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IL TRASPORTO E GLI SCAMBI GASSOSI

APPARATO CIRCOLATORIO NEI VERTEBRATI

il sistema cardiovascolare nei vertebrati

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Funzioni:

1. Trasporto di ossigeno

2. Distribuzione dei principi nutritivi

3. Trasporto di rifiuti e di sostanze nocive

4. Distribuzione degli ormoni

5. Regolazione della temperatura corporea

6. Il meccanismo della coagulazione

7. La difesa contro i batteri e virus

Funzioni

Circolazione semplice:

Capillari branchiali

Circolazione semplice

Il sistema cardiovascolare dei vertebrati ha subito un processo evolutivo

Nei pesci il cuore è costituito da due sole cavità e il sangue scorre in un’unica direzione: viene pompato nelle branchie, passa attraverso i capillari sistemici, per poi ritornare all’atrio del cuore.

Questo tipo di circolazione è detta circolazione semplice.

Capillari sistemici

Pesce

Circolazione doppia

Circolazione doppia

-Per garantire un maggior flusso di sangue agli organi, i vertebrati terrestri hanno una circolazione doppia, in cui il sangue attraversa due volte il cuore.

– Con la comparsa dei polmoni, a partire dagli anfibi, la circolazione generale viene affiancata da una circolazione polmonare

– La circolazione polmonare mette in comunicazione il cuore con il tessuto polmonare in cui avvengono gli scambi gassosi.

– La circolazione sistemica trasporta il sangue dal cuore al resto del corpo e poi di nuovo al cuore.

Circolazione incompleta

Capillari polmonari e del sistema cutaneo

circolazione incompleta

• Il cuore di anfibi e rettili è diviso in tre cavità: due atri e un ventricolo.

• Questa divisione, parziale, è comunque sufficiente a pompare il sangue in due circuiti parzialmente separati

• Questa circolazione pur essendo chiusa e doppia è una circolazione incompleta

Capillari sistemici

circolazione doppia e completa

capillari polmonari

circolazione doppia e completa

• Nei mammiferi e negli uccelli il cuore è diviso in quattro cavità: due atri e due ventricoli.

• Si parla di circolazione doppia e completa

• L’ossigenazione dei tessuti è più efficiente

• Il sangue ossigenato non può mescolarsi con quello non ossigenato

capillari sistemici

il centro del sistema cardiocircolatorio è il cuore...

Fisiologia e anatomia

del cuore umano

Il cuore umano

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Struttura interna del cuore

FISIOLOGIA

Il cuore si trova nel mediastino, protetto dal pericardio. E’ suddiviso in atri e ventricoli ed è formato dal setto interatriale e setto interventricolare. Abbiamo la tricuspide (valvola a destra) e la bicuspide (a sinistra). Permettono il passaggio del sangue in un’unica direzione. Da essi si dipartono l'arteria aorta e l'arteria polmonare, e la valvola aortica e polmonare .Nell'atrio destro sboccano la vena cava superiore, la vena cava inferiore e il seno coronario. Nell'atrio sinistro confluiscono, invece, le vene polmonari.

Struttura esterna del cuore

ANATOMIA

La circolazione sanguigna è doppia e completa. Il cuore esegue:

-piccola circolazione

-grande circolazione

Una frequenza cardiaca normale è compresa tra 60 e 100 battiti per minuto (bpm) :

-bradicardia (sotto i 60 bpm)

-tachicardia (sopra i 100 bpm ).

Il ciclo cardiaco è detto «rivoluzione cardiaca».Comprende le diastole e sistole. Durante la diastole tutto il cuore è rilassato, permettendo al sangue di fluire nelle quattro cavità. La sistole comincia con una contrazione degli atri, che determina il riempimento completo dei ventricoli.

il cuore pompa il sangue all'interno dei vasi sanguigni...

Struttura vasi sanguigni

Struttura e funzioni dei vasi sanguigni

I vasi sanguigni presentano una grandissima variabilità di struttura dovuta alle loro diverse funzioni e posizioni.

E' possibile descrivere in generale la struttura della parete di un vaso sanguigno distinguendo tre strati (detti tonache) dall'interno all'esterno: tonaca intima, tonaca media e tonaca avventizia.

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Malattie cardiovascolari

Malattie cardio-vascolare

Le malattie cardiovascolari sono tra le principali cause di mortalità in Italia.

Sono in gran parte prevenibili, in quanto riconoscono, accanto a fattori di rischio non modificabili , anche fattori modificabili.

Prevenzione

Cura e prevenzione

i vasi sanguigni vengono organizzati in maniera diversa...

Organizzazione

organizzazione dei vasi e la pressione

I vasi sanguigni si dividono (per funzione e pressione sanguigna sopportata)in:

  • Vene

  • Capillari

  • Arterie

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Caratteristiche

Vene e arterie

La funzione delle arterie è quella di trasportare il sangue dal cuore ai tessuti, mentre invece, le vene, avranno il compito opposto: riportare il sangue al cuore.

