Sistemul cardiovascular

Sistemul cardiovascular reprezintă una dintre cele mai complexe și vitale rețele din organismul uman, fiind responsabil pentru transportul sângelui, nutrienților, oxigenului și hormonilor în întregul corp. Acest sistem sofisticat funcționează neîntrerupt de la concepție până la sfârșitul vieții, pompând aproximativ 7.500 de litri de sânge zilnic prin intermediul unei rețele de vase sangvine care, dacă ar fi aranjate cap la cap, ar putea înconjura Pământul de aproximativ două ori și jumătate.

În acest articol comprehensiv, vom explora în detaliu anatomia și fiziologia sistemului cardiovascular, funcțiile sale esențiale, bolile comune care îl pot afecta și metodele prin care putem menține acest sistem vital în condiții optime de funcționare.

Componentele principale ale sistemului cardiovascular

Sistemul cardiovascular este format din trei componente principale: inima, vasele de sânge și sângele însuși. Fiecare dintre aceste componente joacă un rol crucial în menținerea homeostaziei organismului și în asigurarea funcțiilor vitale. Inima și vasele de sânge formează împreună sistemul circulator.

Inima: Motorul sistemului cardiovascular

Inima reprezintă centrul sistemului cardiovascular, fiind un organ muscular de mărimea unui pumn, localizat în cavitatea toracică, între plămâni. Acest organ remarcabil cântărește între 250 și 350 de grame la adulți și bate în medie de 100.000 de ori pe zi, pompând aproximativ 7.500 de litri de sânge.

Din punct de vedere anatomic, inima este compusă din patru camere: două atrii (superior) și două ventricule (inferior). Atriul drept primește sânge dezoxigenat din organism prin venele cave superioară și inferioară, în timp ce atriul stâng primește sânge oxigenat de la plămâni prin venele pulmonare. Ventriculul drept pompează sângele dezoxigenat către plămâni prin artera pulmonară, iar ventriculul stâng, cea mai puternică cameră a inimii, pompează sângele oxigenat în circulația sistemică prin intermediul aortei.

Inima (fig. 1) , o mică ,,pompă" de aproape 300 de grame, lucrează neobosită toată viața pentru ca sângele să circule în tot corpul. Este un organ musculos, cavitar, cu patru camere (două atrii și două ventricule) situat în cavitatea toracică, între cei doi plămâni.

Este adăpostită într-un sac fibros numit pericard, fixat de mușchiul diafragm și de organele din jur. Peretele inimii este format din miocard și endocard.

Figura 1. Secțiune frontală prin inimă

Baza inimii corespunde atriilor; la nivelul ei se observă cele opt vase mari ale inimii (fig. 1) :

• artera aortă
• artera pulmonară
• două vene cave (superioară și inferioară)
• patru vene pulmonare

Vârful inimii, rotunjit, orientat spre partea stângă a cutiei toracice, corespunde ventriculului stâng. Vascularizația bogată a inimii este realizată prin arterele și venele coronare.

Inima este învelită într-un sac fibros numit pericard, care o protejează și o ancorează în mediastin. Peretele inimii este format din trei straturi:

• Epicardul (stratul exterior)
• Miocardul (stratul mijlociu, format din țesut muscular cardiac)
• Endocardul (stratul interior care căptușește camerele inimii)

Un perete longitudinal împarte inima în două jumătăți complet separate:

• jumătatea dreaptă (atriul drept = AD și ventriculul drept = VD) conține sânge încărcat cu dioxid de carbon adus din organism;
• jumătatea stângă (atriul stâng = AS și ventriculul stâng = VS) conține sânge oxigenat adus de la plămâni.

Fiecare atriu comunică cu ventriculul corespunzător prin orificiul atrioventricular prevăzut cu o valvulă, susținută de corzi tendinoase. (AS comunică cu VS prin orificiul atrioventricular stâng prevăzut cuvalvula bicuspidă/mitrală, iar AD comunică cu VD prin orificiul atrioventricular drept prin valvula tricuspidă).

Mușchiul inimii - miocardul - este alcătuit din țesut muscular striat cardiac, cu structură și proprietăți caracteristice. Este mai subțire la nivelul atriilor și mai gros la nivelul ventriculelor.

