Le arterie portano il sangue dal cuore ai tessuti e, specialmente quelle più grandi, devono sopportare una pressione del sangue notevole e intermittente (massima in sistole, minima in diastole). La pressione e la velocità del sangue si riducono ogni volta che le arterie si ramificano, sia a causa dell’attrito sia perché il volume del sangue si distribuisce in un numero di vasi crescente. In ogni caso, pressione e velocità devono mantenersi abbastanza elevate per consentire al sangue di raggiungere la periferia del corpo.

Per tutti questi motivi le pareti delle arterie sono molto spesse e formate da tre strati: un epitelio monostratificato chiamato endotelio, che riveste il lume interno, uno strato di tessuto muscolare liscio e uno strato di connettivo nel quale abbondano le fibre di collagene e di elastina. La componente elastica è importante perché consente alle arterie di resistere alle alte pressioni del sangue che scorre rapidamente dal cuore (▶figura 4A).

Le fibre elastiche, inoltre, si allungano a ogni fase di sistole e si accorciano a ogni fase di diastole. L’accorciamento che segue la diastole comprime il sangue e lo spinge in avanti. Come risultato, sebbene la pressione nelle arterie vari in base al battito cardiaco, il flusso di sangue è più omogeneo di quello che sarebbe in un sistema di condotti rigidi.

La componente muscolare è importante soprattutto nelle arteriole: le cellule della muscolatura liscia nelle pareti delle arteriole permettono a questi vasi di restringersi (vasocostrizione) o dilatarsi (vasodilatazione) variando così la quantità di sangue che fluisce al loro interno e la distribuzione del sangue ai differenti tessuti del corpo.

I letti capillari sono situati tra arteriole e venule (▶figura 4B) formando una rete fittissima: la maggior parte delle cellule del corpo si trova a una distanza da un capillare che non supera il doppio del diametro della cellula stessa. Le necessità metaboliche delle cellule infatti vengono soddisfatte grazie agli scambi di sostanze tra sangue e fluido interstiziale attraverso le pareti dei capillari.

Nei capillari il sangue fluisce molto lentamente, in modo da facilitare gli scambi con le cellule. Forse può sembrarti strano che il sangue scorra rapidamente a pressione elevata attraverso le grosse arterie, e che la pressione e la velocità del flusso diminuiscano quando il sangue raggiunge i piccoli capillari (▶figura 4C).

In effetti, però, occorre tenere presente che le arteriole sono molto ramificate e che ognuna di esse dà origine a un ampio numero di capillari. Anche se ognuno di essi ha un diametro così piccolo che gli eritrociti devono passare singolarmente, uno dietro l’altro, il letto capillare nel suo complesso ha una capacità molto maggiore di accogliere il sangue di quanto non abbiano le arteriole. Per questo il flusso diventa improvvisamente lentissimo e costante.

Le pareti dei capillari sono costituite da un singolo strato di sottili cellule endoteliali che circondano una cavità di dimensioni ridottissime. In molti tessuti del corpo, soprattutto nell’intestino e nelle ghiandole endocrine, i capillari presentano piccoli fori detti fenestrazioni chiusi da un sottile diaframma, che li rende più permeabili rispetto alla membrana endoteliale.

All’interno dei capillari, mentre il sangue fluisce, alcune sostanze diffondono. Di conseguenza il sangue che entra in un capillare modifica gradualmente la sua composizione. Nella circolazione sistemica, per esempio, il sangue entra a una estremità del capillare ricco di ossigeno e privo di diossido di carbonio ed esce all’estremità opposta, privo di ossigeno e ricco di diossido di carbonio.

La situazione opposta si verifica nei capillari della circolazione polmonare. Questi scambi sono permessi dal fatto che i capillari presentano un endotelio molto sottile.

Le venule e le vene raccolgono il sangue che confluisce dai capillari e lo riportano verso il cuore, ma per svolgere questo compito devono risolvere alcuni problemi. Prima di tutto la pressione del sangue che fluisce dai capillari alle venule è estremamente bassa, ed è insufficiente a spingere il sangue verso il cuore. Inoltre le pareti delle vene sono più sottili e meno dilatabili di quelle delle arterie, per cui il sangue tende ad accumularsi nelle vene. Più del 60% del volume totale del sangue di un individuo a riposo può trovarsi nelle vene.

Il flusso sanguigno attraverso le vene che si trovano sopra il livello del cuore è favorito dalla gravità. Sotto il livello del cuore, invece, il ritorno venoso avviene contro gravità.

La forza più importante che spinge il sangue da queste regioni al cuore è la compressione delle vene dovuta alle contrazioni dei muscoli scheletrici che le circondano. Quando i muscoli si contraggono, i vasi vengono compressi e il sangue è spinto attraverso di essi. Il flusso di sangue può essere temporaneamente bloccato durante una prolungata contrazione muscolare, ma quando il muscolo si rilassa, il sangue è nuovamente libero di muoversi.

Per impedire che la contrazione muscolare spinga il sangue nella direzione sbagliata, molte grandi vene degli arti inferiori contengono valvole a nido di rondine, costituite da lembi di tessuto che dalle pareti sporgono all’interno del vaso. Le valvole si aprono a senso unico e impediscono il reflusso del sangue. Perciò, ogni volta che una vena viene compressa, il sangue viene spinto in avanti in direzione del cuore (▶figura 5).

Per gli arti inferiori questi accorgimenti sono essenziali: grazie alle valvole presenti nelle vene delle gambe, le contrazioni dei muscoli agiscono come pompe vascolari ausiliarie quando camminiamo o corriamo. Se invece si resta immobili a lungo nella stessa posizione, la gravità causa l’accumulo del sangue nelle vene della parte bassa del corpo ed esercita una pressione retrograda sui letti capillari. Tale pressione causa la fuoriuscita di fluidi verso lo spazio intercellulare. Questo è il motivo per cui i piedi si gonfiano durante un lungo viaggio in aereo. Quando le pareti delle vene (specialmente quelle delle gambe) diventano così cedevoli che le valvole non possono prevenire il reflusso del sangue si sviluppano le vene varicose.