Fisiologia del sistema cardiovascolare, funzioni degli organi, istologia

Lui Sistema cardiovascolare È un insieme complesso di vasi sanguigni che trasporta sostanze tra cellule e sangue e tra sangue e ambiente. I suoi componenti sono il cuore, i vasi sanguigni e il sangue.

Le funzioni del sistema cardiovascolare sono: 1) distribuire ossigeno e sostanze nutritive verso i tessuti corporei; 2) trasportare anidride carbonica e prodotti metabolici dei rifiuti dai tessuti ai polmoni e organi escretori; 3) contribuire al funzionamento del sistema immunitario e con termoregolazione.

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Il cuore agisce come due pompe, una per la circolazione polmonare e una per sistemica. Entrambe le circolazioni richiedono che le camere cardiache arrivino in ordine, muovendo unidirezionalmente sangue.

La circolazione polmonare è il flusso sanguigno tra polmoni e cuore. Consente lo scambio di gas ematici e alveoli polmonari. La circolazione sistemica è il flusso sanguigno tra il cuore e il resto del corpo, esclusi i polmoni. Coinvolge vasi sanguigni all'interno e all'esterno degli organi.

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Lo studio delle malattie cardiache congenite ha permesso grandi progressi nella conoscenza dell'anatomia del cuore dei neonati e degli adulti e dei geni o dei cromosomi coinvolti in difetti congeniti.

Un gran numero di malattie cardiache contratte durante la vita dipende da fattori come l'età, il sesso o la storia familiare. Una dieta sana, l'esercizio fisico e i farmaci possono prevenire o controllare queste malattie.

La diagnosi affidabile delle malattie del sistema circolatorio è stata possibile grazie ai progressi tecnologici nell'ottenimento di immagini. Allo stesso modo, i progressi nella chirurgia hanno consentito la maggior parte dei difetti congeniti e molte malattie non contenute possono essere risolte.

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Anatomia e istologia del cuore

Macchine fotografiche

Il cuore ha un lato sinistro e un altro funzionalmente diverso. Ogni lato delle due telecamere, un superiore chiamato atrio e un ventricolo inferiore. Entrambe le telecamere sono principalmente composte da un tipo speciale di muscolo chiamato cardiaco.

Gli atri, o camere superiori, sono separati dal setto interatriale. I ventricoli, o telecamere inferiori, sono separati dal setto interventricolare. La parete dell'atrio destro è sottile, tre vene scaricano il sangue all'interno: le vene di cava superiore e inferiore e il seno coronarico. Questo sangue viene dal corpo.

Parti del cuore. Fonte: diagram_of_the_human_heart_ (ritagliato) _pt.SVG: RHASCHASTILHOSDERIVATIVE Work: Ortisa [dominio pubblico]

Il muro dell'atrio sinistro è tre volte più spesso di destra. Quattro vene polmonari scaricano il sangue ossigenato nell'atrio sinistro. Questo sangue viene dai polmoni.

Le pareti dei ventricoli, in particolare la sinistra, sono molto più spesse di quelle degli atrio. Dal ventricolo destro, l'arteria polmonare, che dirige il sangue ai polmoni. Dal ventricolo sinistro, l'aorta, che dirige il sangue al resto del corpo.

La superficie interna dei ventricoli viene cantata, con travi e bande muscolari, chiamate Carneae Trabeculae. I muscoli papillari sono proiettati all'interno della cavità dei ventricoli.

Valvole

Ogni apertura dei ventricoli è protetta da una valvola che impedisce il ritorno del flusso sanguigno. Esistono due tipi di valvola: l'atrioventricolare (mitral e il trichuspide) e il semi -a -Semi -a -aortico).

La valvola mitrale, che è bicuspide, comunica l'atrio sinistro (atrio) con il ventricolo dello stesso lato. La valvola tricuspide comunica l'atrio (atrio) a destra con il ventricolo dello stesso lato.

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Le cuspidi sono pieghe endocardiche (una membrana rinforzata con tessuto connettivo fibroso) con una forma a forma di foglio. Le cuspidi e i muscoli papillari delle valvole atrioventricolari sono collegati da strutture, chiamate CORDAE TENSINAE, Stringhe sottili modellate.

Le valvole semilunari sono strutture a forma di tasca. La valvola polmonare, composta da due scaglie, collega il ventricolo destro con l'arteria polmonare. La valvola aortica, composta da tre scaglie, collega il ventricolo sinistro con l'aorta.

Una fascia in tessuto connettivo fibroso (Annulus fibrosus), che separa gli atrio dai ventricoli, fornisce superfici per unione muscolare e l'inserimento delle valvole.

Parete

La parete cardiaca è costituita da quattro strati: endocardio (strato interno), miocardio (strato medio interno), epicardio (strato medio esterno) e pericardio (strato esterno).

L'endocardio è un sottile strato di cellule simili all'endotelio dei vasi sanguigni. Il miocardio contiene gli elementi contrattili del cuore.

Il miocardio è costituito da cellule muscolari. Ognuna di queste cellule ha miofibrille che formano unità contrattili chiamate sarcomer. Ogni sarcomero ha filamenti di actina proiettati da linee opposte e organizzati attorno a filamenti spessi di miosina.

L'epicardio è uno strato di cellule mesoteliali penetrate dai vasi coronarici che vanno al miocardio. Questi vasi forniscono sangue arterioso al cuore.

Il pericardio è uno strato lassista di cellule epiteliali che poggia sul tessuto connettivo. Forma una borsa membranosa in cui il cuore è sospeso. È legato sotto il diaframma, sui lati verso la pleura e sul fronte sterno.

Istologia del sistema vascolare

I grandi vasi sanguigni condividono una struttura a tre strati, vale a dire: tunica intima, tunica media e tunica avventizia.

L'intima tunica, che è lo strato più interno, è un monostrato di cellule endoteliali coperto da tessuto elastico. Questo strato controlla la permeabilità vascolare, la vasocostrizione, l'angiogenesi e regola la coagulazione.

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L'intima tunica delle vene delle braccia e delle gambe ha valvole che impediscono il flusso di rendimento del sangue, affrontandolo verso il cuore. Queste valvole sono costituite da endotelio e tessuto connettivo basso.

La tunica media, che lo strato intermedio è separata dall'intimo da un foglio elastico interno, composta da elastina. La veste centrale è composta da cellule muscolari lisce, incorporate in una matrice extracellulare e fibre elastiche. Nelle arterie, la tunica media è spessa, mentre nelle vene è sottile.

La veste di Adventicia, che è lo strato più esterno, è la più forte dei tre strati. È composto da collagene ed elastiche. Questo strato è una barriera limitante, che protegge le navi dall'espansione. In grandi arterie e vene, contiene avventizi Vasa Vasorum, Piccoli vasi sanguigni che alimentano la parete vascolare con ossigeno e nutrienti.

Fisiologia cardiaca

Sistema di guida

La contrazione cardiaca regolare è il risultato del ritmo intrinseco del muscolo cardiaco. La contrazione inizia negli atrio. Seguire la contrazione dei ventricoli (sistole atriale e ventricolare). Segui il rilassamento delle telecamere atriale e ventricolare (diastole).

Un sistema di guida cardiaco specializzato è responsabile dell'attività elettrica e della trasmissione di tutte le parti del miocardio. Questo sistema è composto da:

- Due piccole masse di tessuto specializzato, vale a dire: nodo butatrio (nodo SA) e nodo atrioventricolare (nodo AV).

- Il suo raggio con i suoi rami e il sistema Purkinje, situato nei ventricoli.

Nel cuore degli umani, il nodo SA si trova nell'atrio destro, accanto alla vena superiore cava. Il nodo AV si trova sul retro destro del setto interatriale.

Le contrazioni cardiache ritmiche hanno origine da un impulso elettrico generato, spontaneamente, nel nodo SA. La velocità della generazione dell'impulso elettrico è controllata dalle celle del pacemaker di questo nodo.

