Sistemul cardiovascular

Cuprins

Sistemul cardiovascular:

  • se ocupă de furnizarea nutrienților și a oxigenului către țesuturi, precum și de înlăturarea produșilor de metabolism din țesuturi
  • este responsabil de transportul hormonilor înspre celulele lor țintă
  • este format dintr-o pompă (reprezentată de inimă) și un ansamblu de tuburi care se ocupă cu transportul sângelui (reprezentat de vasele de sânge)
  • totalitatea regiunilor organismului sunt deservite de sistemul cardiovascular

Inima

Aparatul cardiovascular este cel care asigură circulația sângelui și circulația limfei în organism. Astfel, se îndeplinesc două funcții esențiale:

  • răspândirea substanțelor nutritive și a oxigenului la toate celulele din organism
  • strângerea produșilor tisulari de catabolism în vederea excretării

Forța motrice a sistemului cardiovascular este inima, arterele sunt considerate conductele de distribuție, venele – rezervoarele de sânge ce asigură întoarcerea sângelui la inimă, iar microcirculația (arteriole, metarteriole, capilare, venule) – teritoriul vascular unde au loc schimburile de substanțe și gaze.

Inima reprezintă organul care asigură funcția de pompă în sistemul cardiovascular al organismului. Aceasta este formată din două cavități principale ce îndeplinesc rolul de pompă (ventriculele) și din două cavități de umplere (ce poartă denumirea de atrii). Inima furnizează sânge tuturor celulelor organismului, pompând sânge la nivelul arterelor, capilarelor și venelor sistemului cardiovascular. Mărimea inimii se aseamănă cu cea a unui pumn, cântărește mai puțin de jumătate de kilogram, are formă conică și este un organ cavitar.

Din punct de vedere al localizării, inima este:

  • situată în torace, în mediastin, la nivelul distanței dintre a doua și a cincea coastă
  • situată în fața coloanei vertebrale și dorsal de stern, deoarece este flancată de plămâni, care se suprapun peste ea
  • dispusă puțin spre stânga și prezintă o poziție oblică la nivelul cavității toracice
Inima umană văzută din poziție ventrală în cavitatea toracică. (Sursa: Barron's- Anatomie și fiziologie umană pentru admiterea la facultățile de medicină)

Inima este acoperită de un sac alcătuit din două foițe (membrane), ce poartă denumirea de pericard. Foița externă este denumită pericard parietal, iar foița internă este denumită pericard visceral sau epicard. Cavitatea pericardică reprezintă spațiul dintre pericardul parietal și pericardul visceral (epicardul), și este umplut cu fluid. Ocazional, pericardul visceral sau epicardul este învelit de grăsime, mai ales la persoanele vârstnice. Pericardita reprezintă inflamația pericardului. De asemenea, pericardul visceral se consideră a fi stratul extern al țesutului cardiac.

Miocardul:

  • reprezintă țesutul principal al inimii, fiind situat în stratul mijlociu
  • este format din celule musculare de tip cardiac, care sunt organizate în fascicule
  • în interiorul miocardului, celulele musculare sunt interconectate între ele prin intermediul unor fibre fine de țesut conjunctiv organizate într-o rețea, ce aparțin scheletului fibros; această rețea stabilizează miocardul în interior; de asemenea, existența inelelor de țesut fibros împletit asemenea unor frânghii, asigură un plus de susținere, fiind localizate în jurul valvelor și la nivelul locului de emergență a vaselor mari

Endocardul:

  • reprezintă al treilea strat al inimii, și anume stratul intern
  • este format dintr-un strat endotelial, care acoperă un strat subțire de țesut conjunctiv
  • este stratul care delimitează cavitățile inimii și învelește valvele cardiace
  • inflamația valvelor cardiace poartă denumirea de endocardită

Cavitățile și vasele inimii

Inima cuprinde patru cavități. Cavitățile superioare, în număr de două, se numesc atrii, iar celelalte două cavități inferioare se numesc ventricule. Există și un perete, ce poartă denumirea de sept cardiac, care separă în plan longitudinal cavitățile cardiace. Există un sept interatrial, care separă atriile, precum și un sept interventricular, care separă ventriculele.

Secțiune longitudinală prin inimă, ilustrând cele mai importante structuri ale acestui organ. Se pot observa detaliile valvelor și sunt indicate cele mai importante vase. (Sursa: Barron's- Anatomie și fiziologie umană pentru admiterea la facultățile de medicină)

Atriile:

  • reprezintă cavitățile de umplere ale inimii cu sânge
  • sângele se întoarce de la țesuturi prin intermediul venelor, intră în atrii și rămâne acolo până când se golesc ventriculele
  • fiecare atriu în parte prezintă o prelungire plată și încrețită, care se numește auriculă (urechiușă); această auriculă se umple cu sânge în momentul în care atriul este plin; de asemenea, auricula are funcția de creștere a capacității atriale

În atriul drept se golesc trei vene:

  • vena cavă superioară – care aduce sângele de la cap și gât
  • vena cavă inferioară – care aduce sângele din partea inferioară a corpului
  • sinusul coronarian – primește sângele de la mușchiul cardiac și apoi îl conduce în atriul drept

Prin intermediul venelor pulmonare, atriul stâng primește sânge de la plămâni.

Ventriculele:

  • sunt localizate inferior de atrii și reprezintă cavitățile cu funcție de pompă ale inimii
  • ventriculul drept se ocupă cu pomparea sângelui la plămâni, în timp ce ventriculul stâng se ocupă cu pomparea sângelui la organele, țesuturile și celulele organismului

Circulația sângelui prin inimă

Hemodinamica este știința care se ocupă cu studiul circulației sângelui. Sângele se deplasează într-un singur sens, în circuit închis. Având în vedere că mica și marea circulație sunt dispuse în serie, volumul sanguin pompat de ventriculul stâng într-un minut, în marea circulație, este egal cu volumul sanguin pompat de ventriculul drept în mica circulație. Legile generale ale hemodinamicii pot fi aplicate și la hemodinamică.

