18.2: Будова і функції кровоносних судин
- Page ID
- 68237
До кінця цього розділу ви зможете:
- Порівняйте і контрастуйте три туніки, що складають стінки більшості кровоносних судин.
- Розрізняють еластичні артерії, м'язові артерії та артеріоли на основі структури, розташування та функції
- Порівняйте та порівняйте три типи капілярів на основі структури, розташування та функції
- Опишіть основну будову капілярного русла, від подає метартеріола до венули, в яку він стікає
- Порівняйте та порівняйте вени, венули та венозні пазухи на основі структури, розташування та функції
- Обговоріть кілька факторів, що впливають на кровотік в венозній системі
Кров здійснюється по організму через кровоносні судини. Артерія - це кровоносна судина, яка несе кров від серця, де розгалужується на все більш дрібні судини. Зрештою, найдрібніші артерії, судини, звані артеріолами, далі розгалужуються на крихітні капіляри, де обмінюються поживними речовинами та відходами, а потім поєднуються з іншими судинами, які виходять з капілярів, утворюючи венули, дрібні кровоносні судини, які несуть кров до вени, більша кровоносна судина, яка повертає кров до серце.
Кровотік - це рух крові через посудину, тканину або орган. Уповільнення або блокування кровотоку називається опором. Артеріальний тиск - це сила, яку кров чинить на стінки кровоносних судин або камер серця. До компонентів артеріального тиску відносять систолічний тиск, що виникає в результаті скорочення шлуночків, і діастолічний тиск, що виникає в результаті розслаблення шлуночків. Пульс, розширення і відкат артерії, відображає серцебиття. В артеріальній системі вазодилатація і звуження судин артеріол є значним фактором системного артеріального тиску: незначна вазодилатація сильно знижує опір і збільшує потік, тоді як незначне звуження судин значно підвищує опір і зменшує потік. В артеріальній системі при збільшенні опору підвищується артеріальний тиск і знижується потік. У венозній системі звуження підвищує артеріальний тиск, як це відбувається в артеріях; зростаючий тиск сприяє поверненню крові до серця. Крім того, звуження призводить до того, що просвіт судини стає більш округлим, зменшуючи опір і збільшуючи кровотік.
Артерії і вени транспортують кров у двох різних контурах: системному контурі і легеневому контурі (рис.\(\PageIndex{1}\)). Системний контур починається в лівому передсерді серця і закінчується порожнистими венами і коронарним синусом, які стікають в праве передсердя. Системні артерії забезпечують кров, багату киснем, до тканин організму; цю кров часто називають кров'ю, насиченою киснем. Кров, що повертається до серця через системні вени, має менше кисню, оскільки значна частина кисню, що переноситься артеріями, була доставлена до клітин; цю кров часто називають дезоксигенізованою кров'ю. Навпаки, легеневий контур починається в правому передсерді і закінчується в легеневих венах, які стікають в ліве передсердя. Легеневі артерії переносять кров з низьким вмістом кисню виключно в легені для газообміну. Потім легеневі вени повертають свіжо насичену киснем кров з легенів до серця, щоб викачуватися назад в системний кровотік. Хоча артерії і вени відрізняються структурно і функціонально, вони мають певні особливості.
Малюнок\(\PageIndex{1}\): Серцево-судинний кровообіг у легеневих та системних ланцюгах Легенева ланцюг переміщує кров з правого боку серця в легені і назад до серця. Системний контур переміщує кров з лівого боку серця до голови і тіла і повертає її в праву частину серця для повторення циклу. Кров тече в одному напрямку до капілярного русла та з них, кожне з яких має мережу взаємопов'язаних капілярів, які розташовані між артеріальною та венозною сторонами циркуляції по всьому тілу, щоб забезпечити газовий і поживний обмін. У легеневому контурі дезоксигенізована кров тече по артеріальній стороні контуру, тоді як насичена киснем кров тече на венозну сторону. У системному контурі насичена киснем кров тече по артеріальній стороні контуру, в той час як дезоксигенізована кров тече на венозній стороні. На малюнку стрілки вказують напрямок кровотоку, а кольори показують відносні рівні концентрації кисню. (Кредит зображення: «Серцево-судинний кровообіг у легеневих та системних ланцюгах» Джулі Дженкс/Похідне від оригінальної роботи)Структурні характеристики судин
Різні типи кровоносних судин трохи різняться за своєю структурою, але вони мають однакові загальні риси. Артерії та артеріоли мають товщі стінки, ніж вени і венули, оскільки вони знаходяться ближче до серця і отримують кров, яка сплеск при набагато більшому тиску (рис.\(\PageIndex{2}\)). Кожен тип судини має просвіт —порожнистий прохід, по якому протікає кров. Артерії мають менші просвіти, ніж вени, характеристика, яка допомагає підтримувати тиск крові, що рухається по системі. Разом їх товщі стінки і менші діаметри надають артеріальним просвітам більш округлий вигляд в поперечному перерізі, ніж просвіти вен.