Mentre le vene sono soggette ad una pressione poco elevata ( infatti dotate di valvole contro il reflusso sanguigno), le arterie, sono formate da un alto numero di fibre di elastina, permettendo loro di sopportare un alto livello di pressione.

Caratteristiche

Capillari

I capillari sono caratterizzati da una parete sottile,il sangue fluisce in modo lento permettendo così lo scambio con liquidi interstiziali e questi sono condizionati dalla pressione osmotica e sanguigna.

Come funziona

Pressione

La pressione sanguigna si calcola in mmHg più il sangue si distanzia dal cuore più questa diminuisce.

Si misura con lo Sfigmomanometro e si indica come valore sistolico, i valori standard per gli adulti si aggirano sui 120 su 70 mmHg.

in particolare nei capillari si creano situazioni particolari dove è possibile lo scambio di sostanze che viene controllato dai muscoli lisci...

il tessuto muscolare controlla il flusso ematico

flusso ematico e sostanze

I muscoli lisci dei vasi sanguini possono intervenire in due modi differenti:

  • controllare la pressione sanguigna attraverso la vasocostrizione e la vasodilatazione.

  • controllare la distribuzione del sangue all'interno dei capillari attraverso la contrazione degli sfinteri precapillari.

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attraverso la contrazione e il rilassamento della muscolatura liscia dei vasi si controlla l'ampiezza del lume e quindi la pressione sanguigna.

La vasocostrizione e la vasodilatazione intervengono per mantenere il flusso ematico adeguato a quelli che sono gli sforzi dell'organismo.

vasocostrizione e vasodilatazione

La distribuzione del sangue all'interno del letto capillare è controllata dalla contrazione di alcuni muscoli lisci detti sfinteri precapillari.

distribuzione del sangue

il trasferimento di sostanze

Lo scambio di sostanze tra il sangue e il liquido interseziale avviene in modi diversi.

Alcune sostanze come le molecole di o2 e co2 si diffondo semplicemete attraverso le cellule epiteliali della parete capillare.

Altre molecole più grandi possono invece essere trasportate attraverso le cellule epiteliali all'interno di vescicole che si formano per endocitosi da un lato della cellula , e rilasciano il loro contenuto per esocitosi dall'altra parte della cellula.

il mezzo di trasporto di sostanze avviene attraverso il sangue...

Struttura e funzioni del sangue

Plasma (55%)

Struttura e funzioni del sangue

  • Acqua
  • Ioni
  • Proteine plasmatiche
  • Sostanze trasportate

Frazione corpuscolare (45%)

  • Leuciti
  • Piastrine
  • Eritrociti

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Esami del sangue:

  • Ematocrito (HCT)
  • Globuli bianchi (VBC)
  • Globuli rossi (RBC)
  • Emoglobina (HB)
  • Piastrine (PLT)
  • VES
  • Sideremia
  • Ferritina
  • ALT o GPT
  • Glicemia
  • Colesterolo
  • Trigliceridi
  • Proteine totali
  • Creatininemia
  • Azotemia
  • Acido urico
  • Gamma GT

per consentire un giusto afflusso di ossigeno, il sangue entra in contatto con le superficie respiratorie.

La respirazione negli insetti e tipi di superficie respiratoria

Tipi di superficie respiratoria e la respirazione negli insetti

La respirazione negli insetti:

Il sistema tracheale degli insetti, nel quale le superfici respiratorie si trovano all’estremità di minuscoli tubuli all’interno dell’organismo, riduce enormemente la perdita di acqua per evaporazione, uno degli svantaggi della respirazione negli animali terrestri.

Negli insetti gli scambi gassosi con le cellule del corpo non coinvolgono il sistema respiratorio.

La superficie respiratoria è composta da un singolo strato di cellule, umido e sottile, che consente all’ossigeno di diffondere velocemente nel sistema circolatorio o nei tessuti, e all’anidride carbonica di diffondere in senso inverso.

Negli animali esistono 4 tipi di organi respiratori:

- La cute

- Branchie

- Trachee

- Polmoni

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nell'essere umano i tipi di superficie respiratoria hanno portato alla formazione di un vero e proprio apparato...

I polmoni

I polmoni sono organi essenziali per la respirazione.

Sono situati nella cavità toracica, ai lati del cuore; sono uniti dalla trachea e separati dal mediastino. Il mediastino è un componente anatomico che occupa la parte mediana del torace e che comprende al suo interno: il cuore, l’esofago, la trachea, i bronchioli, il timo e i grossi vasi.

I polmoni

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Movimenti respirazioni

Movimenti respiratori

La sua principale funzione è di trasportare l’ossigeno al sangue e di cedere anidride carbonica all’esterno.

L’aria, cioè l’ossigeno, raggiunge i polmoni attraverso la trachea e i bronchi; terminando con alveoli. E’ proprio a questo livello che l’ossigeno passa nel torrente circolatorio entrando in contatto con la superficie dei globuli rossi.