În organism se găsesc două circuite cardiovasculare principale:

  • primul circuit, care poartă denumirea de circulație pulmonară – se întinde de la inimă la plămâni și înapoi la inimă
  • al doilea circuit, reprezentat de circulația sistemică – se întinde de la inimă la celule și înapoi la inimă
Cele două circulații principale ale organismului: circulația pulmonară și circulația sistemică. În cazul circulației pulmonare, sângele pleacă din ventriculul drept la plămâni și apoi se întoarce în atriul stâng. În cazul circulației sistemice, sângele pleacă din ventric0ulul stâng spre organism, după care se întoarce în atriul drept (Sursa: Barron's- Anatomie și fiziologie umană pentru admiterea la facultățile de medicină)

Circulația pulmonară (circulația mică):

  • pornește din partea dreaptă a inimii, mai exact din ventriculul drept, prin trunchiul arterei pulmonare, care transportă sânge încărcat cu CO2 spre plămâni
  • după ce sângele a fost colectat de la organe, acesta intră în atriul drept; acest sânge este bogat în dioxid de carbon și sărac în oxigen
  • sângele trece printr-o valvă din atriul drept în ventriculul drept; apoi, ventriculul drept pompează sângele în plămâni prin intermediul arterelor pulmonare
  • la nivelul plămânilor, dioxidul de carbon din sânge intră în alveolele pulmonare (care îl elimină prin expirație), iar oxigenul din alveolele pulmonare trece în sânge
  • ulterior, sângele bogat acum în oxigen se întoarce prin intermediul venelor pulmonare în partea stângă a inimii, finalizând astfel circulația pulmonară

Circulația sistemică (circulația mare):

  • pornește din partea stângă a inimii, mai exact din ventriculul stâng, prin artera aortă care transportă spre țesuturi și organe, sângele încărcat cu O2 și substanțe nutritive
  • sângele intră în atriul stâng, după care trece printr-o valvă în ventriculul stâng
  • ventriculul stâng pompează sângele bogat în oxigen în aortă, care reprezintă cea mai mare arteră din organism
  • sângele din aortă este direcționat către alte artere ale circulației sistemice
  • prin intermediul acestor artere, sângele circulă către cap, torace, abdomen și alte părți ale organismului
  • la nivelul celulelor, sângele eliberează oxigenul și se încarcă cu dioxidul de carbon
  • sângele bogat acum în dioxid de carbon și sărac în oxigen, se întoarce la inimă prin intermediul venelor din sistemul cardiovascular și venelor cave
  • atunci când sângele ajunge la inimă, acesta intră în atriul drept, completând în acest mod circulația sistemică

Valvele cardiace

Valvele cardiace asigură circulația unidirecțională a sângelui prin inimă și previn refluxul acestuia. În acest proces sunt implicate patru valve: două valve atrioventriculare și două valve semilunare:

  • valvele atrioventriculare (mitrală și tricuspidă):
    • separă atriile de ventricule
    • se deschid în timpul diastolei și permit trecerea sângelui în ventricule
    • se închid în timpul sistolei, blocând trecerea sângelui înapoi în atrii
  • valvele semilunare (aortice și pulmonare):
    • se deschid în timpul sistolei și permit expulzia sângelui în artere

se închid în diastolă și blochează întoarcerea sângelui în ventricule

Vizualizarea de sus a inimii după îndepărtarea atriilor. Se poate observa structura valvelor bicuspidă (cu două cuspisuri) și tricuspidă (cu trei cuspisuri). Valva aortică și valva pulmonară sunt valve semilunare (Sursa: Barron's- Anatomie și fiziologie umană pentru admiterea la facultățile de medicină)

Valva tricuspidă:

  • este denumită astfel datorită celor trei cuspisuri ale sale
  • este situată în partea dreaptă a inimii, între atriul și ventriculul drept

Valva mitrală sau valva bicuspidă:

  • este denumită astfel datorită celor două cuspisuri ale sale
  • este situată în partea stângă a inimii, între atriul și ventriculul stâng; valvele atrioventriculare asigură curgerea sângelui din atrii în ventricule și previn refluxul sângelui în atrii în momentul în care ventriculele se contractă

Valvele cardiace atrioventriculare sunt ancorate de mușchii papilari ai peretelui ventricular prin intermediul unor cordoane de colagen de culoare albicioasă. Aceste cordoane tisulare, care poartă denumirea de cordaje tendinoase, blochează mișcarea cuspisurilor înspre atrii. Atunci când cordajele tendinoase sunt lezate sau în momentul în care leziunea este chiar la nivel valvular, valvele au tendința de a se mișca retrograd. În cazul valvei mitrale, această afecțiune poartă denumirea de prolaps de valvă mitrală.

Cele două valve semilunare sunt situate la emergența arterelor principale (aorta și artera pulmonară) din ventricule.

Valva pulmonară delimitează intrarea în trunchiul pulmonar, care se întinde de la ventriculul drept spre plămâni. Această valvă asigură prevenirea refluxului sangvin în atriul drept atunci când acesta se relaxează. Valva aortică se află la emergența aortei și previne refluxul sangvin în ventriculul stâng.

