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circolazióne (anatomia comparata e medicina)

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sf. Movimento di liquidi (sangue, linfa) che assicura il nutrimento dei tessuti negli organismi animali e vegetali.

Anatomia

La circolazione del sangue in genere, si effettua con modalità differenti nei vari organismi a seconda del grado di evoluzione da questi raggiunto e della specializzazione dell'apparato circolatorio . Ha la funzione, in tutti gli organismi, di trasportare agli organi e ai tessuti l'ossigeno, le sostanze nutritive, l'acqua, i sali, i prodotti intermedi del metabolismo, gli ormoni e di raccogliere anidride carbonica, sali, acqua e prodotti finali del metabolismo dell'azoto. La composizione del sangue refluo dai vari organi è varia e la circolazione svolge un'azione livellatrice e garantisce un'identica composizione al sangue che affluisce agli organi creando un ambiente interno omogeneo. § Tutti i tipi animali a simmetria primariamente raggiata, i Platelminti e gli Pseudocelomati, sono privi di apparato circolatorio. Possono esserne privi anche animali, di solito molto piccoli, appartenenti a vari altri gruppi. L'efficienza dell'apparato circolatorio è migliorata dai pigmenti respiratori, molecole complesse, in genere legate a un metallo, che grazie alla loro elevata affinità per l'ossigeno aumentano la capacità di trasporto del sangue. I più comuni sono l'emoglobina, l'emeritrina, l'emocianina e la clorocruorina. Nei Vertebrati i pigmenti respiratori sono concentrati in cellule particolari, le emazie. L'apparato circolatorio si dice chiuso se il sangue circola sempre entro vasi, si dice aperto se il sangue circola entro alcuni vasi, poi esce e penetra nelle lacune dei tessuti. In molti Invertebrati (per esempio Artropodi), l'apparato circolatorio è aperto in quanto il cuore spinge il sangue (emolinfa) in corti vasi che si aprono nelle cavità del corpo e negli spazi tra gli organi da dove ritorna al cuore attraverso apposite aperture dette osti venosi. Il sangue circola quindi in parte entro vasi con pareti proprie e in parte in lacune interposte negli spazi tra gli organi. Nei Vertebrati l'apparato circolatorio è invece chiuso: vi è cioè una successione continua di vasi che formano un circuito ininterrotto. Il sangue è sospinto dal cuore nelle arterie che si diramano a tutto il corpo fino a capillarizzarsi penetrando negli spazi intercellulari dei vari tessuti. Dalla rete capillare arteriosa il sangue passa a quella venosa e di qui, raccogliendosi in vene di calibro sempre maggiore, ritorna al cuore. Anche alcuni Invertebrati (per esempio Anellidi), privi di cuore, hanno un apparato circolatorio chiuso, molto semplificato, che consta di due vasi principali longitudinali tra loro congiunti da rami trasversali nei quali la corrente sanguigna è determinata dalle contrazioni degli stessi vasi. Nei Pesci il sangue rifluito dal corpo è sospinto dal cuore alle branchie dove si ossigena e quindi passa in un grosso vaso (aorta dorsale) da cui si distribuisce a tutto il corpo. La circolazione nei Pesci è detta semplice e completa: semplice perché un giro completo di sangue passa una sola volta attraverso il cuore, completa perché il sangue povero di ossigeno che attraversa il cuore e quello ricco di ossigeno che dalle branchie va ai tessuti non si mescolano mai. Nei Vertebrati a respirazione polmonare vi sono due correnti circolatorie: una tra il cuore e i polmoni detta piccola circolazione o circolazione polmonare e una tra il cuore e tutto il corpo detta grande circolazione o circolazione generale. In questo caso si parla di circolazione doppia. Se, come nei Mammiferi e negli Uccelli, il cuore è completamente diviso in una parte destra in cui passa il sangue venoso e in una sinistra in cui passa quello arterioso, queste due qualità di sangue non si mescolano e la circolazione è completa; se invece i due tipi di sangue si mescolano perché il cuore è parzialmente diviso, la circolazione è incompleta (Rettili e Anfibi). Non sempre è esatto parlare di circolazione del sangue: infatti, in molti Invertebrati (per esempio Vermi) il sangue compie solo un movimento oscillatorio senza una direzione determinata; nel baco da seta e nelle ascidie il cuore spinge il sangue per un certo tempo in una direzione, dopo di che si arresta un istante per riprendere a pulsare inviando il sangue in direzione opposta. § Nell'uomo l'apparato circolatorio è costituito dal cuore, dalle arterie, dalle vene e dai capillari. L'organo centrale della circolazione è il cuore che, mediante le sue contrazioni ritmiche, coadiuvato dall'elasticità e dalla contrattilità delle pareti dei vasi, determina in tutto il sistema vascolare le differenze di pressione che obbligano il sangue a un movimento incessante. Dal ventricolo sinistro si diparte l'arteria aorta, dal ventricolo destro l'arteria polmonare. A ogni atrio affluiscono delle vene: a quello sinistro le vene polmonari, a quello destro le vene proprie del cuore e le vene cave superiore e inferiore. A partire dal ventricolo sinistro il sangue ha i caratteri del sangue arterioso: l'emoglobina è legata con l'ossigeno (ossiemoglobina) e il plasma contiene le sostanze nutritizie, provenienti dall'apparato digerente, e le sostanze di rifiuto che derivano dai processi catabolici dei tessuti. Questo sangue, dopo aver percorso le ramificazioni dell'aorta, giunge ai capillari; qui l'ossiemoglobina cede una parte del suo ossigeno e riceve le scorie del ricambio dei tessuti, tra cui l'anidride carbonica. Il sangue, divenuto così venoso, passa nelle vene che sboccano nell'atrio destro, quindi nel ventricolo destro e nell'arteria polmonare che ramificandosi fa capo alla rete capillare dei polmoni ; qui attraverso le pareti dei capillari e il sottile epitelio degli alveoli l'emoglobina ridotta riceve ossigeno dall'aria contenuta negli alveoli, trasformandosi in ossiemoglobina mentre la maggior parte dell'anidride carbonica passa dal plasma nell'aria alveolare. Da venoso il sangue diventa arterioso e come tale viene condotto all'atrio sinistro e di qui scende nel ventricolo sinistro. § La circolazione è patologica quando è inadeguata alle necessità funzionali dei vari organi e dei tessuti che li compongono.