...

Movimenti respirazioni

Il polmone segue la gabbia toracica durante i movimenti respiratori, e ciò consente il rinnovarsi dell’aria negli alveoli. I movimenti respiratori sono inspirazione ed espirazione.

I polmoni si affidano ai muscoli circostanti per espandersi e contrarsi. I muscoli intercostali muovono la gabbia toracica, facendo dilatare il petto mentre entra aria, o rilassando per costringere i polmoni a farla uscire, mentre la gabbia toracica scende e rientra. Intanto il diaframma si contrae per far entrare l'aria nelle vie respiratorie, o si rilassa e si solleva per farla uscire.

L'evoluzione dei polmoni

L'evoluzione

I vertebrati ,durante la colonizzazione della terra ferma, hanno subito vari cambiamenti. Alcuni più evidenti come da pinne a zambe, e altri meno come i polmoni. Possiamo trovare molti fossili che ci testimoniano questo combiamento, dato dalla spinta che hanno prodotto per fuoriuscire dall'acqua.

I polmoni

L'evoluzione

Nel corso degli studi, i paleontologi hanno scoperto molti cambiamenti, è emerso che i pesci che vivevano nelle acque poco profonde possedevano sia polmoni che branchie. Gli adattamenti visibili sono nel muso allungato, un collo massiccio che gli permetteva di sollevare il capo al di fuori dell'acqua, una mascella più solida che facilitava il pompaggio e quindi il riempimento dei polmoni d'aria.

I tetrapodi

I terapodi si sono differenziati in 4 linee evoluive: gli anfibi, i rettili, gli uccelli e i mammiferi. La maggior parte possiede solo polmoni, ma gli anfibi utilizzano solo dei piccoli polmoni e per respirare sfruttano al meglio la diffusione dei gas con il resto del corpo. Le dimensioni dei polmoni sono associate al metabolismo del corpo (ovvero quanto di quanto O2 ha bisogno). I polmoni di uccelli e mammiferi, hanno una superfice per gli scambi gassosi più estesa di quella degli anfibi, che hanno un tasso metabolico inferiori.

possiamo trovare innumerevoli malattie che si vengono a formare all'interno dell'apparato ...

le malattie respiratorie

le malattie respiratorie

Spesso si può ad avere a che fare con diverse malattie che colpiscono l'apparato respiratorio andandolo a danneggiare. queste malattie rappresentano la terza causa di morte nel mondo.

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- ASMA: L’asma è una malattia infiammatoria cronica delle vie aeree, caratterizzata dall’ostruzione, generalmente reversibile, dei bronchi.

- FIBROSI POLMONARE:La fibrosi polmonare è una malattia cronica caratterizzata dalla progressiva perdita di elasticità dei polmoni per sostituzione del normale tessuto polmonare con tessuto fibrotico,

- ENFISEMA: L’enfisema è una malattia polmonare caratterizzata dalla progressiva distruzione, dilatazione e perdita di elasticità degli alveoli

lista malattie

IL FUMO

i polmoni oltre che a immettere nell'organismo aria attraverso le due fasi immette nel sangue, attraverso scambi gassosi, delle sostanze..

Il sistema circolatorio e l'apparato respiratorio assicurano la regolazione dei gas nel sangue fornendo un adeguato contenuto di ossigeno all'interno dei vasi sanguigni e consentendo l’eliminazione dell'anidride carbonica prodotta dal funzionamento dell'organismo stesso.

trasporto dei gas respiratori

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A causa della bassa solubilità

dell'ossigeno nell'acqua, solo una piccola frazione viene trasportata in soluzione nel plasma sanguigno, per gran parte l’ossigeno si muove legato alle molecole di emoglobina,il pigmento respiratorio contenuto nei globuli rossi. l'emoglobina si carica di ossigeno nei polmoni e lo trasporta ai vari tessuti dell'organismo. L'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno può variare.

Emoglobina

Trasporto di O2

Emoglobina

L'emoglobina è una cromoproteina, costituita da quattro catene polipeptidiche uguali fra loro; a ciascuna di queste catene è attaccato un gruppo chimico (eme) composto da un anello e da atomi di ferro in forma di ioni bivalenti.

Nel sangue, una parte di CO2 è trasportata in soluzione nel plasma, un'altra si lega all'emoglobina nei globuli rossi, e un'altra parte reagisce con l'acqua formando l'acido carbonico. A loro volta le molecole di acido carbonico si dissociano in ioni idrogeno e ioni bicarbonato.

Trasporto di CO2

Nel feto

il feto riceve ossigeno grazie a una fitta

rete di capillari sanguigni che si aprono a ventaglio all'interno della placenta e scambia gas con il sangue materno che vi circola. l'apporto di O2 al feto è assicurato dall'emoglobina fetale, che ha un'affinità

per l'ossigeno maggiore rispetto

all'adulto. Al momento della nascita , lo scambio dei gas attraverso la placenta cessa e i polmoni del neonato iniziano a funzionare

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