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Il sangue

di Nicola Diomaiuto

Caratteristiche, funzioni, volume del sangue

Il sangue è un tipo di tessuto connettivo che svolge varie funzioni: trasporta alle cellule ossigeno, nutrienti e altre sostanze; allontana dalle cellule secrezioni (tra cui ormoni) e sostanze di rifiuto prodotte dal loro metabolismo; concorre a mantenere stabile il pH interno; trasporta cellule capaci di fagocitosi che combattono le infezioni; contribuisce a rendere uniforme la temperatura in tutto l’organismo, trasportando alla pelle l’eccesso di calore prodotto nelle regioni del corpo a elevata attività metabolica (come i muscoli scheletrici). La pelle provvederà poi a disperdere il calore nell’ambiente esterno. Il volume del sangue in una persona dipende dal peso corporeo e dalle concentrazioni di acqua e di soluti. In genere, in un adulto di peso medio, il volume sanguigno è circa il 6 – 8 % del peso corporeo, equivalente a 5 – 6 litri. Il sangue è un fluido viscoso, più denso dell’acqua. I suoi componenti sono il plasma, i globuli rossi, i globuli bianchi e le piastrine. Di norma, il plasma corrispondente al 50 – 60 % del volume totale di sangue.

Il plasma

Il plasma è costituito in prevalenza da acqua (90 %) e funge da mezzo di trasporto per le cellule del sangue e le piastrine. Dispersi in questo liquido di colore paglierino vi sono ioni e molecole, tra cui centinaia di proteine plasmatiche diverse. Alcune di loro trasportano lipidi e vitamine liposolubili; altre intervengono nei meccanismi di risposta immunitaria o nel processo di coagulazione del sangue. La concentrazione delle proteine plasmatiche ha effetti sul volume di sangue, perché influenza il movimento dal sangue al liquido interstiziale e viceversa. Il plasma contiene anche glucosio e altri zuccheri semplici, lipidi, amminoacidi, vitamine, ormoni e gas disciolti (soprattutto ossigeno, anidride carbonica e azoto).

Composizione del sangue

I globuli rossi

I globuli rossi, o eritrociti, hanno la forma di dischi biconcavi, simile a quella di ciambelle non forate. La loro funzione è portare ossigeno alle cellule e prelevare parte dell’anidride carbonica prodotta. L’ossigeno proveniente dall’apparato respiratorio diffonde nella circolazione sanguigna e si lega all’emoglobina contenuta nei globuli rossi, formando ossiemoglobina (L’emoglobina è una proteina contenente ferro che conferisce ai globuli rossi il loro colore). Il sangue ricco di ossigeno (e quindi di ossiemoglobina)è di colore rosso vivo. Il sangue povero di ossigeno rosso cupo, ma appare azzurro attraverso le pareti dei vasi sanguigni. I globuli rossi si formano a partire da cellule staminali localizzate nel midollo. Le cellule staminali sono cellule specializzate che,dividendosi ripetutamente, danno origine a dei precursori i quali poi si differenziano nelle varie cellule. Anche se allo stato maturo i globuli rossi non hanno più in nucleo, restano ugualmente funzionali per circa 120 giorni. La perdita del nucleo aumenta lo spazio a disposizione delle molecole di emoglobina, rendendo così efficiente il trasporto dell’ossigeno. I globuli rossi ormai vecchi sono rimossi dai fagociti ma un continuo processo di formazione di nuovi globuli rossi mantiene pressoché costante il loro numero. Il conteggio cellulare è il numero di globuli rossi in un millilitro di sangue: questo valore varia da 4,8 milioni nelle donne a 5,4 milioni negli uomini.