Малюнок\(\PageIndex{2}\): Будова кровоносних судин. (а) Артерії і (б) вени мають однакові загальні риси, але стінки артерій набагато товщі через більш високого тиску крові, що протікає через них. (c) Мікрофотографія показує артерію та вену аналогічного розміру. Відзначимо відносні відмінності в товщині стінки і порівняємо круглий просвіт артерії з сплющеним просвітом вени. ММ × 160. (Кредит зображення: «Порівняння артерії та вени» Джулі Дженкс/Похідна від оригінальної роботи/Мікрофотографія, надана регентами медичної школи Мічиганського університету © 2012)До того моменту, як кров пройшла через капіляри і увійшла в венули, тиск, спочатку чинився на неї серцевими скороченнями, зменшився. Іншими словами, в порівнянні з артеріями венули і вени витримують набагато менший тиск з боку крові, що протікає по ним. Їх стінки значно тонші, а їх просвіти відповідно більші в діаметрі, що дозволяє більше крові текти з меншим опором судин. Крім того, багато вен тіла, особливо кінцівок, містять клапани, які сприяють односпрямованому потоку крові до серця. Це критично важливо, оскільки кровотік стає млявим в кінцівках, в результаті зниження тиску і впливу сили тяжіння.
Стінки артерій і вен значною мірою складаються з живих клітин і їх продуктів (включаючи колаген і еластичні волокна); клітини вимагають харчування і виробляють відходи. Оскільки кров проходить через більші судини відносно швидко, існує обмежена можливість крові в просвіті судини забезпечити харчування або видалити відходи з клітин судини. Крім того, стінки великих судин занадто товсті, щоб поживні речовини дифундували до всіх клітин. Більші артерії та вени містять дрібні кровоносні судини в своїх стінках, відомі як vasa vasorum - буквально «судини судини» - щоб забезпечити їм цей критичний обмін. Оскільки тиск всередині артерій відносно високий, vasa vasorum повинен функціонувати у зовнішніх шарах судини (див. Рис.\(\PageIndex{2}\)), Або тиск, який чинить кров, що проходить через посудину, зруйнує його, запобігаючи виникненню будь-якого обміну. Нижній тиск всередині вен дозволяє вазоруму розташовуватися ближче до просвіту. Обмеження vasa vasorum зовнішніми шарами артерій вважається однією з причин того, що захворювання артерій зустрічаються частіше, ніж венозні захворювання, оскільки їх розташування ускладнює живлення клітин артерій і видалення продуктів життєдіяльності. У стінках обох типів судин також є хвилинні нерви, які контролюють скорочення і розширення гладкої мускулатури. Ці хвилинні нерви відомі як нервовий вазорум.
Обидві артерії і вени мають однакові три чіткі тканинні шари, звані туніками (від латинського терміна туніка, для одягу, вперше носили стародавні римляни). Від самого внутрішнього шару до зовнішнього, ці туніки - це туніка інтима, туніка медіа та зовнішня туніка (див. Малюнок\(\PageIndex{2}\)). Таблиця\(\PageIndex{1}\) порівнює і контрастує туніки артерій і вен.