Prezentarea valvelor cardiace:

Valva tricuspidă:

  • este localizată între atriul drept și ventriculul drept
  • are funcția de a preveni refluxul sângelui din ventriculul drept înapoi în atriul drept în timpul contracției ventriculare

Valva pulmonară:

  • este localizată între ventriculul drept și artera pulmonară
  • are funcția de a preveni refluxul sangvin din artera pulmonară în ventriculul drept în timpul relaxării ventriculare

Valva bicuspidă (mitrală):

  • este localizată între atriul stâng și ventriculul stâng
  • are funcția de a preveni refluxul sângelui din ventriculul stâng înapoi în atriul stâng în timpul contracției ventriculare

Valva aortică:

  • este localizată între ventriculul stâng și aortă
  • are funcția de a preveni refluxul sângelui din aortă înapoi în ventriculul stâng în timpul relaxării ventriculare

Prezentare succintă a valvelor cardiace

Circulația coronariană

Inima trebuie alimentată permanent cu sânge, deoarece este într-o activitate continuă. Inima primește sânge din arterele coronare. Venele cardiace sunt cele care drenează mușchiul cardiac. Arterele coronare trimit sânge oxigenat mușchiului cardiac. Apoi, venele cardiace drenează sângele sărac în oxigen și îl conduc în sinusul coronarian. Ulterior, sinusul coronarian trimite sângele în atriul drept.

Obstrucția prelungită a arterelor coronare prin cheaguri de sânge poartă numele de tromboză coronariană. Această afecțiune poate determina moartea celulelor miocardice. Infarctul miocardic, cunoscut și sub denumirea de atac de cord, apare atunci când celulele miocardice mor.

Observarea inimii dinspre lateral, evidențiind câteva dintre arterele coronare și venele cardiace. Sinusul coronarian se află în apropierea venelor cave și se golește în atriul drept împreună cu aceste vene (Sursa: Barron's- Anatomie și fiziologie umană pentru admiterea la facultățile de medicină)

Mușchiul cardiac

Funcția de pompă a inimii este realizată cu ajutorul proprietăților mușchiului cardiac.

Proprietățile fundamentale ale miocardului

Depolarizarea unei celule cardiace este transmisă celulelor adiacente, miocardul fiind transformat într-un sincițiu funcțional. De fapt, inima funcționează ca două sinciții: unul atrial și unul ventricular, acestea fiind izolate din punct de vedere electric. În mod normal, există doar o conexiune funcțională electrică între atrii și ventricule, și anume nodulul atrioventricular și continuarea sa, reprezentată de fasciculul atrioventricular His.

Musculatura inimii este formată din două tipuri de celule musculare:

  • celule care inițiază și conduc impulsul
  • celule care, în afară de conducerea impulsului, se contractă (pentru a răspunde la stimuli) și alcătuiesc miocardul de lucru

Ambele tipuri de celule sunt excitabile, dar, spre deosebire de situația întâlnită la mușchiul striat, la acest nivel stimulul este generat în interiorul organului însuși(în celulele de tip 1). Astfel, se demonstrează autoritmicitatea sau automatismul inimii.

Excitabilitatea:

  • reprezintă proprietatea celulei musculare cardiace de a răspunde la un stimul prin intermediul unui potențial de acțiune propagat
  • anumite manifestări ale excitabilității (pragul de excitabilitate, legea „tot sau nimic”) sunt comune cu ale altor celule excitabile
  • inima are particularitatea de a fi excitabilă doar în faza de relaxare (în diastolă) și inexcitabilă în faza de contracție (în sistolă); aceasta este cunoscută sub numele de legea inexcitabilității periodice a inimii.
  • în sistolă, inima este în perioada refractară absolută și oricât ar fi stimulul de puternic, acesta nu are nici un efect; această particularitate a excitabilității miocardice are o mare importanță în conservarea funcției de pompă ritmică
  • stimulii cu frecvență ridicată nu pot tetaniza inima prin sumarea contracțiilor
  • explicația stării refractare a inimii reiese din forma particulară a potențialului de acțiune al fibrei miocardice

Automatismul:

  • presupune proprietatea inimii de a se autostimula
  • după ce a fost scoasă din corp, inima continuă să bată
  • în absența influențelor extrinseci nervoase, vegetative și umorale, inima își continuă activitatea ritmică timp de ore sau chiar zile, în cazul în care este irigată corespunzător cu un lichid nutritiv special
  • automatismul se realizează în anumiți centri, care conțin celule ce inițiază și conduc impulsurile

 În mod normal, la nivelul inimii se găsesc trei centri de automatism cardiac:

  • nodulul sinoatrial – la acest nivel, frecvența descărcărilor este mai accelerată, de 70-80/minut; astfel, activitatea cardiacă este condusă de acest centru, în timp ce inima bate, în mod normal, în ritm sinuasal
  • nodulul atrio-ventricular (joncțiunea atrioventriculară) – la acest nivel, frecvența descărcărilor este de 40 de potențiale de acțiune pe minut; din această cauză, acest centru nu se poate manifesta în mod normal, însă el funcționează în permanență și în paralel cu nodulul sinoatrial; dacă centrul sinusal nu mai funcționează, nodulul atrioventricular preia comanda inimii, imprimând ritmul nodal sau joncțional
  • fasciculul His și rețeaua Purkinje – la acest nivel, frecvența descărcărilor este de 25 de impulsuri pe minut; inima poate fi comandată de acest centru numai în cazul în care conducerea atrioventriculară este întreruptă, iar atunci se imprimă ritmul idio-ventricular

Ritmul funcțional al centrului de comandă poate fi schimbat de anumiți factori externi. Spre exemplu, căldura sau stimularea sistemului nervos simpatic determină accelerarea ritmului inimii (tahicardie), iar răcirea nodului sinusal sau stimularea parasimpaticului determină încetinirea ritmului sinusal (bradicardie).