I globuli bianchi

I globuli bianchi, o leucociti, si formano dalle cellule staminali del midollo osseo. Hanno un ruolo fondamentale nel lavoro quotidiano di mantenimento dell’organismo e nella sua difesa, Alcuni di loro, infatti, fanno piazza pulita delle cellule morte o danneggiate e di qualsiasi sostanza che non appartiene al corpo. Molti si concentrano nei linfonodi e nella milza, due organi del sistema linfatico, dove si dividono per formare le cellule specializzate nella difesa contro virus, batteri e altri agenti patogeni. I globuli bianchi si distinguono in base alle dimensioni, alla forma del nucleo e alla reazione nei confronti di certi coloranti. Vi sono cinque tipi di globuli bianchi: neutrofili, eosinofili, basofili,monociti e linfociti. Il loro numero non è costante ma varia in relazione allo stato di salute della persona. I neutrofili e i monociti sono specializzate nel cercare e distruggere agenti patogeni. I monociti, in particolare, agiscono nei tessuti infiammati, dove danno origine alle “cellule spazzine” del nostro organismo, i macrofagi. Due classi di linfociti, i linfociti B(o cellule B) e i linfociti T(o cellule T) hanno un ruolo centrale nella risposta immunitaria.

Le piastrine

Alcune cellule staminali contenute nel midollo osseo danno origine a cellule giganti (megacariociti), che poi si frammentano. Tali frammenti, che hanno una vita media di 5 – 9 giorni, sono le piastrine. Questi frammenti cellulari, liberando sostanze che intervengono nel processo di coagulazione, concorrono a impedire la perdita di sangue dai vasi sanguigni lesi. Qualora diminuisse il volume del sangue o il numero delle cellule ematiche, intervengono automaticamente delle contromisure. Tuttavia, se una persona, dovesse perdere oltre il 30 % del volume ematico, l’emorragia potrebbe portare alla morte.

Trasfusioni di sangue e gruppi sanguigni

Quando una persona è affetta da una malattia al sangue o il suo volume ematico è diminuito, si ricorre alla trasfusione. Si tratta di una pratica oggigiorno molto diffusa ma che nel passato ha provocato danni gravi, anche letali. Infatti, la persona che dona il sangue (donatore) e chi lo riceve (ricevente) possono non avere lo stesso tipo di proteine di riconoscimento sulla superficie dei globuli rossi. Alcune di queste proteine fungono da marcatori del “self”,cioè contraddistinguono i globuli rossi come parte integrante del corpo a cui appartengono. Il nostro organismo possiede inoltre particolari proteine, dette anticorpi, che circolano nel plasma e sono in grado di riconoscere come non “self”, cioè come no appartenenti al nostro corpo, i marcatori su cellule estranee. Quando, in occasione di una trasfusione, il sangue di due persone viene mescolato assieme, gli anticorpi intervengono contro qualsiasi cellula che presenta marcatori “non giusti”. Mediante un particolare tipo di reazione, detta agglutinazione, gli anticorpi del ricevente si legano ai globuli rossi “estranei” e li fanno aggregare assieme. Gli ammassi che così si formano possono provocare l’occlusione dei piccoli vasi sanguigni, creando gravi danni ai tessuti e provocando la morte. La stessa cosa può succedere in alcune gravidanze, qualora gli anticorpi passino dal sistema circolatorio della madre e quello del feto.

I gruppi sanguigni AB0

Sulla base delle conoscenze acquisite sugli anticorpi e sui marcatori dei globuli rossi, gli scienziati hanno diviso gli esseri umani in categorie corrispondenti a diversi gruppi sanguigni. La distinzione dei gruppi Sanguigni AB0 si basa sulle variazioni molecolari di un genere di marcatore del self sulla superficie dei globuli rossi. I globuli rossi del sangue del gruppo A hanno marcatori A, quelli del sangue del gruppo B hanno marcatori B,i globuli rossi del sangue del gruppo AB presentato entrambi questi tipi di marcatori; infine,i globuli rossi del sangue del gruppo 0 (si legge: zero) non possiedono né l’uno né l’altro di questi due marcatori. Una persona di gruppo A non ha anticorpi contro i marcatori A, ma ha anticorpi contro i marcatori B. Viceversa, una persona di gruppo B ha anticorpi contro i marcatori A, ma non contro marcatori B. Una persona di gruppo AB non ha anticorpi né contro i marcatori A né contro i marcatori B, per cui può tollerare trasfusioni di sangue di gruppo A, di gruppo B, e di gruppo AB e di gruppo 0. Invece, una persona di gruppo 0 ha anticorpi sia contro i marcatori A sia contro i marcatori B, e tali anticorpi agiscono sia contro i globuli rossi che recano uno solo di quei marcatori sia con globuli rossi che li recano entrambi.

