Il sistema cardiovascolare è formato dal cuore, dai vasi sanguigni e dal sangue ed ha come funzione primaria il trasporto di sostanze verso e da tutti i distretti corporei garantendo a tutti gli organi un continuo apporto di ossigeno e di materiali nutritizi e prelevando contemporaneamente da essi i metaboliti di scarto3.
I vasi sanguigni si distinguono in arterie dove il sangue circola in direzione centrifuga, in vene dove il sangue circola in direzione centripeta e in capillari che sono vasi a parete esile interposti tra arterie e vene che permettono gli scambi tra sangue e fluidi interstiziali.
I movimenti di contrazione (sistole) e rilasciamento (diastole) del cuore che è un organo muscolare
portano ossigeno e nutrienti attraverso le arterie a tutti gli organi e tessuti del nostro corpo, le arterie poi ramificandosi si risolvono in capillari
permettendo gli scambi metabolici, infine i capillari confluiscono tra loro originando le vene con le quali il sangue ritorna al cuore.
Il sistema cardiovascolare è un sistema chiuso di vasi in cui il sangue circola in senso unidirezionale grazie all'ausilio di valvole localizzate sia nel
cuore che nelle vene.
Il cuore è un organo cavo diviso da una parete centrale o setto in due metà destra e sinistra non comunicanti tra loro infatti ogni metà funziona come una pompa indipendente, in più ogni metà è formata da due cavità comunicanti tra loro separate da una valvola: l'atrio localizzato superiormente riceve il sangue che ritorna al cuore e il ventricolo situato inferiormente pompa il sangue fuori dal cuore all'interno delle arterie3.
Dall'atrio destro il sangue fluisce nel ventricolo destro per poi essere pompato attraverso le arterie polmonari ai polmoni dove viene ossigenato. Successivamente dai polmoni il sangue giunge attraverso le vene polmonari all'atrio sinistro del cuore. L'insieme dei vasi diretti dal ventricolo destro ai polmoni e dai polmoni all'atrio sinistro viene globalmente definito circolazione polmonare.
Il sangue giunto all'atrio sinistro fluisce nel ventricolo sinistro dove viene pompato in una grande arteria nota come aorta che ramificandosi
giunge agli organi e ai tessuti dove hanno origine i capillari che a loro volta riunendosi formano le vene; le vene nella parte superiore dell'organismo
confluiscono a formare la vena cava superiore mentre le vene nella parte inferiore confluiscono a formare la vena cava
inferiore.
Queste due vene principali andranno a svuotarsi nell'atrio destro. L'insieme dei vasi che portano il sangue dal ventricolo sinistro ai tessuti e dai tessuti all'atrio destro viene globalmente definito circolazione sistemica4.
I vasi sanguigni vengono distinti in:
La parete delle arterie e delle vene è formata da tre strati concentrici che osservandoli dall'interno all'esterno prendono il nome di:
Gli elementi strutturali della parete sono:
Ciò che caratterizza strutturalmente e funzionalmente il vaso è la tonaca media, formata da tessuto connettivo elastico e da cellule muscolari lisce in proporzioni diverse nelle arterie e nelle vene e in rapporto al calibro del vaso.
Le arterie a parità di calibro con le vene hanno una parete più spessa perché devono sopportare una pressione sanguigna molto più elevata
e si dividono in arterie di grosso, medio e piccolo calibro.
Le arterie di grosso calibro con diametro compreso tra 7mm e 3cm (come l'aorta, l'arteria carotide comune,
l'arteria succlavia etc) presentano nella tonaca media maggior tessuto elastico e intervengono passivamente nella circolazione sanguigna
dilatandosi e ritornando alle dimensioni iniziali grazie all'energia elastica accumulata favorendo così la progressione del sangue.
Le arterie di medio e piccolo calibro con diametro tra 0,1 e 7 mm presentano nella tonaca media maggior tessuto muscolare e per questo sono in grado di variare attivamente il loro lume regolando la quantità di sangue che affluisce agli organi e ai tessuti5.
Le vene, come le arterie si dividono in vene di grosso, medio e piccolo calibro e molte volte la tonaca
media e la tonaca avventizia si compenetrano reciprocamente tanto da simulare la presenza di due sole tonache, l'interna e l'esterna.
Nelle vene gli elementi elastici e muscolari diminuiscono lasciando spazio al tessuto connettivo.
I capillari hanno un diametro da 5 a 200 micrometri e sono formati da un singolo strato di cellule endoteliali molto appiattite che poggiano su una membrana basale per garantire gli scambi gassosi e metabolici tra sangue e fluidi interstiziali3.
Il sangue circola dal ventricolo sinistro attraversa tutto il corpo e giunge all'atrio destro perché esistono leggi fisiche che regolano il flusso
dei liquidi compreso il sangue.
I liquidi fluiscono lungo gradienti di pressione da regioni a pressione più elevata verso regioni a pressione più bassa, negli esseri umani è il
cuore a generare una pressione elevata nel momento in cui si contrae, così la pressione più elevata si rileva nell'aorta.
La pressione diminuisce man mano che il sangue si sposta lungo il sistema a causa dell'attrito tra il liquido e le pareti dei vasi sanguigni, di conseguenza
la pressione scende progressivamente man mano che il sangue si allontana dal cuore, così la pressione più bassa si rileverà nelle vene cave6.
La pressione viene comunemente misurata in millimetri di mercurio (mmHg), dove 1 mm di mercurio è equivalente alla pressione idrostatica (cioè la pressione esercitata da un liquido quando non è in movimento) esercitata da una colonna di mercurio alta 1 mm su un'area di 1 cmq. Il gradiente di pressione che garantisce il movimento è analogo alla differenza di pressione tra le due estremità del vaso in cui scorre il sangue.
Il flusso sanguigno è direttamente proporzionale al gradiente pressorio ed inversamente proporzionale alla resistenza (R). Per
resistenza si intende la difficoltà del sangue a passare attraverso il vaso a causa dell'attrito con le pareti vasali e a causa dello sfregamento
delle cellule presenti nel sangue stesso durante il movimento.
La resistenza per un liquido che scorre in un condotto è influenzata da tre componenti:
Fu il fisico Jean Leonard Marie Poiseuille a descrivere la relazione che intercorre tra questi fattori attraverso la seguente equazione:
Questa espressione afferma che:
