L’apparato circolatorio, insieme a quello respiratorio, permette agli organismi animali più complessi di trasportare e utilizzare le sostanze nutritive e l’ossigeno.
Esso è formato da una rete di canali in cui scorre il fluido che trasporta le sostanze disciolte, e da una pompa, il cuore, che fornisce la pressione per lo scorrimento del fluido. Esso prende il nome di emolinfa negli animali con apparato circolatorio aperto, in cui il fluido passa dai canali alle cavità del corpo, e di sangue negli animali con apparato circolatorio chiuso, in cui il fluido rimane sempre nei canali e scorre perciò più velocemente perché è sempre sotto pressione. Per legare e trasportare l’ossigeno il fluido possiede dei pigmenti respiratori, le emocianine nei Molluschi e le emoglobine nei Vertebrati e in molti Invertebrati.
Si possono definire due tipi di sistema circolatorio, quello chiuso e quello aperto, dove, a differenza che nel primo, non c’è distinzione tra i fluidi circolanti e i liquidi interstiziali.
Spugne, Echinodermi, Cnidari, Nematodi e vermi piatti non hanno un sistema circolatorio, con il cibo che dopo essere stato digerito nella bocca arriva alle cellule. L’ossigeno che si diffonde direttamente dall’acqua nelle cellule.
Negli Artropodi e nei Molluschi il sangue (in realtà un’emolinfa) entra nelle cavità corporee, lentamente e a bassa pressione. Negli Anellidi invece esiste un circuito chiuso in cui il fluido corporeo simile al sangue è mantenuto in circolazione dalle valvole dei vasi.
Anche i Vertebrati hanno un circuito chiuso. Attraverso la rete chiusa dei vasi sanguigni il sangue raggiunge tutti gli organi. Negli animali a sangue freddo (Anfibi e Rettili) si verifica una mescolanza di sangue ossigenato e deossigenato nel cuore, perché i ventricoli non sono completamente separati. Negli animali a sangue caldo, come gli Uccelli e i Mammiferi, il cuore è costituito da due atri e due ventricoli, in modo che vi sia una completa separazione del sangue ossigenato da quello deossigenato.
Nei Vertebrati l’apparato circolatorio diventa sempre più complesso passando dai Pesci ai Mammiferi: nei Pesci il cuore possiede solo un atrio e un ventricolo e la circolazione è detta semplice perché il sangue passa solo una volta dal cuore, uscendo ricco di ossigeno dal ventricolo e rientrando nell’atrio dopo aver rilasciato l’ossigeno alle cellule; nei Vertebrati terrestri invece la circolazione è detta doppia perché il sangue passa prima dal cuore ai polmoni per acquisire ossigeno (circolazione polmonare) poi torna al cuore e da lì viene pompato in tutto il resto del corpo (circolazione sistemica).
Nei Mammiferi, in particolare, l’apparato circolatorio è formato dai vasi sanguigni e dal cuore. I vasi sanguigni si distinguono in arterie, vene e capillari: le arterie trasportano il sangue dal cuore al resto del corpo e hanno pareti resistenti ed elastiche, le vene trasportano il sangue dalle varie parti del corpo al cuore e hanno pareti più sottili, i capillari infine sono i vasi più piccoli e sottili, che formano una rete intorno ai tessuti e collegano arterie e vene.
Il cuore è un organo cavo formato da un tessuto muscolare, il miocardio, avvolto da una membrana, il pericardio, e suddiviso in due cavità superiori separate, gli atri, e due inferiori ugualmente separate, i ventricoli. Ciascun atrio tuttavia comunica con il ventricolo sottostante: l’atrio sinistro tramite la valvola bicuspide o mitrale, l’atrio destro tramite la valvola tricuspide. Il miocardio genera impulsi che determinano la contrazione (sistole) e la dilatazione (diastole) alternate delle cavità del cuore, permettendo la circolazione del sangue: la contrazione dell’atrio sinistro spinge il sangue ossigenato proveniente dai polmoni nel ventricolo sottostante, che contraendosi a sua volta lo spinge nell’aorta per il trasporto a tutto il corpo; dopo aver ceduto l’ossigeno e le sostanze nutritive, il sangue torna attraverso le vene all’atrio destro, che contraendosi lo passa al ventricolo corrispondente, la cui contrazione infine lo spinge nell’arteria polmonare per il trasporto ai polmoni e l’assunzione di nuovo ossigeno. Il sangue ossigenato è detto arterioso, mentre quello povero di ossigeno è detto venoso.
Il sangue è l’unico tessuto fluido, ed è composto da cellule, i globuli rossi, i globuli bianchi e le piastrine, immerse nel plasma, un liquido contenente acqua, fibrinogeno (responsabile della coagulazione), sostanze nutritive, ormoni, enzimi e materiali di scarto. I globuli rossi sono piccole cellule prive di nucleo e ricche di emoglobina, che hanno infatti la funzione di trasportare l’ossigeno dai polmoni alle cellule. I globuli bianchi invece hanno funzioni di difesa immunitaria. Le piastrine, infine, sono piccoli frammenti di cellule prive di nucleo che hanno la funzione fondamentale di attivare la protrombina, proteina che determina la trasformazione del fibrinogeno in fibrina e la formazione, da questa, dei coaguli sanguigni, indispensabili per la riparazione di vasi danneggiati.
Il trasporto di sostanze negli organismi animali avviene però anche attraverso il sistema linfatico, costituito da capillari e vasi linfatici, che producono e trasportano in tutto il corpo la linfa, e da linfonodi, ghiandole che producono linfociti, depuratori della linfa. Questa è un fluido che deriva da sostanze del plasma drenate dai capillari e arricchite di linfociti.
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