L’apparato cardiovascolare trasporta nel sangue i materiali da e verso tutte le regioni corporee per assicurare la composizione ottimale del fluido interstiziale, che a sua volta soddisfa i bisogni delle cellule. Tra le tante sostanze trasportate ci sono due gas: l’ossigeno e il diossido di carbonio (detto anche anidride carbonica). L’ossigeno, necessario per la respirazione cellulare, entra nella circolazione a livello dei polmoni e viene trasportato a tutte le cellule del corpo; il diossido di carbonio, prodotto di scarto della stessa respirazione cellulare, segue il percorso inverso.

Un’importante caratteristica dell’apparato circolatorio è che esso riesce ad accelerare la distribuzione dei nutrienti ai tessuti in maggiore attività. Per svolgere al meglio le sue funzioni, il nostro apparato circolatorio ha una organizzazione particolare, che ritroviamo in tutti i mammiferi. Le caratteristiche che rendono efficiente l’apparato sono tre.

L’apparato cardiovascolare è un sistema chiuso.

Il sangue si muove sempre all’interno dei vasi sanguigni e non viene mai a contatto diretto con il fluido interstiziale. Gli scambi tra il sangue e il liquido interstiziale avvengono solo attraverso le pareti dei vasi più sottili (i capillari), che filtrano ciò che esce e ciò che entra. Durante questi scambi, alcuni componenti del sangue non lasciano mai i vasi. In tutti i vertebrati, l’apparato vascolare è composto da tre tipi di vasi: arterie, capillari e vene. Le arterie sono i vasi che trasportano il sangue dal cuore ai vari organi. Esse si ramificano in vasi più piccoli chiamati arteriole, che a loro volta alimentano i letti capillari, un’estesa rete di vasi di dimensioni minuscole chiamati capillari, i quali connettono tra loro le arterie e le vene. I capillari sono vasi di piccolo calibro, con pareti sottili per consentire lo scambio di sostanze tra il sangue e il fluido dei tessuti. Piccoli vasi chiamati venule drenano poi i letti capillari e si uniscono insieme a formare vasi più grandi definiti vene, che trasportano il sangue verso il cuore.

L’apparato è organizzato in modo da formare due circuiti distinti.

La circolazione polmonare ha lo scopo di ossigenare il sangue ed eliminare il diossido di carbonio; la circolazione sistemica, invece, distribuisce l’ossigeno, i nutrienti e le sostanze utili a tutti i tessuti del corpo e preleva il diossido di carbonio e le sostanze di scarto.

Il cuore è diviso in quattro camere: due atri e due ventricoli.

L’atrio e il ventricolo sulla parte destra del nostro corpo corrispondono al cuore destro, l’atrio e il ventricolo sulla sinistra costituiscono il cuore sinistro (▶figura 1). Il cuore destro non è in comunicazione con il cuore sinistro, da cui è separato da un setto di un certo spessore. Il cuore destro riceve il sangue deossigenato dalla circolazione sistemica e lo spinge verso il circuito polmonare, mentre il cuore sinistro riceve sangue ossigenato dai polmoni e lo spinge nel circuito sistemico. Nel cuore destro quindi scorre solo sangue deossigenato, mentre nel cuore sinistro passa solo sangue ossigenato. Un assetto di questo tipo offre grandi vantaggi: il sangue ricco e quello povero di ossigeno non possono mescolarsi, quindi il circuito sistemico riceve sempre il sangue con il massimo contenuto di ossigeno, mentre ai polmoni giunge sangue del tutto privo di ossigeno. Inoltre, la circolazione doppia permette una distribuzione più rapida e un maggiore flusso di sangue nei tessuti.

Il cuore umano è un organo muscolare cavo, diviso in quattro camere: due atri e due ventricoli. Gli atri ricevono sangue dalle grandi vene e ciascuno di essi lo trasferisce al sottostante ventricolo; i ventricoli spingono con forza il sangue nei due circuiti. Per facilitare il flusso del sangue, nel cuore sono presenti quattro valvole:

• due valvole atrio-ventricolari, poste fra atri e ventricoli, impediscono il reflusso del sangue nell’atrio quando il ventricolo si contrae;
• due valvole semilunari (la valvola del tronco polmonare e la valvola aortica), posizionate fra i ventricoli e le arterie maggiori, prevengono il riflusso di sangue nei ventricoli quando questi si rilassano.

Il cuore destro e il cuore sinistro lavorano in sincronia, perciò ogni contrazione del cuore spinge simultaneamente il sangue sia nella circolazione polmonare sia nella circolazione sistemica. Seguiamo ora con l’aiuto della ▶figura 1 il percorso del sangue nei due circuiti.

1. L’atrio destro riceve il sangue povero di ossigeno dalla vena cava superiore e dalla vena cava inferiore; queste vene dall’ampio calibro raccolgono il sangue che sta tornando al cuore rispettivamente dalla parte superiore e inferiore del corpo.
2. Dall’atrio destro, il sangue passa attraverso una valvola atrio-ventricolare chiamata valvola tricuspide, posta nel ventricolo destro. La maggior parte del sangue entra nel ventricolo mentre il cuore è rilassato, nell’intervallo tra i battiti. Subito dopo la fine di questo periodo di riempimento passivo del ventricolo, l’atrio si contrae e aggiunge un piccolo volume di sangue a quello già presente nel ventricolo.
3. Il ventricolo destro a questo punto si contrae, portando alla chiusura della valvola atrio-ventricolare e pompan-do il sangue in una grande arteria che immediatamente si suddivide in due arterie polmonari, dirette ai polmoni.
4. Nei polmoni le arterie si ramificano; all’interno dei capillari il sangue si carica di ossigeno e si libera del diossido di carbonio.
5. Il sangue ossigenato passa dai capillari alle vene polmonari, che si dirigono dai polmoni all’atrio sinistro.
6. Dall’atrio sinistro il sangue entra nel ventricolo sinistro attraverso un’altra valvola atrio-ventricolare chiamata valvola bicuspide, o mitrale. Come accade nella porzione destra del cuore, la maggior parte del riempimento del ventricolo sinistro è passiva, ma il ventricolo si riempie completamente grazie alla contrazione atriale che avviene subito dopo la fine del periodo di riempimento passivo.
7. Le pareti del ventricolo sinistro sono potenti muscoli che si contraggono con un movimento che prende origine dalla porzione basale. L’aumento di tensione che si genera chiude la valvola bicuspide e, quando la pressione nel ventricolo sinistro è abbastanza alta, apre la valvola aortica, il sangue si riversa nell’aorta per ricominciare il proprio percorso attraverso il corpo.

Riassumendo, quindi, la circolazione polmonare ha inizio dal ventricolo destro, con le arterie polmonari, e termina nell’atrio sinistro, con le vene polmonari; la circolazione sistemica parte dal ventricolo sinistro, con l’aorta, e si conclude nell’atrio destro, con le vene cave.