Conductibilitatea:

  • reprezintă proprietatea miocardului de a propaga excitația la toate fibrele sale
  • viteza de conducere poate să difere: spre exemplu, aceasta este de 10 ori mai mare prin fasciculul His și rețeaua Purkinje, decât prin miocardul contractil atrial și ventricular

Contractilitatea:

  • reprezintă proprietatea miocardului de a dezvolta tensiune între capetele fibrelor sale; așadar, în cavitățile inimii este generată presiune, iar în urma scurtării fibrelor miocardice este determinată expulzia sângelui
  • geneza tensiunii și viteza de scurtare reprezintă manifestările fundamentale ale contractilității
  • forța de contracție este proporțională cu grosimea pereților inimii: mai scăzută la atrii și mai accentuată la ventricule, mai crescută la ventriculul stâng față de cel drept
  • contracțiile inimii poartă denumirea de sistole, în timp ce relaxările inimii poartă denumirea de diastole

Din punct de vedere biochimic și fiziologic, mușchiul cardiac se aseamănă cu mușchiul striat scheletic. Totuși, există o diferență structurală importantă, și anume: celulele mușchiului striat scheletic sunt cilindrice și alungite, pe când celulele miocardului sunt mai late, mai scurte, mai ramificate și interconectate. La nivelul unor conexiuni, numite discuri intercalare, apar joncțiunile dintre celulele musculare cardiace. Aceste discuri intercalare cuprind multe joncțiuni de tip gap, care asigură comunicarea citoplasmei unei fibre musculare cardiace cu cea a fibrei învecinate. Discurile intercalare au și desmozomi, care realizează o legătură mai strânsă decât joncțiunile de la nivelul celulelor musculare scheletice. În acest fel, celulele miocardului au funcția unor unități mai integrate, în comparație cu celulele musculare scheletice.

Deși celulele musculare cardiace primesc energie din metabolism exact în același mod ca și celulele musculare scheletice, ele necesită mai multă energie, deoarece activitatea lor metabolică este mult mai intensă.
Impulsurile date de sistemul nervos nu inițiază contracțiile celulelor musculare cardiace. Inima este cea care inițiază și distribuie impulsuri cu scopul de a contracta celulele miocardice prin intermediul unui țesut specializat, care poartă denumirea de țesut excitoconductor. Celulele din sistemul excitoconductor se depolarizează și se repolarizează de-a lungul întregii vieți a unei persoane, fără a fi însă nevoie de intervenția sistemului nervos.

Prima dintre componentele sistemului excitoconductor este reprezentată de celulele nodului sinoatrial (SA). Această masă de celule musculare cardiace, care prezintă funcția de autoritmicitate, este localizată în peretele superior al atriului drept. În cele din urmă, impulsurile trimise de nodul sinoatrial ajung în toată inima. Din faptul că nodul SA este cel care determină ritmul contracțiilor cardiace, acesta este cunoscut drept stimulator cardiac (pace-maker). Fără a necesita intervenție nervoasă, nodul SA se depolarizează de 70-80 de ori într-un minut. Ritmul sinusal este stabilit de unda de depolarizare inițiată în nodul SA.

Prin intermediul joncțiunilor gap situate în discurile intercalare, impulsurile sunt conduse de la nodul SA în țesutul atrial de la celulă la celulă. Impulsurile se împrăștie prin intermediul fibrelor la cel de al doilea nod principal al inimii, cunoscut sub denumirea de nodul atrioventricular (AV).

Nodul AV se află în septul interatrial (între cele două atrii). Impulsurile care ajung la nodul AV se distribuie unui grup mai numeros de fibre, numit fasciculul His, care este localizat în septul interventricular. Acest fascicul este alcătuit din două ramuri (dreaptă și stângă), care se continuă cu fibrele Purkinje. Acestea se distribuie în miocardul ventricular, asigurând astfel transmiterea impulsurilor necesare pentru contracția miocardului ventricular. Potențialele de acțiune ale inimii folosesc procesul de depolarizare și repolarizare, pe care îl urmează toate celulele musculare.

Electrocardiograma (ECG):

  • înregistrează transmiterea impulsului prin sistemul conductor al inimii
  • pe o electrocardiogramă normală se pot observa trei unde care se regăsesc în fiecare ciclu cardiac
  • prima undă care se poate observa este unda P, care este o undă ascendentă și care marchează depolarizarea atriilor și distribuirea impulsului prin atrii de la nodul SA spre nodul AV, astfel producându-se contracția atrială
  • cea de a doua undă este reprezentată de complexul QRS, care este format dintr-o undă descendentă, urmată de o undă ascendentă largă și ulterior de o undă descendentă; acest complex QRS indică depolarizarea ventriculelor
  • după aceea, urmează o deflexiune rotunjită, care poartă denumirea de unda T, care indică repolarizarea ventriculară
Sistemul excitoconductor al inimii. Impulsurile sunt generate în nodul SA și merg lateral spre alte zone ale inimii prin intermediul fibrelor Purkinje. Impulsurile de la nodul SA stimulează nodul AV și de aici merg mai departe la fasciculul His și la fibrele Purkinje. (Sursa: Barron's- Anatomie și fiziologie umană pentru admiterea la facultățile de medicină)
Ciclul cardiac reprezentat pe electrocardiogramă (ECG). Impulsurile de la nodul SA determină depolarizarea atrială și sunt indicate prin unda P. după o pauză foarte scurtă, impulsurile de la nodul AV determină depolarizarea ventriculară, care este indicată prin complexul QRS. Unda T reprezintă perioada în care celulele musculare se repolarizează după contracție (Sursa: Barron's- Anatomie și fiziologie umană pentru admiterea la facultățile de medicină)

Sistemul nervos autonom poate să realizeze controlul nervos asupra inimii, însă stimularea externă nu este necesară pentru activitatea cardiacă. Impulsurile sistemului nervos simpatic determină creșterea frecvenței bătăilor cardiace și contracției ventriculare, în timp ce sistemul nervos parasimpatic le micșorează.

Cu toate că ritmul cardiac este regulat de obicei, pot apărea și dereglări, care se cunosc sub denumirea de aritmii. Atunci când inima se contractă într-un mod rapid și neregulat (adică fibrilează), afecțiunea se numește fibrilație. În cazul în care este nevoie de defibrilarea inimii se folosește un șoc electric puternic.