Tecnologia: circolazione assistita

Applicazione di dispositivi artificiali per il pompaggio e/o l'ossigenazione del sangue. Lo sviluppo di tali dispositivi ha portato allo studio e alla realizzazione di apparecchiature per l'assistenza alla circolazione attualmente di uso corrente nella pratica clinica, quali le macchine per la circolazione extracorporea. L'evoluzione delle tecnologie biomediche in questo campo ha indotto a ricercare metodi di assistenza che permettessero non solo la totale sostituzione del cuore e dei polmoni per un tempo limitato ai fini di interventi chirurgici a cuore aperto, ma anche il il sostegno alla funzione di questi organi per periodi più lunghi, allo scopo di permettere all'organismo di superare situazioni transitorie di insufficienza cardiaca o polmonare. Tutti i tipi di dispositivi studiati per questo tipo di assistenza circolatoria devono, in primo luogo, contribuire alla diminuzione del lavoro cardiaco preferibilmente mediante la riduzione del livello di pressione, contro il quale lavora il ventricolo, anziché della gettata pulsatoria; in secondo luogo, devono stabilire una situazione emodinamica tale da favorire il superamento dello stato di insufficienza in questione; infine, devono essere rapidamente applicabili con trauma minimo date le condizioni precarie dei pazienti. Inoltre, il danneggiamento che subisce il sangue nell'essere elaborato da tali apparecchiature (emolisi), se è tollerabile per perfusioni di breve durata, non può esserlo per quelle di lunga, durante le quali anche un minimo danno può essere fatale. In base a queste considerazioni sono state sperimentate diverse tecniche di assistenza con caratteristiche diverse, quali per esempio la perfusione con o senza ossigenazione e la contropulsazione. § Circolazione extracorporea, tecnica di circolazione assistita, ormai largamente usata nell'impiego clinico, che consente la temporanea sostituzione del complesso cuore-circolazione polmonare per permettere l'esecuzione di interventi chirurgici sul cuore . Da un punto di vista concettuale lo schema dell'apparecchio è assai simile al sistema vivente che sostituisce: il sangue venoso viene prelevato in uno o due punti del sistema venoso (vena cava) e passa in un ossigenatore, che consiste in un condotto nel quale viene insufflato ossigeno. Il sangue così ossigenato viene raccolto da una pompa e inviato nel sistema arterioso (arteria femorale) passando prima in uno scambiatore di calore (presente solo nel caso in cui si debba operare in ipotermia), poi in una camera di calma per l'eliminazione delle eventuali bolle gassose ancora presenti. Unitamente a questo circuito vengono anche impiegate una o più pompe simili alla precedente per l'aspirazione di sangue venoso presente negli organi in cui si opera e sul campo operatorio.

