), valvola semilunare aortica (ventricolo sinistro - aorta)

6 Pervietà del forame ovale: anomalia anatomica cardiaca in cui l atrio dx comunica con l atrio sx Tale comunicazione è invece fisiologica nel feto

7 IL CUORE: istologia e sistema di conduzione dell impulso elettrico Il cuore è costituito essenzialmente da tessuto muscolare cardiaco, un tessuto muscolare striato e involontario. Nei cardiomiociti, sono così chiamate le cellule cardiache, la contrazione non è volontaria ma spontanea, cosicché la funzione del sistema nervoso autonomo che innerva il cuore è esclusivamente legata alla modulazione della frequenza della contrazione. Gli impulsi nervosi che provocano la contrazione del cuore hanno origine autonomamente e ritmicamente in strutture di muscolatura specializzata, dette nodi.

8 Dal nodo senoatriale, il pacemaker naturale del cuore, situato nell'atrio destro, gli impulsi si diffondono attraverso gli atri e raggiungono il nodo atrioventricolare, collegato a un fascio di fibre nervose chiamato fascio di His. Questo si divide in due rami principali, destro e sinistro, e raggiunge la muscolatura dei ventricoli. Tutti questi passaggi sono perfettamente coordinati e consentono un pompaggio ordinato e ritmico del cuore. Deviazioni e irregolarità del battito cardiaco vengono definite disturbi del ritmo cardiaco. Nell'uomo la frequenza cardiaca normale è di circa 72 battiti al minuto, ma può essere influenzata dal sistema nervoso autonomo; essa viene accelerata dalla sezione simpatica e rallentata dalla sezione parasimpatica Negli atleti la frequenza cardiaca a riposo tende ad essere inferiore ai 72 battiti al minuto!

9 Patologie legate al sistema elettrico del cuore Un difetto, nella produzione o diffusione dell impulso elettrico provoca delle irregolarità nelle pulsazioni, si chiama aritmia. Tachicardia Il cuore batte più velocemente del normale, generalmente più di 100 battiti al minuto. Come conseguenza, il cuore potrebbe non essere in grado di pompare la quantità di sangue sufficiente a soddisfare le esigenze dell organismo. Se non si interviene, alcuni tipi di tachicardia possono determinare la morte cardiaca improvvisa. Brachicardia Il cuore batte più lentamente del normale, generalmente meno di 60 battiti al minuto. Come conseguenza, il cuore può non pompare una quantità di sangue sufficiente a soddisfare le esigenze dell organismo e il soggetto può sentirsi affaticato o avere le vertigini. Extrasistole Mancanza di battito

10 IL CICLO CARDIACO Il cuore esegue la sua funzione di pompa mediante fasi ritmiche di contrazione e di distensione. L'alternarsi dei movimenti di contrazione e di rilassamento del muscolo cardiaco determina una sequenza di eventi che viene chiamata ciclo cardiaco. La fase di contrazione viene chiamata sistole, mentre quella di distensione viene chiamata diastole. Sistole Durante la sistole il muscolo cardiaco si contrae e pompa il sangue verso il polmone e il resto dell'organismo. Successivamente, durante la diastole, il muscolo si distende e i ventricoli si riempiono di nuovo di sangue.l'intero ciclo dura circa 0,8 secondi e permette al cuore di ricevere il sangue, di farlo circolare nelle sue cavità e di spingerlo nei vasi. Diastole

11 Durante la diastole tutto il cuore è rilassato, permettendo al sangue di fluire dentro a tutte e quattro le cavità. Attraverso le vene cave il sangue entra nell'atrio destro, mentre attraverso le vene polmonari entra nell'atrio sinistro. Le valvole atrioventricolari sono aperte consentendo il passaggio del sangue da atri a ventricoli. La diastole dura circa 0,4 secondi, abbastanza da permettere ai ventricoli di riempirsi quasi completamente La sistole comincia con una contrazione, della durata di circa 0,1 secondi, degli atri che determina il riempimento completo dei ventricoli. Quindi si contraggono i ventricoli per circa 0,3 secondi. La loro contrazione chiude le valvole atrioventricolari e apre le valvole semilunari; il sangue povero di ossigeno viene spinto verso i polmoni, mentre quello ricco di ossigeno si dirige verso tutto il corpo attraverso l'aorta.