Ciclul cardiac

Ciclul cardiac reprezintă alternanța contracțiilor și relaxărilor cavităților cardiace. Sistola reprezintă contracțiile inimii, iar diastola perioadele de relaxare ale inimii. Așadar, ciclul cardiac este format din sistolă și diastolă. Din cauza întârzierii propagării stimulului prin nodulul atrio-ventricular, se observă un asincronism între sistola atriilor și cea a ventriculilor: sistola atrială precede cu 0,10s sistola ventriculară.

 În timpul sistolei ventriculare (sângele este pompat afară), atriile se află în diastolă și se umplu cu sânge. Atunci când presiunea sângelui din ventricule este depășită de cea din atrii, forța excitată de sânge asupra venelor atrioventriculare determină curgerea sa în ventricule. Presiunea sangvină de la nivelul ventriculelor crește, iar în momentul contracției, sângele curge ori în artera pulmonară, ori în aortă.

Cantitatea de sânge pompată de un ventricul în momentul fiecărei sistole poartă denumirea de volum bătaie, în timp ce cantitatea de sânge pompată de un ventricul pe minut este numită debit cardiac. Activitatea de pompă a inimii se apreciază cu ajutorul debitului cardiac, care este egal cu volumul de sânge pompat de un ventricul la fiecare bătaie (volum-bătaie), înmulțit cu frecvența cardiacă.
Frecvența cardiacă este sub control nervos. Astfel, activitatea sistemului nervos simpatic asigură creșterea frecvenței cardiace, iar activitatea parasimpatică(vagală) determină scăderea frecvenței cardiace.

Inima bate de circa 70-75 de ori într-un minut (frecvența cardiacă), iar durata unui ciclu cardiac este mai mică de o secundă. Debitul cardiac mediu este de circa 5250 ml de sânge pe minut, deoarece volumul-bătaie la un adult este în medie de aproximativ 70 ml de sânge. Volumul-bătaie variază cu forța contracției ventriculare, presiunea arterială și volumul sanguin aflat în ventricul la sfârșitul diastolei.

În timpul unor eforturi fizice intense, este posibil ca frecvența cardiacă să crească până la 200 bătăi/minut, iar volumul-bătaie până la 150mL, ajungându-se la o creștere a debitului cardiac de la 5 la 30 litri (deci, de 6 ori). Debitul cardiac de repaus este în jur de 5L/min. În timpul somnului, debitul cardiac scade, iar în febră, în sarcină și la altitudine, debitul cardiac crește. Circulația sangvină este controlată de schimbările de presiune, iar sângele curge prin orice orificiu care este disponibil.

În momentul în care se închid valvele atrioventriculare, inima realizează un zgomot, care este reprezentat prin onomatopeea „lub”, care este numit și primul zgomot cardiac. După acesta, sângele curge prin artera pulmonară și aortă, iar valvele semilunare se închid. Acest zgomot este reprezentat de onomatopeea „dub”. În acest fel, zgomotele cardiace sunt reprezentate și descrise ca „lub-dub”.

Zgomotele anormale se numesc sufluri și de obicei evidențiază o afecțiune a valvelor. Zgomotele cardiace pot fi ascultate cu ajutorul unui instrument, numit stetoscop.

Vasele sanguine

Vasele sangvine realizează o rețea de tuburi, prin intermediul cărora, sângele este transportat de la inimă către celulele și țesuturile organismului, dar și invers. Aceste vase constituie un element indispensabil al sistemului cardiovascular, deoarece asigură un mediu optim și necesar pentru desfășurarea funcțiilor celulelor sangvine.

Vasele care transportă sângele de la nivelul inimii se numesc artere. Acestea se ramifică în vase mai mici numite arteriole, care se ramifică la rândul lor, la nivelul organelor și țesuturilor, în vase microscopice, fiind numite capilare. Sângele de la nivelul capilarelor deservește țesuturile. Capilarele pleacă din mediul celular și dau naștere venelor mici, numite venule. Venulele se unesc între ele și formează vase mai mari numite vene, care transportă sângele înapoi la inimă.

Exceptând capilarele, pereții tuturor vaselor sangvine prezintă trei straturi diferite, care poartă denumirea de tunici. Aceste tunici înconjoară lumenul vaselor sanguine.

Tunica interioară, cea care căptușește lumenul vasului, este denumită tunica internă. Tunica internă este formată dintr-un strat endotelial subțire, alcătuit din epiteliu pavimentos simplu dispus pe o membrană bazală. Endocardul reprezintă continuarea endoteliului și este cel care căptușește inima și învelește valvele cardiace.

Stratul mijlociu este reprezentat de tunica medie, care este formată preponderent din celule musculare netede și fibre elastice, care aparțin țesutului conjunctiv.

Stratul de la exteriorul vaselor sanguine este reprezentat de tunica externă, iar principalul tip de țesut al acestui înveliș este alcătuit dintr-o țesătură laxă de fibre de colagen. Rolul fibrelor este de a proteja vasele de sânge și de a asigura atașarea lor de țesuturile vecine.

O comparație între vasele sanguine ale organismului

Arterele

Lumenul, adică spațiul central și gol din interiorul arterelor, este înconjurat de trei straturi de țesut. Tunica internă, numită endoteliu, este formată din epiteliu pavimentos simplu, dar mai conține și țesut elastic. Tunica medie este formată dintr-un strat gros de mușchi neted și, de asemenea, din țesut elastic. În principal, tunica externă este formată din colagen și din fibre elastice.

Arterele se pot destinde și se pot adapta la sângele ce pulsează în interiorul lor atunci când inima se contractă, iar această expansiune se realizează datorită țesutului conjunctiv elastic. În momentul în care inima se relaxează, țesutul elastic revine la forma inițială, împingând sângele înainte.