Il fattore Rh

La distinzione dei gruppi sanguigni in base al fattore Rh è dovuto alla presenza o meno di un marcatore Rh (così chiamato perché fu scoperto per la prima volta nel sangue di scimmie del genere Rhesus). Le persone Rh+ (positivo) hanno globuli rossi che presentano il marcatore Rh, mentre persone Rh – (negativo) ne sono prive. Normalmente, una persona non ha anticorpi contro i marcatori Rh . Se però una persona Rh – ha ricevuto una trasfusione di sangue Rh +, il suo organismo produce contro questi marcatori anticorpi che continuano poi a circolare nel sangue. Se una donna Rh - concepisce un figlio da un uomo Rh+, è possibile che il feto sia anch’esso Rh+ . Durante il parto, alcuni globuli rossi del feto possono infiltrarsi nella circolazione sanguigna materna. In tal caso, essi stimolano lì organismo materno a produrre anticorpi contro i marcatori Rh. Può succedere allora che, in un’altra gravidanza, gli anticorpi Rh formatisi nel sangue materno penetrino nella circolazione sanguigna del nuovo feto. Se anche questo figlio è Rh+ , tali anticorpi provocano il rigonfiamento e la lacerazione dei suoi globuli rossi. Nei casi particolarmente gravi di questo fenomeno, chiamato eritroblastosi fetale, il bambino muore poco prima di nascere.

Il sistema circolatorio

L’insieme dei vasi sanguigni in cui si muove il sangue forma due circuiti che iniziano e terminano nel cuore, rimanendo sempre separati. Il sangue è spinto dal cuore in vasi di largo diametro, le arterie, quindi in vasi più stretti e muscolari, le arteriole, che si ramificano in capillari dal diametro sempre minore. Dai capillari il sangue passa in piccole vene, le venule, e quindi in vasi più grandi, le vene;infine torna la cuore. Come nella maggior parte dei vertebrati, il cuore dell’uomo è diviso da un setto in una metà destra e una metà sinistra, che pompano il sangue in due diversi circuiti, ognuno provvisto di vasi suoi propri. In uno di essi, la circolazione polmonare (o piccolo circolo), il sangue proveniente dalla metà destra del cuore viene da qui pompato alla rete di capillari dei polmoni, dove preleva ossigeno e cede anidride carbonica; torna quindi alla metà sinistra del cuore. Nell’altro circuito, la circolazione sistematica (o grande circolo), il sangue caricatosi di ossigeno nei polmoni viene pompato dalla metà sinistra del cuore nell’arteria più grande e più importante del corpo, l’aorta. Da qui il sangue passa alle arteriole e alla rete di capillari di tutto il resto del corpo (dove l’ossigeno viene utilizzato e viene prodotta anidride carbonica), per tornare quindi alla metà destra de cuore. Il cuore umano ha circa le dimensioni di un pugno chiuso e si trova in una cavità, chiamata mediastino, situata proprio sotto lo sterno.

La struttura del cuore

La parete del cuore è costituita da tre strati di tessuto: l’epicardio, il miocardio e l’endocardio. L’epicardio è una delicate membrane trasparente, formata da cellule epiteliali pavimentose, che ricopre la superficie sterna del cuore; il miocardio è lo strato più spesso del cuore ed è format da tessuto muscolare cardiaco: l’endocardio, una sottile membrane formata da cellule epiteliali squamose, riveste la superficie interna del cuore e contribuisce alla formazione delle valvole cardiache. Ciascuna delle due metà del cuore presenta due camere, denominate atrio e ventricolo. Il sangue entra negli atri, scende nei ventricoli, quindi scende dal cuore attraverso un’arteria (l’aorta o l’arteria polmonare). Tra ogni atrio e il rispettivo ventricolo c’è un lembo membranoso, la valvola atrioventricolare (valvola AV), mentre tra il ventricolo e l’arteria che parte da cuore c’è una valvola semilunare. Entrambe queste valvole hanno la funzione di garantire che il sangue scorra sempre nella stessa direzione, senza rifluire all’indietro. A ogni battito del cuore, le sue quattro camere passano attraverso fasi di contrazione (o sistole) e di rilassamento (o diastole).