Cavitățile inimii sunt căptușite de endocard, care se continuă și la nivelul vaselor de sânge. Endocardul se prezintă ca o membrană foarte netedă și transparentă.

Inima trimite sânge în artere:

• din ventriculul stâng, în artera aortă (sânge oxigenat);
• din ventriculul drept, în artera pulmonară (sânge neoxigenat).

La originea arterelor aortă și pulmonară se găsesc câte 3 valvule în formă de ,,cuib de rândunică", care împiedică întoarcerea sângelui în ventricule după contracția acestora (valvulele fac ca sângele să circule într-un singur sens, nu și în sens invers).

Inima primește sângele prin vene:

• prin patru vene pulmonare (sânge oxigenat de la plămâni); acestea se deschid în atriul stâng;
• prin două vene cave, superioară și inferioară

Sistemul de conducere electrică al inimii

Activitatea electrică a inimii este coordonată de un sistem specializat de conducere care include:

• Nodul sinoatrial (SA) - "pacemaker-ul natural" al inimii
• Nodul atrioventricular (AV)
• Fasciculul His
• Fibrele Purkinje

Acest sistem asigură contracția coordonată și ritmică a camerelor inimii, permițând pomparea eficientă a sângelui.

Proprietăţile inimii

Automatismul cardiac este proprietatea inimii de a-şi continua activitatea ritmică de contracţie în condiţiile izolării din organism. Automatismul este imprimat de ţesutul excitoconductor nodal, prin descărcarea automată de impulsuri. Structura corespunzătoare de imprimare a contracţiei inimii este nodulul sino-atrial Keith-Flack (60-80 contracţii/min.).

În ceilalţi centri de automatism stimulii generaţi au o frecvenţă mai mică (nodulul atrio-ventricular Aschoff-Tawara – 40/min, fasciculul Hiss – 25/min). Ei preiau comanda atunci când centrul de automatism superior este scos din funcţie.

Excitabilitatea (funcţia batmotropă) reprezintă capacitatea muşchiului aflat în repaus de a răspunde la excitanţi prin apariţia potenţialului de acţiune. Particular pentru miocard este faptul că prezintă inexcitabilitate periodică de lungă durată. El nu intră niciodată în tetanos, fapt ce asigură ritmicitatea contracţiilor cardiace.

Conductibilitatea este proprietatea miocardului de a conduce impulsurile de la nivelul nodulului sino-atrial în tot muşchiul (reprezintă propagarea excitaţiei la toate fibrele miocardului). Viteza de conducere a excitaţiei este mai mare prin căile internodale (1m/s) decât prin fibrele miocardului atrial (0,3m/s). La nivelulul nodulului atrio-ventricular, viteza de conducere este mai mică pentru a asigura încheierea sistolei atriale, înaintea apariţiei celei ventriculare necesar umplerii ventriculilor cu sânge.

La nivelul nodulului atrio-ventricular viteza este de 0,03-0,05m/s. Fasciculul Hiss şi fibrele Purkinje au viteze mari de transmitere a excitaţiilor pentru sincronizarea contracţiilor fibrelor miocardului ventricular din timpul sistolei ventriculare (5m/s).

Contractilitatea - contracţiile miocardului se numesc sistole, iar relaxările se numesc diastole. Contracţia miocardului este o secusă. Sursa de energie pentru contracţie o constituie ATP-ul.

Tonicitatea reprezintă proprietatea miocardului de a asigura o anumită tensiune a peretelui muscular şi în timpul diastolei.

Vasele de sânge: Rețeaua de transport

Vasele de sânge formează un sistem închis, prin care sângele curge într-un singur sens: inimă - artere (mari-----mijlocii-----mici) - arteriole (cele mai mici artere) - capilare------ venule (cele mai mici vene) - vene (mici - mijlocii - mari) – inimă

Vasele sangvine formează o rețea complexă de conducte prin care circulă sângele în organism. Există trei tipuri principale de vase sangvine:

1. Arterele

Arterele sunt vase care pleacă de la inimă și transportă sânge spre țesuturi. Calibrul lor scade de la inimă spre periferie. Peretele arterelor mari este elastic, iar pereții arterelor mijlocii și mici conțin numeroase fibre musculare netede. Arterele sunt situate în profunzime, protejate de planuri osoase.