L'impulso generato nel nodo SA passa attraverso il nodo AV. Quindi, continua attraverso il prosciutto del suo e dei suoi rami verso il sistema Purkinje, nel muscolo ventricolare.

Muscolo cardiaco

Le cellule muscolari cardiache sono collegate da dischi intervallati. Queste cellule sono collegate tra loro in serie e in parallelo e quindi formano fibre muscolari.

Le membrane cellulari dei dischi intervallati si unirono l'uno con l'altro formando giunti comunicanti permeabili che consentono una rapida diffusione degli ioni e quindi la corrente elettrica. Poiché tutte le celle sono collegate elettricamente, si dice che il muscolo cardiaco sia funzionalmente una syncy elettrica.

Il cuore è composto da due sincronizzate:

- Quello dell'atrio, costituito dalle pareti degli atrios.

- Il ventricolare, costituito dalle pareti dei ventricoli.

Questa divisione del cuore consente agli atri di contrarsi in breve tempo prima della contrazione dei ventricoli, il che rende efficace il pompaggio del cuore.

Potenziale d'azione del muscolo cardiaco

La distribuzione degli ioni attraverso la membrana cellulare produce una differenza nel potenziale elettrico tra l'interno ed esterno della cellula, che è noto come potenziale di membrana.

Il potenziale di membrana a riposo di una cellula cardiaca dei mammiferi è -90 mV. Uno stimolo produce un potenziale d'azione, che è un cambiamento nel potenziale di membrana. Questo potenziale si diffonde ed è responsabile dell'inizio della contrazione. Il potenziale d'azione avviene nelle fasi.

Nella fase di depolarizzazione, la cellula cardiaca viene stimolata e viene prodotta l'apertura dei canali di sodio dipendenti dalla tensione e l'ingresso di sodio nella cellula. Prima che i canali siano chiusi, il potenziale della membrana raggiunge +20 mV.

Nella fase iniziale di ripolarizzazione, i canali di sodio si chiudono, la cellula inizia a ripolarizzare e gli ioni di potassio lasciano la cellula attraverso i canali di potassio.

Nella fase dell'altopiano, si verificano l'apertura dei canali di calcio e la rapida chiusura dei canali di potassio. La fase rapida di ripolarizzazione, la chiusura dei canali di calcio e la lenta apertura dei canali di potassio rendono la cellula ritornare al loro potenziale a riposo.

Risposta contrattile

L'apertura dei canali del calcio, la tensione dipendente dalle cellule muscolari, è uno degli eventi di depolarizzazione che consentono la CA⁺² Tra miocardio. Il CA⁺² È un effettore che accoppia la depolarizzazione e la contrazione cardiaca.

Dopo la depolarizzazione delle cellule, si verifica l'ingresso di CA⁺², che innesca la liberazione di CA⁺² Aggiuntivo, attraverso canali sensibili a Ca⁺², Nel reticolo sarcoplasmatico. Pertanto, la concentrazione di CA aumenta cento volte⁺².

La risposta contrattile del muscolo cardiaco inizia dopo la depolarizzazione. Quando le cellule muscolari vengono ripolarizzate, il reticolo ahapoplastico riassorbi in eccesso Ca⁺². Concentrazione di CA⁺² ritorna al suo livello iniziale, permettendo al muscolo di rilassarsi.

L'affermazione della legge di Starling del cuore è "l'energia rilasciata durante la contrazione dipende dalla lunghezza della fibra iniziale". A riposo, la lunghezza iniziale delle fibre è determinata dal grado di riempimento diastolico del cuore. La pressione sviluppata nel ventricolo è proporzionale al volume del ventricolo alla fine della fase di riempimento.

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Funzionamento cardiaco: ciclo cardiaco ed elettrocardiogrammi

Nella diastole tardiva, le valvole mitraliche e tricuspide sono aperte e le valvole aortiche e polmonari sono chiuse. Durante la diastole, il sangue entra nel cuore e riempie gli atri e i ventricoli. La velocità di riempimento sta diminuendo man mano che i ventricoli si espandono e le valvole AV si chiudono.