Mușchiul neted din peretele arterelor are capacitatea de a se contracta în scopul reglării fluxului sangvin în aval. Micșorarea în dimensiune a lumenului arterial, care este cunoscută sub denumirea de vasoconstricție, poate fi determinată de impulsuri nervoase de la nivelul sistemului nervos simpatic. Mărirea în dimensiune a lumenului, care este cunoscută sub denumirea de vasodilatație, este indusă în absența impulsurilor de la nivelul sistemului nervos simpatic.

Arteriole, capilare și venule

Arteriolele mari prezintă pereți asemănători cu cei ai arterelor. Însă, atunci când arteriolele scad în dimensiune, acestea sunt formate în principal din endoteliu și mai puțin din mușchi neted. Asemenea arterelor, arteriolele fac vasoconstricție și vasodilatație în scopul ajustării fluxului sangvin.

Capilarele:

  • sunt de fapt niște structuri microscopice, care leagă arteriolele de venule
  • capilarele se găsesc lângă fiecare celulă a organismului, mai ales cele care au o activitate metabolică mai crescută (acest tip de celule necesită mai mult oxigen decât altele)
  • schimbul de nutrienți și de gaze se realizează între sânge și celulele corpului, transendotelial, așa cum explică și legea mișcării fluidelor a lui Starling
  • pereții capilarelor prezintă un singur strat de celule endoteliale, iar moleculele mici pot trece cu ușurință prin acesta
  • sângele trece din arteriole în patul capilar, care cuprinde grupuri numeroase capilare
  • sfincterul precapilar este cel care reglează intrarea sângelui în patul capilar. Sfincterele sunt reprezentate de mușchi așezați circular, deschizându-se sau închizându-se pentru a putea regla fluxul sangvin în capilare și, astfel, pentru a asigura necesarul de sânge țesuturilor

Pentru ca venulele să se formeze este necesară unirea mai multor capilare. Venulele se umplu cu sânge și apoi îl transportă în vene. Pereții venulelor mici sunt asemănătoare cu cei ai arteriolelor mici, însă venulele mari prezintă aceeași structură ca și cea a venelor.

Venele

Venele prezintă o structură asemănătoare cu cea a arterelor, exceptând faptul că tunica externă a venelor este mai groasă, iar tunica medie este mai subțire. Curgerea sângelui printr-o venă este lină, deoarece acesta nu este sub presiune, pe când sângele din artere pulsează. Datorită faptului că sângele curge cu presiune mai mică, pereții venelor nu necesită o rezistență atât de mare precum cei ai arterelor.

În scopul facilitării curgerii sângelui, o mare parte din vene prezintă pliuri ale stratului intern, care formează valve. Valvele previn refluxul sângelui venos, mai ales la membrele inferioare. Atunci când valvele se slăbesc, sângele se scurge înapoi, iar presiunea sângelui determină dilatarea peretelui venos. Venele dilatate sunt denumite vene varicoase. Factorii care contribuie la apariția venelor varicoase sunt: statul prelungit în picioare, sarcina și vârsta înaintată.

Venele funcționează ca niște rezervoare de sânge, deoarece cuprind o parte importantă din sângele organismului. În vene și venule se află aproximativ 60% din volumul sangvin.

Presiunea arterială și pulsul

Presiunea arterială este presiunea exercitată de sânge asupra pereților vasculari. Presiunea arterială este dată de debitul cardiac (creșterea debitului cardiac determină creșterea presiunii arteriale), și de rezistența la fluxul sangvin. Aceasta este favorizată de vâscozitatea sângelui, diametrul vaselor de sânge și de lungimea vaselor de sânge.

Vasele sangvine și valvele. (a) Structura comparată a arterei, venei și capilarului. Se poate observa că peretele capilarului este alcătuit dintr-un singur strat de celule, care formează tunica internă. Pereții arterei sunt mai groși decât cei ai venei, pentru a putea rezista presiunii sângelui. (b) Arterele și capilarele nu au valve; doar venele prezintă valve. În venă, zona unde este localizată valva (1) este dilatată. Valva se deschide în momentul trecerii sângelui (2), iar ulterior lambourile valvei se unesc (3), închizând-o și împiedicând astfel refluxul sângelui (Sursa: Barron's- Anatomie și fiziologie umană pentru admiterea la facultățile de medicină)

Sfigmomanometrul poate măsura presiunea arterială, deoarece conține o coloană de mercur (Hg) care se ridică, în același timp cu presiunea din manșeta care se umflă la nivelul brațului, superior valorii de 160 mmHg când se comprimă arterele. Ulterior, se utilizează un stetoscop pentru a asculta curgerea sângelui în artera ulnară. Manșeta se dezumflă până în momentul în care se pot auzi sunetele datorate curgerii turbulente, fiind numite zgomotele lui Korotkoff.

Aceste zgomote reprezintă presiunea sistolică (cea din timpul sistolei), care au valoarea normală de circa 120 mmHg. În diastolă, sângele execită în continuare presiune asupra pereților vasculari, iar zgomotele Korotkoff încă se mai pot auzi. Manșeta se dezumflă până când zgomotele nu se mai aud și apoi se notează presiunea la care ele dispar.

Această presiune, numită presiune diastolică, este de ajuns pentru a putea ridica acea coloană de mercur la circa 80 mmHg. Astfel, presiunea arterială medie a unei persoane, se poate exprima ca presiune sistolică „per” presiune diastolică, respectiv „120/80”. O mulțime de afecțiuni pot să scadă sau să crească presiunea arterială. Spre exemplu, îngustarea lumenului arterial poate determina creșterea importantă a presiunii arteriale.

Atunci când ventriculul stâng al inimii se contractă și se relaxează, acesta împinge sângele în artere și astfel determină pulsul, care este de fapt o undă de presiune în artere. Pulsul este mai accentuat în apropierea inimii și mai slab cu cât sângele se depărtează de inimă. De obicei, pulsul se măsoară la nivelul arterei radiale (la încheietura mâinii), precum și la nivelul arterei carotide și poplitee. Pulsul are aceeași frecvență cu frecvența cardiacă, media fiind de aproximativ 70-75 de bătăi pe minut. Un puls rapid indică o frecvență cardiacă rapidă, iar această situație poartă numele de tahicardie. Un puls scăzut indică un ritm cardiac scăzut, iar această situație poartă denumirea de bradicardie.