2. Venele

Venele transportă sângele de la țesuturi înapoi către inimă. Spre deosebire de artere, venele au pereți mai subțiri și mai puțin elastici, dar sunt echipate cu valve unidirecționale care previn refluxul sangvin. Sistemul venos începe cu venule mici care colectează sângele din capilare și se unesc pentru a forma vene din ce în ce mai mari. Venele principale care returnează sângele la inimă sunt vena cavă superioară (de la cap și membrele superioare) și vena cavă inferioară (de la trunchi și membrele inferioare).

3. Capilarele

Capilarele sunt cele mai mici vase sangvine, având un diametru atât de mic încât globulele roșii trebuie să treacă prin ele una câte una. Pereții capilarelor sunt formați dintr-un singur strat de celule endoteliale, permițând schimbul eficient de gaze, nutrienți și deșeuri între sânge și țesuturi. Această rețea capilară extinsă asigură că nicio celulă din organism nu se află la mai mult de 0,1 mm de o sursă de sânge.

Capilarele formează rețele întinse care fac legătura între artere și vene. Peretele lor este subțire, alcătuit dintr-un singur strat de celule.

Peretele vaselor mari (artere, vene) este alcătuit din trei tunici (fig. 2):

• intima (tunica internă)
• media (tunica mijlocie)
• adventicea (tunica externă)

Peretele capilarelor este foarte subțire și este format din endoteliu sprijinit pe membrana bazală. Principalele proprietăţi ale capilarelor sunt motricitatea şi permeabilitatea.

Artera aortă - cea mai mare arteră a corpului, pornește din ventriculul stâng și duce sânge oxigenat în tot corpul. Se curbează deasupra inimii și formează cârja aortică și apoi are traseu descendent străbătând toracele - aorta toracică și abdomenul - aorta abdominală. Din aortă se desprind numeroase ramuri, care irigă tot corpul (cap, membre superioare, organele din cavitatea toracică și abdominală, membrele inferioare).

Figura 2. Structura arterelor și venelor

Artera pulmonară pornește din ventriculul drept; se bifurcă în artera pulmonară dreaptă și stângă și duce sânge încărcat cu dioxid de carbon la plămâni.

Venele cave (superioară și inferioară) sunt vase care vin la inimă și aduc din corp sânge încărcat cu dioxid de carbon. Se deschid în atriul drept.

Venele pulmonare - în număr de patru, vin de la plămâni cu sânge oxigenat și se deschid în atriul stâng.

Vena portă este o venă aparte a marii circulații, care transportă spre ficat sânge încărcat cu substanțe nutritive rezultate în urma absorbției intestinale. 

Ciclul cardiac

Miocardul se contractă ritmic și automat. Contracțiile inimii se numesc sistole, iar relaxările diastole. Succesiunea unei contracţii (sistolă) şi a unei relaxări cardiace (diastolă) constitute ciclul sau revoluţia cardiacă, având o durată de 0,8 s (70/min). Perioadele de relaxare a miocardului sunt mai lungi decât cele de contracție. Acest lucru face ca inima să bată o viață întreagă fără să obosească. În cursul unor eforturi fizice intense, frecvenţa cardiacă poate creşte până la 200 de bătăi /minut.

În timpul diastolei atriale sângele adus la cord de venele mari se acumulează în atrii, deoarece valvele atrioventriculare sunt închise. După terminarea sistolei ventriculare, presiunea intraventriculară scade rapid, devenind inferioară celei atriale şi, ca urmare, valvele atrioventriculare se deschid şi sângele se scurge pasiv din atrii în ventricule. Umplerea ventriculară pasivă este răspunzătoare pentru aproximativ 70% din sângele care trece din atrii în ventricule, restul de 30% fiind împins, ca urmare a sistolei atriale.

Sistola atrială are durată scurtă (0,1 s) şi eficienţă redusă, din cauză că miocardul atrial este slab dezvoltat. În timpul sistolei atriale, sângele nu poate refula în venele mari, din cauza contracţiei concomitente a unor fibre cu dispoziţie circulară, care înconjură orificiile de vărsare ale acestor vene în atrii; ca urmare, sângele trece în ventricule. După ce s-au contractat, atriile intră în diastolă -0,7 s.