La contrazione dei muscoli degli atrio, o sistole atriale, riduce i fori nelle vene di cava superiore e inferiore e nella vena polmonare. Il sangue tende a rimanere nel cuore per l'inerzia del movimento del sangue in arrivo.

La contrazione ventricolare, o sistole ventricolare, inizia e le valvole AV si chiudono. Durante questa fase il muscolo ventricolare accorcia poco e il miocardio preme il sangue sul ventricolo. Questo si chiama pressione isovolumetrica, dura fino a quando la pressione dei ventricoli supera la pressione nell'aorta e l'arteria polmonare e le sue valvole si aprono.

La misurazione delle fluttuazioni nel potenziale del ciclo cardiaco si riflette nell'elettrocardiogramma: l'onda P è prodotta dalla depolarizzazione degli atrio; Il complesso QRS è dominato dalla depolarizzazione ventricolare; L'onda t è la ripolarizzazione dei ventricoli.

Funzionamento del sistema circolatorio

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Componenti

La circolazione è divisa in sistemica (o periferica) e polmonare. I componenti del sistema circolatorio sono le vene, le vénula, le arterie, le arteriole e i capillari.

Vénula ricevono il sangue dei capillari e si sciolgono gradualmente con grandi vene. Le vene conducono il sangue al cuore. La pressione nel sistema venoso è bassa. Le pareti delle navi sono sottili ma abbastanza muscolari da contrarre ed espandersi. Ciò consente loro di essere un serbatoio di sangue controllabile.

Le arterie hanno la funzione del trasporto ad alta pressione ai tessuti. Per questo motivo, le arterie hanno forti pareti vascolari e il sangue si muove ad alta velocità.

Gli arteriole sono piccole ramificazioni del sistema arterioso, che fungono da dotti di controllo attraverso i quali il sangue viene trasportato ai capillari. Gli arteriole hanno forti pareti muscolari che possono essere contratte o ritardate più volte. Ciò consente alle arterie di alterare il flusso sanguigno in base alle esigenze.

I capillari sono piccoli vasi degli arteriole che consentono lo scambio di nutrienti, elettroliti, ormoni e altre sostanze tra sangue e liquido interstiziale. Le pareti dei capillari sono sottili e hanno molti pori che sono permeabili all'acqua e alle piccole molecole.

Pressione

Quando i ventricoli si contraggono, la pressione interna del ventricolo sinistro aumenta da zero a 120 mm di Hg. Questo fa aprire la valvola aortica e il flusso sanguigno viene espulso verso l'aorta, che è la prima arteria della circolazione sistemica. La pressione massima durante la sistole è chiamata pressione sistolica.

Quindi, la valvola aorta si chiude e il ventricolo sinistro si rilassa, in modo che il sangue possa entrare dall'atrio sinistro attraverso la valvola mitrale. Il periodo di rilassamento si chiama diastole. Durante questo periodo la pressione scende a 80 mm Hg.

La differenza tra la pressione sistolica e diastolica è quindi 40 mm Hg, chiamata come pressione dell'impulso. Il complesso dell'albero arterioso riduce la pressione delle pulsazioni, causando, con poche pulsazioni, il flusso sanguigno è continuo verso i tessuti.

La contrazione del ventricolo destro, che si verifica contemporaneamente a quella della sinistra, spinge il sangue attraverso la valvola polmonare e verso l'arteria polmonare. Questo è diviso in piccoli arteriole e capillari della circolazione polmonare. La pressione polmonare è molto più bassa (10-20 mm Hg) rispetto alla pressione sistemica.

Risposta circolatoria al sanguinamento

Le emorragie possono essere esterne o interne. Quando sono grandi, hanno bisogno di cure mediche immediate. Una riduzione significativa del volume del sangue provoca una caduta della pressione sanguigna, che è la forza che muove il sangue nel sistema circolatorio per fornire ossigeno che i tessuti devono rimanere in vita.