Volumul de sânge din circulație este de circa cinci litri. Scăderea volumului de sânge (spre exemplu, sângerări importante) poate determina reducerea presiunii arteriale. De asemenea, reducerea frecvenței cardiace poate duce la scăderea presiunii arteriale, din cauza faptului că volumul de sânge pompat de inimă este mai mic.

Reglarea fluxului cardiac

Homeostazia reprezintă reglarea fluxului sangvin și menținerea presiunii arteriale într-un anumit interval. O presiune arterială crescută poate duce la afectarea inimii, encefalului, rinichilor și a altor organe, iar o presiune arterială scăzută poate evidenția un aport deficitar de oxigen și nutrienți de la nivelul celulelor.

Fluxul sanguin este reglat de:

  • centrii reglatori din encefal sau din alte părți ale sistemului nervos
  • diverse substanțe chimice din organism

Centrul vasomotor:

  • este format dintr-un ansamblu de neuroni simpatici localizați în bulbul rahidian (medulla oblongata) al encefalului
  • acest centru trimite impulsuri către mușchii netezi din pereții arteriolelor, controlând astfel diametrul vaselor de sânge și presiunea sangvină
  • acest control asigură menținerea constantă a presiunii arteriale în organism
  • atunci când numărul impulsurilor simpatice scade, se produce vasodilatație și scăderea presiunii arteriale

Baroreceptorii:

  • reprezintă o altă formă de reglare
  • baroreceptorii sunt reprezentați de grupuri de neuroni localizați în arterele mari de la nivelul gâtului și toracelui, precum aorta și arterele carotidiene
  • baroreceptorii trimit impulsuri cu scopul de a crește sau a scade activitatea miocardului, reglând astfel fluxul sangvin
  • de asemenea, acești baroreceptori trimit impulsuri și la centrul vasomotor, controlând în mod indirect circulația prin vasoconstricție sau prin vasodilatație

Unii neuroni sunt sensibili la anumite substanțe chimice prezente în sânge. Acești neuroni se numesc chemoreceptori, și sunt așezați și grupați în două mase de țesut, situate la ramificația arterei carotide comune în arterele carotide internă și externă. Aceste grupări poartă denumirea de corpusculi carotidieni.

Alți chemoreceptori se află în corpusculii aortici, reprezentați de mase mici de țesut situate aproape de aortă. Chemoreceptorii pot reacționa la concentrații anormale de dioxid de carbon, de oxigen și de ioni de hidrogen prezente în sânge. Aceștia transmit impulsuri către centrul vasomotor, care se ocupă cu reglarea fluxului sangvin.

De asemenea, circulația sanguină poate fi reglată și de centrii situați în cortexul cerebral. Spre exemplu, în momentul unei crize de furie intensă, neuronii corticali trimit impulsuri inițial la hipotalamus și ulterior la centrul vasomotor. În cazul unor perioade de depresie intensă, presiunea sangvină poate să fie scăzută, prin exact aceeași cale.

Unele substanțe chimice pot determina afectarea presiunii arteriale, producând astfel vasoconstricție. Două dintre aceste substanțe chimice sunt reprezentate de adrenalină (epinefrină) și noradrenalină (norepinefrină). Aceste două substanțe sunt hormoni și sunt produși de glandele suprarenale. Ei pot determina creșterea frecvenței cardiace, crescând astfel și fluxul sangvin. Un alt hormon cunoscut este hormonul antidiuretic, care este eliberat de hipofiza posterioară și are rol în vasoconstricție prin reglarea cantității de apă prezentă în sânge.

Rolul autoreglării sfincterelor precapilare este acela de a controla fluxul sangvin în patul capilar, ușurând astfel pătrunderea unei cantități mai ridicate de sânge în țesuturile mai active.

Șocul

Șocul reprezintă o afecțiune care apare în momentul în care sistemul cardiovascular nu poate asigura cantitatea necesară de oxigen și nutrienți pentru celulele organismului. În această situație, moartea celulară este foarte probabilă. Simptomele care pot precede șocul sunt reprezentate de hemoragie, deshidratare, vărsături repetate, precum și transpirația în exces.

Șocul poate fi de mai multe tipuri:

  • hipovolemic – volum diminuat datorat pierderii de sânge
  • obstructiv – obstrucție mecanică a fluxului sangvin; spre exemplu, din cauza unui tromb
  • septic – leziune toxică apărută din cauza microorganismelor

Simptomele care pot apărea în șoc sunt reprezentate de presiune sangvină scăzută și tegumente reci, umede și palide, apărute din cauza constricției vaselor sanguine din piele. Transpirația este un alt simptom caracteristic care ar putea apărea. Pacientul este dezorientat și deseori își pierde conștiența, din cauza absenței oxigenului de la nivelul creierului. De cele mai multe ori, poate apărea și tahicardia. Din cauza debitului cardiac scăzut, pulsul poate deveni slab și rapid. Pentru a corecta simptomatologia șocului hipovolemic se utilizează transfuzia de sânge.

Tipuri de circulație sanguină

Circulația sângelui este formată din circulația pulmonară și circulația sistemică. Artera principală din circulația sistemică este reprezentată de aortă, iar venele principalele sunt reprezentate de vena cavă superioară și vena cavă inferioară.

Celelalte artere își au originea în aortă, mai exact după emergența acesteia din ventriculul stâng, pe măsură ce se realizează arcul aortic. La acest nivel își au originea arterele coronare, care deservesc mușchiul cardiac, precum și arterele principale ale capului și gâtului.