Sistola ventriculară urmează după cea atrială (0,3 s). Curând după ce ventriculul a început să se contracte, presiunea intraventriculară depăşeşte pe cea intraatrială şi, ca urmare, se închid valvele atrioventriculare. Urmează o perioadă scurtă în care ventriculul este complet închis, contracţia ventriculară determinând creşterea presiunii intraventriculare.

Perioada de timp cât ventriculele devin cavităţi închise se numeşte diastolă izovolumetrică. Când presiunea intraven-triculară depăşeşte pe cea din arterele ce pleacă din cord, se deschid valvulele semilunare de la baza acestor vase şi începe evacuarea sângelui din ventricul.

Evacuarea sângelui se face la început rapid şi apoi lent, presiunea intraventriculară scăzând progresiv. În timpul sistolei, ventriculele expulzează în aortă şi, respectiv, în artera pulmonară, 70-90 ml sânge - debit sistolic.

După sistolă ventriculele se relaxează, presiunea intraventriculară scade rapid şi, când ajunge sub nivelul celei din arterele mari, se închid valvulele sigmoide.

Ventriculele continuă să se relaxeze şi, o anumită perioadă de timp, sunt din nou cavităţi închise; treptat presiunea intraventriculară scade sub nivelul celei intraatriale, se deschid valvele atrioventriculare, sângele din atrii începe să se scurgă pasiv în ventricule şi ciclul reîncepe; diastola durează 0,5 s.

De la sfârşitul sistolei ventriculare până la începutul unei noi sistole atriale, inima se găseşte în stare de repaus mecanic - diastola generală (0,4 s).

Activitatea mecanică a cordului este apreciată pe baza valorii debitelor sistolic şi cardiac.

Debitul sistolic reprezintă cantitatea de sânge expulzat de ventricule la fiecare sistolă şi variază între 70-90 ml.

Debitul cardiac , obţinut prin înmulţirea debitului sistolic cu frecvenţa cardiacă pe minut are valori de aproximativ 5,5 l, dar poate creşte în timpul efortului muscular pana la 30-40 l; debitul cardiac creşte şi în timpul sarcinii, al febrei, şi scade în timpul somnului.

Circuitul sangvin: Două sisteme interconectate

Circulația sângelui este constituită din două circuite vasculare, complet separate, dar strâns corelate funcțional:

• Circulația sistemică/marea circulație;
• Circulația pulmonară/mica circulație.

Deci circulația este dublă (are două circuite) și completă(sângele încărcat cu oxigen nu se amestecă cu sângele încărcat cu dioxid de carbon).

Activitatea inimii este însoțită de două zgomote specifice, care pot fi auzite cu ajutorul stetoscopului:

• primul zgomot (sistolic) , lung, surd - produs de închiderea valvulelor atrioventriculare și expulzarea sângelui din ventricule;
• al doilea zgomot (diastolic) scurt, ascuțit, datorat închiderii valvulelor de la baza celor două artere mari (aorta și artera pulmonară).

Inima deservește două ,,circuite”, care reprezintă marea și mica circulație.

Circulația pulmonară (mica circulație)

Circulația mare (inimă - corp - inimă) începe în ventriculul stâng prin artera aortă care transportă sângele cu O2 și substanțe nutritive spre țesuturi și organe. De la nivelul acestora, sângele încărcat cu CO2 este preluat de cele două vene cave (cavă superioară și cavă inferioară) care îl duc în atriul drept.

Circulația sistemică (marea circulație)

Circulația mică (inimă - plămâni - inimă) începe în ventriculul drept prin trunchiul arterei pulmonare, care transportă spre plămân sânge cu CO2. Trunchiul pulmonar se împarte în cele două artere pulmonare, care duc sângele cu CO2 spre rețeaua capilară din jurul alveolelor, unde îl cedează alveolelor care îl elimină prin expirație. Sângele cu O2 este colectat de venele pulmonare, câte două pentru fiecare plămân. Cele patru vene pulmonare sfârșesc în atriul stâng.