La caduta della pressione sanguigna è percepita dai barorecettori, che diminuiscono la velocità di scarico. Il centro cardiovascolare del midollo oblungo situato alla base del cervello rileva la diminuzione dell'attività dei basorecettori, che scatena una serie di meccanismi omeostatici che cercano di ripristinare la normale pressione sanguigna.

Il centro cardiovascolare midollare aumenta la stimolazione simpatica del nodo ma il diritto -naturale, che: 1) aumenta la forza di contrazione del muscolo cardiaco, aumentando il volume di sangue pompato in ogni pulsazione; 2) Aumenta il numero di pulsazioni per unità di tempo. Entrambi i processi aumentano la pressione sanguigna.

Allo stesso tempo, il centro cardiovascolare midollare stimola la contrazione (vasocostrizione) di alcuni vasi sanguigni, costringendo parte del sangue che contengono si spostano nel resto del sistema circolatorio, incluso il cuore, aumentando la pressione sanguigna.

Risposta circolatoria all'esercizio fisico

Durante l'esercizio fisico, i tessuti corporei aumentano il loro bisogno di ossigeno. Pertanto, durante l'esercizio aerobico estremo, la velocità di pompaggio del sangue attraverso il cuore dovrebbe salire da 5 a 35 litri al minuto. Il meccanismo più ovvio per raggiungere questo obiettivo è l'aumento del numero di pulsazioni cardiache per unità di tempo.

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L'aumento delle pulsazioni è accompagnato da: 1) vasodilatazione arteriosa nella muscolatura; 2) vasocostrizione nei sistemi digestivi e renali; 3) Vasocostrizione delle vene, che aumenta il ritorno venoso al cuore e, quindi, la quantità di sangue che può pompare. Pertanto, la muscolatura riceve più sangue e quindi più ossigeno

Il sistema nervoso, particolare.

Embriologia

Nella settimana 4 dello sviluppo embrionale umano, il sistema circolatorio e il sangue iniziano a formarsi in "Blood Islet" che appaiono sulla parete mesodermica del sacco Vitelino. Al momento, l'embrione inizia ad essere troppo grande per la distribuzione dell'ossigeno solo per diffusione.

Il primo sangue, coerente degli eritrociti nucleati come quelli di rettili, anfibi e pesci, deriva da cellule chiamate emangioblasti, situate nelle "isole del sangue".

Nelle settimane 6-8, la produzione di sangue, coerente degli eritrociti senza core tipica dei mammiferi, inizia a spostarsi nel fegato. Verso il mese 6, gli eritrociti colonizzano il midollo osseo e la sua produzione epatica inizia a diminuire, cessando nel primo periodo neonatale.

I vasi sanguigni embrinali sono formati da tre meccanismi:

- Coalescenza in situ (vasculogenesi).

- Precursore (angioblasti) migrazione delle cellule endoteliche sugli organi.

- Sviluppo da vasi esistenti (angiogenesi).

Il cuore nasce dal mesoderma e inizia a battere nella quarta settimana di gestazione. Durante lo sviluppo delle regioni cervicali e cefaliche, i primi tre archi di branchie dell'embrione formano il sistema arterioso carotico.

Malattie: elenco parziale

Aneurisma. Ampliamento di un segmento debole di un'arteria causata dalla pressione sanguigna.

Aritmia. Deviazione della normale regolarità della frequenza cardiaca dovuta a un difetto nella conduzione elettrica del cuore.

Aterosclerosi. Malattia cronica causata dalla deposizione (piastre) di lipidi, colesterolo o calcio nelle grandi arterie endotelio.

Difetti congeniti. Anomalie dell'origine genetica o ambientale del sistema circolatorio presente alla nascita.

Dyslipidemias. Livelli anormali di lipoproteine ​​nel sangue. Le lipoproteine ​​trasferiscono i lipidi tra gli organi.

Endocardite. Infiammazione dell'endocardio prodotto da un'infezione batterica e talvolta fungina.

Malattia cerebrovascolare. Danno improvviso dovuto a una riduzione del flusso sanguigno in parte del cervello.

Malattia valvolare. Valvola mitrale Incapacità di prevenire il flusso sanguigno errato.

