Il sistema cardiocircolatorio verrà trattato dal punto di vista funzionale, non verrà approfondito invece il suo aspetto anatomico, che esula dagli obiettivi di questi appunti. In questo paragrafo verranno trattate a grandi linee le caratteristiche principali del sistema circolatorio, che poi man mano verranno approfondite.
Gli scopi del sistema circolatorio sono essenzialmente:
- l'apporto di ossigeno O2* tramite diffusione - l'apporto di sostanze nutritizie tramite pressione osmotica e/o oncotica - l'apporto di principi attivi tramite pressione osmotica e/o oncotica
- la distribuzione di metaboliti tramite pressione osmotica e/o oncotica - la distribuzione del calore corporeo tramite termoconduzione
- la rimozione di anidride carbonica CO2** tramite diffusione - la rimozione di prodotti di scarto vari tramite pressione osmotica e/o oncotica
Diffusione: processo grazie al quale i gas tendono ad annullare eventuali differenze di concentrazione, è descritta, tra le altre, dalle leggi di Henry e di Graham. Pressione osmotica: forza idrostatica che deve essere applicata affinché venga impedito il movimento da un compartimento ad un altro, separati da una membrana semipermeabile. Termoconduzione: trasmissione del calore per contatto.
(*) L'ossigeno O2 va difficilmente in soluzione nel sangue, il suo trasporto quindi è reso più semplice dalla emoglobina, una molecola situata all'interno dei globuli rossi, che lega a sè l'O2 e lo trasporta.
(**) L'anidride carbonica CO2 solitamente non si trova isolata, ma tramite l'enzima anidrasi carbonica si lega con l'acqua H2O per formare l'acido carbonico H2CO3. Successivamente l'acido carbonico, che è un acido debole, si dissocia parzialmente in ione bicarbonato HCO3- e ione H+: segue quindi che la concentrazione di H+ (e quindi il PH del sangue) è proporzionale alla concentrazione di CO2. L' HCO3- si combina con lo ione Na+ per formare bicarbonato di sodio NaHCO3. Per soddisfare gli scopi, il sistema circolatorio ha le seguenti possibilità:
- sistemi di trasporto del gas, usati per portare O2 e rimuovere C02 - sistemi di scambio sangue-aria (alveoli polmonari), usati per arricchire il sangue di O2 - sistemi di scambio sangue-tessuti (capillari) - sistemi di trasporto controcorrente, usati per la termoconduzione
Per sfruttare appieno le precedenti possibilità il sistema circolatorio deve tener conto delle seguenti esigenze...:
- per svolgere così varie azioni c'è bisogno di un mezzo di trasporto complesso, il sangue - la grande massa corporea richiede una rete di distribuzione ampia ed articolata, costituita quindi da un grande circolo, un piccolo circolo (polmonare) e un microcircolo capillare - la rete di distribuzione necessita di una pompa, il cuore
... tener conto di alcuni criteri di priorità...:
- è necessario soddisfare diversi distretti corporei soggetti a diversi tipi di lavoro meccanico (es: muscoli scheletrici e muscolo cardiaco), metabolico (es; cute, cervello) e con diverse riserve ischemiche (es: cuore, cervello)
... e infine rispettare alcuni elementari principi di economia:
- è d'obbligo utilizzare il minor volume possibile di sangue - è d'obbligo favorire i tessuti in attività senza però tralasciare quelli a riposo - deve essere possibile in determinate situazioni assicurare una erogazione massimale.