Funcțiile esențiale ale sistemului cardiovascular

Sistemul cardiovascular îndeplinește numeroase funcții vitale pentru organism:

1. Transportul gazelor respiratorii

Sângele transportă oxigenul de la plămâni către țesuturi și dioxidul de carbon de la țesuturi înapoi la plămâni pentru eliminare.

2. Transportul nutrienților

Sistemul cardiovascular transportă nutrienții absorbiți în sitemul digestiv (glucoză, aminoacizi, acizi grași, vitamine, minerale) către toate celulele organismului.

3. Eliminarea deșeurilor metabolice

Produsele reziduale ale metabolismului celular sunt colectate de sânge și transportate către organele de excreție, în principal rinichii, pentru eliminare.

4. Transportul hormonal

Hormonii secretați de glandele endocrine sunt transportați prin sânge către organele și țesuturile țintă, permițând comunicarea intercelulară și coordonarea activităților fiziologice.

5. Reglarea temperaturii corporale

Sistemul cardiovascular contribuie la termoreglare prin ajustarea fluxului sangvin către piele. Când temperatura corporală crește, vasele sangvine cutanate se dilată, permițând pierderea de căldură. Când temperatura scade, aceste vase se contractă, conservând căldura.

6. Menținerea echilibrului acido-bazic

Sângele conține sisteme tampon care ajută la menținerea pH-ului în limite fiziologice (7,35-7,45), esențial pentru funcționarea normală a enzimelor și proceselor metabolice.

7. Apărarea imunitară

Leucocitele transportate în sânge asigură protecția organismului împotriva agenților patogeni și substanțelor străine.

8. Coagularea și prevenirea hemoragiilor

Trombocitele și factorii de coagulare prezenți în sânge permit formarea cheagurilor pentru a opri sângerările și a preveni pierderea excesivă de sânge în caz de leziuni.

Afecțiuni comune ale sistemului cardiovascular

Bolile cardiovasculare reprezintă principala cauză de deces la nivel global. Iată câteva dintre cele mai frecvente afecțiuni:

1. Boala coronariană

Caracterizată prin îngustarea arterelor coronare care alimentează inima cu sânge, din cauza acumulării de plăci de aterom (ateroscleroză). Aceasta poate duce la angină pectorală (durere toracică) sau infarct miocardic (atac de cord).

2. Insuficiența cardiacă

Apare când inima nu poate pompa suficient sânge pentru a satisface nevoile metabolice ale organismului. Poate fi cauzată de diverse afecțiuni, inclusiv boala coronariană, hipertensiune arterială sau cardiomiopatie.

3. Aritmiile cardiace

Reprezintă tulburări ale ritmului cardiac normal. Acestea includ tahicardia (ritm cardiac prea rapid), bradicardia (ritm cardiac prea lent) și fibrilația atrială (contracții neregulate și rapide ale atriilor).

4. Hipertensiunea arterială

Cunoscută și ca "tensiune arterială ridicată", această afecțiune cronică implică o presiune persistentă anormal de ridicată în arterele sistemice. Este un factor major de risc pentru accidentul vascular cerebral, infarctul miocardic și insuficiența renală.

5. Accidentul vascular cerebral

Rezultă din întreruperea fluxului sangvin către o parte a creierului, fie din cauza unui cheag de sânge (accident vascular ischemic), fie din cauza ruperii unui vas de sânge (accident vascular hemoragic).

6. Valvulopatiile cardiace

Afecțiuni ale valvelor cardiace care pot implica stenoza (îngustarea) sau regurgitarea (închiderea incompletă), afectând fluxul sangvin prin inimă.

7. Anevrismul

Reprezintă dilatarea anormală a peretelui unui vas de sânge, cel mai frecvent la nivelul aortei. Ruptura unui anevrism poate duce la hemoragie severă și deces.

8. Tromboza venoasă profundă

Formarea unui cheag de sânge într-o venă profundă, de obicei la nivelul membrelor inferioare. Dacă cheagul se desprinde și ajunge în plămâni, poate cauza embolie pulmonară, o afecțiune potențial letală.

Factori de risc pentru bolile cardiovasculare

Principalii factori de risc includ:

• Factori nemodificabili: vârsta, sexul, istoricul familial, genetica
• Factori modificabili: fumatul, sedentarismul, alimentația nesănătoasă, consumul excesiv de alcool, obezitatea, stresul cronic, hipertensiunea arterială, diabetul zaharat, dislipidemia

Menținerea sănătății sistemului cardiovascular

Pentru a menține sistemul cardiovascular în condiții optime de funcționare, se recomandă:

1. Adoptarea unei diete echilibrate

O alimentație bogată în fructe, legume, cereale integrale, proteine slabe și grăsimi sănătoase (precum cele din pește, nuci și ulei de măsline) poate reduce riscul de boli cardiovasculare. Se recomandă limitarea consumului de alimente procesate, zahăr adăugat, sare și grăsimi saturate.

2. Practicarea regulată a exercițiilor fizice

Activitatea fizică moderată timp de cel puțin 150 de minute pe săptămână sau activitatea intensă timp de 75 de minute pe săptămână îmbunătățește funcția cardiovasculară. Exercițiile aerobice, precum mersul alert, înotul sau ciclismul, sunt deosebit de benefice.

3. Menținerea unei greutăți sănătoase

Obezitatea și excesul de greutate cresc semnificativ riscul de boli cardiovasculare. Menținerea unui indice de masă corporală (IMC) în intervalul normal (18,5-24,9) reduce acest risc.

4. Renunțarea la fumat

Fumatul deteriorează vasele sangvine, crește tensiunea arterială și reduce nivelul de oxigen din sânge. Renunțarea la fumat îmbunătățește rapid sănătatea cardiovasculară.

5. Limitarea consumului de alcool

Consumul moderat de alcool poate avea unele beneficii cardiovasculare, dar consumul excesiv poate duce la hipertensiune, aritmii și cardiomiopatie.

6. Gestionarea stresului

Stresul cronic contribuie la hipertensiune și alte probleme cardiovasculare. Tehnicile de relaxare, meditația, yoga și activitățile recreative pot ajuta la reducerea nivelului de stres.

7. Monitorizarea regulată a parametrilor cardiovasculari

Verificarea periodică a tensiunii arteriale, nivelului de colesterol și glicemiei permite detectarea timpurie a factorilor de risc și intervenția promptă.

8. Respectarea tratamentului medical prescris

Pentru persoanele diagnosticate cu afecțiuni cardiovasculare, aderența la tratamentul prescris și respectarea recomandărilor medicale sunt esențiale pentru gestionarea eficientă a bolii și prevenirea complicațiilor.

Inovații și cercetări recente în domeniul cardiovascular

Domeniul cardiologiei cunoaște progrese semnificative, cu inovații precum:

• Dispozitive cardiace miniaturizate: Noi generații de stimulatoare cardiace și defibrilatoare implantabile, mai mici și mai eficiente
• Valve cardiace artificiale: Înlocuiri valvulare transcateter, care evită necesitatea unei intervenții chirurgicale deschise
• Terapii regenerative: Utilizarea celulelor stem pentru repararea țesutului cardiac deteriorat
• Tehnici imagistice avansate: Pentru diagnosticarea mai precisă a afecțiunilor cardiovasculare
• Medicație inovatoare: Noi clase de medicamente pentru tratamentul hipertensiunii, insuficienței cardiace și hipercolesterolemiei

In concluzie

Sistemul cardiovascular reprezintă o rețea remarcabilă care susține toate funcțiile vitale ale organismului uman. Înțelegerea anatomiei, fiziologiei și patologiei acestui sistem este esențială nu doar pentru profesioniștii din domeniul medical, ci și pentru fiecare individ care dorește să-și mențină sănătatea optimă.

Prin adoptarea unui stil de viață sănătos, monitorizarea regulată a parametrilor cardiovasculari și aderența la recomandările medicale, putem contribui semnificativ la menținerea integrității și funcționalității acestui sistem vital pe tot parcursul vieții. Progresele continue în cercetarea medicală și tehnologia cardiovasculară oferă, de asemenea, speranțe pentru tratamente mai eficiente și mai puțin invazive pentru bolile cardiovasculare în viitor.

Investiția în sănătatea sistemului cardiovascular reprezintă, fără îndoială, una dintre cele mai importante decizii pe care le putem lua pentru binele nostru general și pentru calitatea vieții pe termen lung.