| Туніка (Шар) | Артерії | вени |
|---|---|---|
| Загальний зовнішній вигляд | Товсті стінки з невеликими просвітами Зазвичай виглядають округлими. |
Тонкі стінки з великими просвітами Зазвичай виглядають сплющеними. |
| Туніка Інтима | Ендотелій зазвичай з'являється хвилястим через звуження гладкої мускулатури. Внутрішня еластична мембрана, присутня в більших судибах. |
Ендотелій виглядає гладким. Внутрішня еластична мембрана відсутня. |
| Туніка Медіа |
У нормі переважають найтовстіший шар в артеріях |
У нормі тонше, ніж зовнішня туніка, клітини гладкої мускулатури з еластичними і колагеновими волокнами Nervi vasorum і vasa vasorum присутні Зовнішня еластична мембрана відсутня. |
| Зовнішня туніка | Зазвичай тонше, ніж туніка середовища у всіх, крім найбільших артерій, Колаген і еластичні волокна Nervi vasorum і vasa vasorum присутні. |
У нормі найбільш товстий шар у венах переважають колаген і гладкі волокна Деякі гладкі м'язові волокна Nervi vasorum і vasa vasorum присутні |
Туніка Інтима
Туніка інтима (її ще називають тунікою interna) складається з епітеліального і сполучнотканинного шарів. Вистилає інтиму туніки - це спеціалізований простий плоскоклітинний епітелій, який називається ендотелієм, який є безперервним по всій судинній системі, включаючи вистилання камер серця. Пошкодження цієї ендотеліальної оболонки та вплив крові на колагенові волокна внизу є однією з основних причин утворення згустків. До недавнього часу ендотелій розглядався просто як межа між кров'ю в просвіті і стінками судин. Останні дослідження, однак, показали, що це фізіологічно важливо для таких заходів, як допомога в регулюванні капілярного обміну та зміна кровотоку. Ендотелій виділяє місцеві хімічні речовини, звані ендотелінами, які можуть звужувати гладку мускулатуру в стінках судини для підвищення артеріального тиску. Некомпенсоване перевиробництво ендотелінів може сприяти гіпертонії (високий кров'яний тиск) і серцево-судинних захворювань.
Поруч з ендотелієм знаходиться базальна мембрана, або базальна пластинка, яка ефективно зв'язує ендотелій зі сполучною тканиною. Базольна мембрана забезпечує міцність при збереженні гнучкості, і вона проникна, дозволяючи матеріалам проходити крізь неї. Тонкий зовнішній шар туніки інтими містить невелику кількість ареолярної сполучної тканини, яка складається переважно з еластичних волокон для забезпечення судини додаткової гнучкості; він також містить деякі колагенові волокна для забезпечення додаткової міцності.
У більших артеріях також є товстий виразний шар еластичної сполучної тканини, відомий як внутрішня еластична мембрана (також називається внутрішньою еластичною пластинкою) на кордоні з середовищем туніки. Як і інші компоненти інтими туніки, внутрішня еластична мембрана забезпечує структуру, дозволяючи посудині розтягуватися. Вона пронизана невеликими отворами, що дозволяють обмінюватися матеріалами між туніками. Внутрішня еластична мембрана не простежується в венах. Крім того, багато вен, особливо в нижніх кінцівках, містять односторонні клапани, утворені ділянками потовщеного ендотелію, які посилені сполучною тканиною, що поширюється в просвіт.
Під мікроскопом просвіт і вся туніка інтими вени здаватимуться гладкими, тоді як просвіт артерії зазвичай виглядатимуть хвилястими через часткове звуження гладкої мускулатури в середовищі туніки, наступного шару стінок кровоносних судин.
Туніка Медіа
Медіа туніки є істотним середнім шаром стінки судини (див. Рис.\(\PageIndex{2}\)). Це, як правило, найтовстіший шар в артеріях, і він набагато товщі в артеріях, ніж у венах. Медіа туніки складається з шарів гладкої мускулатури, підтримуваних сполучною тканиною, яка в основному складається з еластичних волокон, більшість з яких розташовані в кругових листах. У напрямку до зовнішньої частини туніки також розташовуються шари поздовжньої гладкої мускулатури. Скорочення і розслаблення кругових м'язів зменшуються і збільшуються відповідно діаметр просвіту судини. Зокрема, в артеріях звуження судин зменшує кровотік, оскільки гладка мускулатура в стінках середовища туніки скорочується, роблячи просвіт вужчим і підвищуючи артеріальний тиск. Так само вазодилатація збільшує кровотік у міру розслаблення гладкої мускулатури, дозволяючи просвіту розширюватися і знижуватися артеріальний тиск. І вазоконстрикція, і вазодилатація частково регулюються дрібними судинними нервами, відомими як nervi vasorum, або «нерви судини», які проходять в стінках судин. Нейронні та хімічні механізми зменшують або збільшують кровотік у відповідь на зміну умов тіла, від фізичних вправ до гідратації.