I meccanismi della contrazione

Questa sequenza periodica di contrazione e di rilassamenti muscolari costituisce il ciclo cardiaco. Quando gli atri, rilassati, si riempiono di sangue, la pressione al loro interno aumenta e provoca l’apertura delle valvole AV; quando gli atri si contraggono, i ventricoli si riempiono completamente di sangue. Quando, poi, i ventricoli cominciano a contrarsi, le valvole AV si chiudono di scatto, la pressione all’interno dei ventricoli sale e supera quella del sangue nelle arterie che partono dal cuore. Di conseguenza, le valvole semilunari si aprono, il sangue fuoriesce dal cuore e imbocca le arterie. Dopo che il sangue è stato pompato fuori dal cuore, i ventricoli si rilassano, le valvole semilunari si chiudono e gli atri nuovamente pieni di sangue sono pronti per un nuovo ciclo. In definitiva, in un ciclo cardiaco, la contrazione degli atri serve semplicemente a riempire i ventricoli. La contrazione ventricolare imprime al sangue la spinta per farlo circolare. Il muscolo cardiaco presenta delle analogie con il tessuto muscolare scheletrico: è striato e, in risposta a un potenziale d’azione, i sarcomeri delle cellule si contraggono secondo il modello dello scorrimento dei filamenti; inoltre, l’energia necessaria per la contrazione è fornita dai mitocondri, presenti in gran numero. Le cellule del muscolo cardiaco hanno però una struttura che le rende uniche: si diramano e si connettono tra loro alle estremità, dove particolari giunzioni comunicanti permettono il passaggio dei potenziali d’azione. A ogni battito cardiaco, i potenziali d’azione si propagano così rapidamente tra le cellule, da produrre delle onde di eccitazione che investono tutto il cuore. Circa l’1% delle cellule muscolari cardiache funziona da sistema di conduzione: più o meno 70 volte al minuto, queste cellule specializzate danno origine alle onde di eccitazione che viaggiano dagli atri ai ventricoli con una frequenza ritmica e ordinata. (La contrazione sincronizzata delle quattro cavità è condizione indispensabile per un cuore efficiente). L’onda di eccitazione ha inizio nel nodo SA (abbreviazione per senoatriale). Questi è situato nella parete dell’atrio desto e genera impulsi elettrici molto simili a quelli prodotti dalle cellule nervose. Dal momento che le cellule muscolari cardiache sono connesse tra di loro da congiunzioni elettriche specializzate, gli impulsi si diffondono rapidamente attraverso entrambi gli atri, facendoli contrarre all’unisono . I segnali vengono trasmessi anche a una regione particolare, il nodo atrioventricolare (AV), situata nella parete tra l’atrio destro e il ventricolo destro. Qui gli impulsi vengono ritardati di circa 0,1 secondi; questo ritardo fa si che gli atri si contraggono per primi e svuotino completamente prima della contrazione dei ventricoli. Fibre muscolari specializzate trasmettono gli impulsi all’apice dei ventricoli e,attraverso le loro pareti, danno origine alle violente contrazioni che spingono il sangue fuori dal cuore. Nel caso di alcune malattie cardiache, questo sistema di autoregolazione non è in grado di mantenere regolare il ritmo cardiaco e , perciò,si deve far ricorso a un pacemaker artificiale, ossia a un piccolissimo dispositivo elettronico che viene impiantato chirurgicamente vicino al nodo atrioventricolare; i pacemaker artificiali emettono segnali elettrici che inducono una contrazione regolare della muscolatura cardiaca …

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