Embriologia

La circolazione nell'embrione e nel feto differisce da quella nell'adulto principalmente per il fatto che il sangue deve ossigenarsi a livello del sacco del tuorlo o dell'allantoide perché gli organi respiratori (polmoni o branchie) non sono ancora funzionanti. Il sangue venoso giunge al sacco del tuorlo con le arterie onfalomesenteriche che provengono dall'aorta e ritorna all'embrione, ossigenato e arricchito di sostanze nutritizie, per mezzo delle vene onfalomesenteriche. Anche l'allantoide è irrorato da propri vasi afferenti ed efferenti, che nei Placentati prendono il nome di arterie e vene ombelicali. Si hanno dunque una circolazione vitellina (od onfalomesenterica) e una circolazione allantoidea (o coriale). L'una o l'altra prevalgono per importanza a seconda dello stadio di sviluppo dell'embrione, della specie animale e, per i Placentati, del tipo di placenta (onfaloidea o allantoidea): nei Pesci c'è solo la circolazione vitellina; nei Rettili e Uccelli il sangue si carica di ossigeno nell'allantoide e di sostanze nutritizie nel sacco del tuorlo; per quanto riguarda i Mammiferi Placentati, dove gli scambi nutritizi e respiratori avvengono tramite la placenta, nelle specie zoologicamente meno evolute (per esempio Marsupiali) sono i vasi onfalomesenterici che si mettono in rapporto con la placenta (placenta onfaloidea) mentre in quelle più evolute la circolazione placentare è assicurata dai vasi dell'allantoide (placenta allantoidea). Durante lo sviluppo embrionale il sistema vasale subisce continue graduali modificazioni che si traducono sostanzialmente nello sviluppo di quegli elementi che la crescita dei vari organi richiede, perché vi sia un giusto apporto di sangue fino a raggiungere la distribuzione tipica della specie. Tuttavia, anche nel feto a termine, il circolo può seguire un itinerario del tutto particolare che soltanto alla nascita, con l'inizio dell'attività respiratoria attiva, si modifica in modo definitivo. Per esempio, negli animali a circolazione doppia completa il cuore destro sospinge verso i polmoni soltanto la quantità di sangue necessaria alla loro irrorazione mentre la restante parte passa direttamente nel cuore sinistro o nell'aorta tramite il foro di Botallo e il dotto arterioso. Soltanto alla nascita il foro di Botallo si chiude.

Bibliografia

R. Margaria, L. De Caro, Trattato di fisiologia, Milano, 1947; A. Bairati, Anatomia umana, Torino, 1961; L. Pescador, L. Pescador jr., Patologia funcional del aparato circulatorio, Madrid, 1968; B. Gaddini, Fluidodinamica fisiologica-Emodinamica, Roma, 1982.