12 PICCOLA e GRANDE CIRCOLAZIONE La piccola circolazione (frecce nere) comincia dal ventricolo destro, dal quale si origina l'arteria polmonare. Questa si suddivide in due tronchi che vanno nei due polmoni ramificandosi in capillari dove il sangue cede CO2 e acquista O2. Questi confluiscono in vasi sempre più grandi, fino alle quattro vene polmonari che confluiscono all'atrio sinistro. La grande circolazione (frecce rosse) comincia dall'arteria aorta, la quale tramite il letto arterioso si distribuisce a tutto il corpo ramificandosi in capillari: il sangue cede O2 e acquista CO2. I capillari confluiscono poi nelle vene e dal sistema venoso si originano le due vene cave che terminano nell'atrio destro.

13 I vasi sanguigni formano un sistema chiuso di tubi che allontanano il sangue dal cuore (le arterie), lo trasportano ai tessuti (arteriole, capillari) e quindi lo riportano al cuore (venule e vene).

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19 La pressione sanguigna è la pressione esercitata dal sangue sulle pareti del vaso, in seguito alla spinta ricevuta dalla contrazione del cuore. La pressione arteriosa diminuisce progressivamente quando il sangue passa dalle arterie sistemiche ai capillari e torna all atrio destro; il calo massimo della pressione si registra nelle arteriole. VALUTAZIONE Ottimale Normale Superiore alla norma Fascia di confine ipertensione Ipertensione lieve Ipertensione moderata Ipertensione severa MASSIMA (sistolica) oltre 180 oltre 180 MINIMA (diastolica) oltre 115 ETÀ Sotto i 18 anni Tra i anni Dopo i 50 anni MASSIMA (sistolica) MINIMA (diastolica)

20 SANGUE Tessuto connettivo fluido Costituito da una parte liquida, il plasma, e da elementi figurati globuli rossi o eritrociti globuli bianchi o leucociti piastrine o trombociti Il volume di sangue presente in un individuo è circa il 7-8% del suo peso

21 55% ~1% 45% plasma globuli bianchi e piastrine globuli rossi Acqua Proteine Lipidi Glucosio Aminoacidi Ioni Albumine Globuline Fibrinogeno Neutrofili Linfociti Monociti Eosinofili Basofili

22 GLOBULI ROSSI (eritrociti): trasportano ossigeno a tutti i tessuti del corpo; essi rappresentano un po' meno della metà del volume totale del sangue (40% per la donna e 45% per l'uomo). Una delle caratteristiche più appariscenti dei globuli rossi è il colore rosso, dovuto al pigmento emoglobina, una grossa molecola proteica contenente ferro e deputata al trasporto dell ossigeno, che rappresenta circa un terzo del peso della cellula. I globuli rossi sono gli unici elementi dell'organismo privi di nucleo. Ha una vita media di circa 4 mesi ( giorni). GLOBULI BIANCHI (leucociti): sono i responsabili delle difese immunitarie dell'organismo. Vi sono cinque categorie di globuli bianchi (linfociti, monociti, neutrofili, basofili e eosinofili) che insieme costituiscono meno dell'1% delle cellule del sangue. Essi non contengono emoglobina e sono dotati di nucleo. PIASTRINE: sono gli elementi figurati più piccoli del sangue, prodotti nel midollo osseo. Essi promuovono la coagulazione del sangue e tamponano la rottura dei vasi sanguigni.

23 Ematocrito L'ematocrito è la percentuale di volume sanguigno occupato dai corpuscoli (globuli rossi, globuli bianchi e piastrine) nel sangue. Il suo valore normale si situa dal 35,0 al 45,0% per le donne, mentre normalmente per il sesso maschile è più alto (42-52%); la percentuale restante è occupata dalla frazione liquida, il plasma. È un indice molto importante nella valutazione di un eventuale stato anemico, poiché in tal caso il valore dell'ematocrito diminuisce. Al contrario, tale valore aumenta in tutte quelle situazioni nelle quali si ha esuberante produzione di globuli rossi e di emoconcentrazione, con conseguente riduzione della frazione plasmatica del sangue (policitemia). Esistono condizioni fisiologiche, come la gravidanza, in cui si instaura una cosiddetta "anemia fisiologica". Con questo termine si intende specificare che l'ematocrito, a causa dell'aumento della componente plasmatica del sangue, risulta "diluito", e si situa quindi a valori leggermente più bassi di quelli normalmente presenti nel sangue della donna al di fuori della gravidanza.