După arcuire, aorta coboară, urmărind traiectul coloanei vertebrale, și formează arterele sistemice, care au rolul de a transporta sângele la organele corpului uman:

  • arterele carotide ale gâtului
  • arterele subclaviculare ale umărului
  • arterele axilare
  • arterele brahiale ale membrului superior
  • arterele radiale
  • arterele ulnare
  • arterele intercostale ale peretelui toracic
  • arterele frenice ale diafragmei
  • artera celiacă ce formează arterele gastrică stângă, splenică și hepatică
  • artera mezenterică superioară – care se întinde până la intestinul subțire
  • arterele renale de la nivelul rinichilor
  • arterele iliace comune de la nivelul membrelor inferioare
  • artera iliacă externă de la care se formează arterele femurală, poplitee și tibială

După deservirea celulelor de către sânge, acesta este condus de capilare la venule, vene și apoi la venele cave. Venele cave, care sunt în număr de două, aduc sângele în atriul drept. Cele mai importante vene ale sistemului venos sunt reprezentate de:

  • venele jugulare ale gâtului
  • venele axilară, brahială, radială și ulnară ale membrului superior
  • venele azygos și hemiazygos ale mușchilor toracici
  • venele splenică, mezenterică inferioară și mezenterică superioară de la nivelul organelor abdominale
  • venele iliace comune ale membrelor inferioare
Principalele artere ale organismului uman (Sursa: Barron's- Anatomie și fiziologie umană pentru admiterea la facultățile de medicină)
Principalele vene ale organismului uman, cu excepția venelor pulmonare (Sursa: Barron's- Anatomie și fiziologie umană pentru admiterea la facultățile de medicină)

Rolul circulației pulmonare este de a transporta sângele din ventriculul drept al inimii la țesutul pulmonar și ulterior în atriul stâng al inimii. Cele două artere pulmonare (cu originea în trunchiul pulmonar) ajung în plămâni, iar după realizarea schimbului de gaze, capilarele se unesc și se formează venele pulmonare. Venele pulmonare pleacă din plămâni și transportă sângele în atriul stâng. Singurele artere care transportă sânge sărac în oxigen sunt arterele pulmonare, iar singurele vene care transportă sânge bogat în oxigen sunt venele pulmonare.

În organismul uman există și alte sisteme circulatorii. Un prim exemplu de sistem circulator este reprezentat de circulația cerebrală, care este formată dintr-o multitudine de vase care încep din poligonul lui Willis (structură formată din marile artere situate la baza encefalului). Arterele irigă encefalul, iar apoi se continuă cu venele și îl părăsesc.

Un alt exemplu de sistem circulator este reprezentat de sistemul port hepatic, care conduce sângele de la nivelul tractului gastrointestinal și splinei până la nivelul ficatului. Circulația hepato-portală se realizează într-o singură direcție, iar scopul acesteia este de a transporta nutrienții la ficat pentru a fi prelucrați. Vasul principal al circulației hepato-portale este reprezentat de vena portă, care ia naștere în tractul gastrointestinal și apoi se îndreaptă spre ficat. După ce sângele a trecut prin ficat, acesta pleacă prin venele hepatice, care ulterior se unesc cu vena cavă inferioară. Sângele din sistemul port-hepatic este sărac în exogen, din cauză că a servit tractului gastrointestinal. Prin intermediul arterei hepatice, care este ramură a aortei, ficatul primește sânge oxigenat, asigurând astfel nutriția propriilor celule.

Sistemul port heptic. Sistemul este alcătuit din vase sangvine care se formează în țesuturile intestinale și în jurul organelor digestive și transportă sânge și nutrienți la ficat. Nutrienții sunt procesați în ficat și apoi eliberați prin vena hepatică, care îi transportă în circulația generală și la celulele din țesuturi. (Sursa: Barron's- Anatomie și fiziologie umană pentru admiterea la facultățile de medicină)

Bibliografie

  • Barbara Krumhardt Ph.D., I. Edward Alcamo Ph.D. (coordonatorul ediției în limba română – Prof. Dr. Angela Borda) – „Barron`s – Anatomie și Fiziologie Umană pentru admitere la facultățile de medicină”, editura University Press, Târgu Mureș, 2022;
  • Walter F. Boron, Emile L. Boulpaep, Leon G. Zăgrean – „Fiziologie Medicală”, ediția a treia, editura Hipocrate, București, 2017;
  • Guyton & Hall, editori Dr. Gh. P. Cuculici, Dr. Anca W. Gheorghiu – „Tratat de Fiziologie a Omului”, ediția a unsprezecea, editura Medicală Callisto, București;
  • Dan Cristescu, Carmen Sălăvăstru, Bogdan Voiculescu, Cezar Th. Niculescu, Radu Cârmaciu – „Biologie. Manual pentru clasa a XI-a”, editura Corint;
  • Keith L. Moore, Arthur F. Dalley II, Anne M. R. Agur – „Anatomie clinică: fundamente și aplicații”, ediția a șasea, editura Medicală Callisto, București, 2012;
  • Univ. Dr. Ludovic Seres-Strum, Prof. Univ. Dr. Klara Brînzaniuc, Asist. Univ. Dr. Cosmin Nicolescu, Asist. Univ. Dr. Remus Șipoș – „Neuroanatomie”, editura University Press, Târgu Mureș, 2006;
  • Stefan Silbernagl, Florian Lang – „Fiziopatologie”, ediția a doua, editura Medicală Callisto, București, 2011;
  • Fauci, Braunwald, Isselbacher, Wilson, Martin, Kasper, Hauser, Longo – „Harrison – Principiile medicinei interne”, Volumul 2, a doua ediție în limba română, editura Teora;
  • Michelle A. Clark, Richard Finkel, Jose A. Rey, Karen Whalen – „Lippincott – Farmacologie ilustrată”, ediția a cincea, editura Medicală Callisto, București, 2013;

Acest text nu poate fi copiat.