Fallito cardiaco. Incapacità del cuore di contrarre e rilassarsi efficacemente, riducendo le loro prestazioni e la circolazione della commissione.

Ipertensione. Pressione sanguigna maggiore di 140/90 mm Hg. Produce aterogenesi quando danneggia l'endotelio

Attacco di cuore. Morte del miocardio causato dall'interruzione del flusso sanguigno da parte di un trombo bloccato in un'arteria coronarica.

Vene varicose ed emorroidi. Una varice è una vena che è stata rilassata dal sangue. Le emorroidi sono serie di vene varicose nell'ano.

Riferimenti

1. Aaronson, p. Yo., Ward, J. P.T., Wiener, c. M., Schulman, s. P., Gill, j. S. 1999. Il sistema cardiovascolare a colpo d'occhio Blackwell, Oxford.
2. Artman, m., Benson, d. W., Srivastava, d., Joel b. Steinberg, J. B., Nakazawa, m. 2005. Sviluppo cardiovascolare e malformazioni congenite: meccanismi molecolari e genetici. Blackwell, Malden.
3. Barrett, k. E., Brooks, h. L., Barman, s. M., Yuan, j. X.-J. 2019. Recensione di Ganong sulla fisiologia medica. McGraw-Hill, New York.
4. Burggren, w. W., Keller, b. B. 1997.Sviluppo di sistemi cardiovascolari: molecole agli organismi. Cambridge, Cambridge.
5. Dzau, v. J., Duke, J. B., Liew, c.-C. 2007. Genetica cardiovascolare e genomica per il cardiologo, Blackwell, Malden.
6. Agricoltore, c. G.1999. Evoluzione del sistema cardio-polmonare vertebrato. Revisione annuale della fisiologia, 61, 573-592.
7. Sguardo, d. C. 2012. Il sistema cardiovascolare - Fisiologia, diagnostica e implicazioni cliniche. Intech, Rijaka.
8. Gittenberger-de groot, a. C., Bartelings, m. M., Bogers, j. J. C., Avvio, m. J., Poelmann, r. E. 2002. L'embriologia del comune tronco arterioso. Progressi nella cardiologia pediatrica, 15, 1-8.
9. Gregorio k. Snyder, g. K., Shea per, b. A. 1999. Pulnelli rossi: fulcro nell'evoluzione del sistema di circolazione vertebrato. Zoologo americano, 39, 89-198.
10. Hall, J. E. 2016. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. Elsevier, Filadelfia.
11. Hempleman, s. C., Warburton, s. J. 2013. Embriologia comparativa del corpo carotatista. Fisiologia respiratoria e neurobiologia, 185, 3-8.
12. Muñoz-chápuli, r., Carmona, r., Guadix, J. A., Macías, d., Pérez-Pomares, J. M. 2005. L'origine delle cellule endoteliali: un approccio evo-devo per la transizione invertebrata/vertebrata del sistema di circolazione. Evoluzione e sviluppo, 7, 351-358.
13. Rogers, k. 2011. Il sistema cardiovascolare. Britannica Educational Publishing, New York.
14. Safar, m. E., Frohlich, e. D. 2007. Aterosiclerosi, arterie lunghe e rischio cardiovascolare. Karger, Basilea.
15. Saksena, f. B. 2008. Atlante di segni locali e sistemici di malattia cardiovascolare. Blackwell, Malden.
16. Schmidt-Rhaesa, a. 2007. L'evoluzione dei sistemi di organi. Oxford, Oxford.
17. Taylor, r. B. 2005. Malattie cardiovascolari di Taylor: un manuale. Springer, New York.
18. Topol, e. J., et al. 2002. Libro di testo di medicina cardiovascolare. Lippinott Williams & Wilkins, Filadelfia.
19. Whittemore, s., Cooley, d. A. 2004. Il sistema di circolazione. Chelsea House, New York.
20. Willerson, J. T., Cohn, j. N., Wellens, h. J. J., Holmes, d. R., Jr. 2007. Medicina cardiovascolare. Springer, Londra.