24 In alcuni sport, come il ciclismo, il regolamento impone un limite massimo al valore dell'ematocrito degli atleti per tutelare la loro salute. L'atleta il cui valore supera il limite viene escluso dalla competizione a scopo cautelativo per effettuare accertamenti. Si ricerca infatti la presenza di eritropoietina (EPO) nelle urine, un ormone fisiologicamente prodotto dall'organismo umano che spesso viene utilizzato come farmaco ricombinante in diverse patologie e come sostanza dopante in quanto aumenta il valore dell'ematocrito.

25 Eritripoietina (EPO): è utilizzata per via sottocutanea allo scopo di aumentare l ematocrito e quindi la disponibilità di ossigeno negli sports di endurance. L Unione Ciclistica Internazionale (UCI) ha fissato un tetto massimo di ematocrito consentito pari al 50%. Attualmente é possibile identificarla nelle urine. Effetti collaterali: rischio di trombosi e embolie, pressione alta con possibili crisi convulsive. A lungo termine alcune osservazioni preliminari non escludono una possibile relazione con l insorgenza di leucemie. Impiego di plasma-expanders (es. destrano, mannitolo) per diluire temporaneamente il sangue.

26 L apparato respiratorio è composto da: - insieme di organi cavi, le vie aeree - due organi parenchimatosi, i polmoni Le vie aeree sono canali che conducono l aria (filtrandola, umidificandola e riscaldandola) dall ambiente esterno ai polmoni e sono rappresentate da naso, faringe, laringe, trachea e bronchi I polmoni sono gli organi in cui hanno luogo gli scambi gassosi fra aria e sangue Da un punto di vista anatomico e funzionale l apparato respiratorio è pertanto in stretta relazione con l apparato cardiovascolare

27 I polmoni sono alloggiati nel torace in due cavità separate, le cavità pleuriche. Sono rivestiti da 2 membrane sierose, le pleure viscerale e parietale. I polmoni sono due organi di forma conica, presentano: A apice superiore (A) arrotondato base inferiore (B) diaframmatica C M una faccia costale (C) convessa B una faccia mediastinica (M) concava al cui centro si trova l ileo del polmone

28 Il polmone si presenta di aspetto spugnoso. A livello di ciascun ilo polmonare entra un bronco principale, suddividendosi in tre rami a destra e due rami a sinistra, uno per lobo. Il polmone sinistro, più piccolo, presenta una incisura e 2 lobi: superiore inferiore Il polmone destro, più cospicuo, presenta due incisure e 3 lobi: superiore medio inferiore

29 Il tessuto polmonare è costituito da tutte le diramazioni dell albero bronchiale e dalle loro porzioni terminali dilatate. I bronchi suddividendosi stabiliscono una sorta di suddivisione gerarchica del tessuto nell ambito di ogni polmone che comprende: Lobi, tre a destra, due a sinistra Zone o segmenti, circa dieci per ciascun polmone Lobuli, centinaia per ciascuna zona Acini, 10/15 per ciascun lobulo, rappresentano l unità funzionale Alveoli

30 La funzione respiratoria si realizza in due fasi: - Inspirazione, mediante la quale l aria contenente l O2 dall ambiente esterno giunge ai polmoni tramite le vie aeree - Espirazione, mediante la quale l aria, carica di CO2, dai polmoni ripercorre in senso inverso le vie aeree e viene eliminata nell ambiente esterno

31 Il n medio di cicli respiratori al minuto, detto frequenza respiratoria è circa In condizioni di stress aumenta, mentre in condizioni di rilassamento diminuisce. Individui particolari, ad esempio un atleta che non stia sotto sforzo, possono avere una frequenza a riposo inferiore. L'efficienza della respirazione diminuisce con l'aumentare della frequenza: perché accorciandosi il tempo di espirazione si toglie alle fibre elastiche la possibilità di contrarsi fino in fondo e allora aumenterà il ristagno d'aria ricca di anidride carbonica nei polmoni. Considerazione importante è che una espirazione lenta e prolungata è molto più efficiente di una veloce e breve.

32 FINE