Гладком'язові шари середовища туніки підтримуються каркасом колагенових волокон, який також пов'язує середовище туніки з внутрішньою і зовнішньою тунікою. Поряд з колагеновими волокнами знаходиться велика кількість еластичних волокон, які виглядають у вигляді хвилястих ліній в підготовлених слайдах. Відокремлюючи середовище туніки від зовнішньої зовнішньої туніки в більших артеріях - це зовнішня еластична мембрана (також називається зовнішньою еластичною пластинкою), яка також виглядає хвилястою в слайдах. Ця структура зазвичай не спостерігається в менших артеріях, а також не спостерігається у венах.
Зовнішня туніка
Зовнішня туніка, tunica externa (також називається tunica adventitia), являє собою істотну оболонку щільної неправильної сполучної тканини, що складається в основному з колагенових волокон. Деякі смуги еластичних волокон зустрічаються тут, а також. Зовнішня туніка в венах також містить групи гладком'язових волокон. Це, як правило, найтовстіша туніка у венах і може бути товстішою, ніж туніка в деяких великих артеріях. Зовнішні шари зовнішньої туніки не відрізняються, а скоріше поєднуються з навколишньою сполучною тканиною поза судини, допомагаючи утримувати посудину у відносному положенні. Якщо ви зможете пальпувати деякі поверхневі вени на верхніх кінцівках і спробувати їх зрушити, ви виявите, що зовнішня туніка перешкоджає цьому. Якщо зовнішня туніка не утримувала посудину на місці, будь-який рух, швидше за все, призведе до порушення кровотоку.
Артерії
Артерія - це кровоносна судина, яка проводить кров від серця. Всі артерії мають відносно товсті стінки, які витримують високий тиск крові, що викидається з серця. Однак близькі до серця мають самі товсті стінки, що містять високий відсоток еластичних волокон у всіх трьох своїх туніках. Цей тип артерії відомий як еластична артерія (рис.\(\PageIndex{3}\)). Судини діаметром більше 10 мм, як правило, еластичні. Їх рясні еластичні волокна дозволяють їм розширюватися, так як через них проходить кров, що перекачується з шлуночків, а потім віддалятися після того, як пройшов сплеск. Якби стінки артерій були жорсткими і не в змозі розширюватися і віддалятися, їх опір кровотоку значно збільшився б, а артеріальний тиск підніметься до ще більш високих рівнів, що, в свою чергу, вимагало б від серця важче перекачувати, щоб збільшити обсяг крові, що виганяється кожним насосом, і підтримувати адекватний тиск і потік. Стінки артерій повинні були б стати ще товщі у відповідь на це підвищений тиск. Еластична віддача судинної стінки допомагає підтримувати градієнт тиску, який проганяє кров по артеріальній системі. Еластична артерія також відома як провідна артерія, оскільки великий діаметр просвіту надає їй низький опір і дозволяє їй приймати великий обсяг крові від серця, який проводиться до менших гілок в межах областей тіла.
Малюнок\(\PageIndex{3}\): Типи артерій і артеріол. Показано порівняння стінок еластичної артерії, м'язової артерії, артеріоли. Масштаб стінки кожної посудини був скоригований для порівняння на цій ілюстрації. Середа туніки найбільш товста в м'язових артеріях пропорційно діаметру просвіту. Туніка зовнішня дуже тонка і неповна в артеріолах. (Кредит зображення: «Типи артерій та артеріол» Джулі Дженкс/Похідне від оригінальної роботи)Далі від серця, де приплив крові зменшився, відсоток еластичних волокон в інтимі туніки артерії зменшується і кількість гладкої мускулатури в її тунічних середовищах збільшується. Артерія в цьому місці описується як м'язова артерія. Діаметр м'язових артерій зазвичай коливається від 0,1 мм до 10 мм. Їх товста туніка середовища дозволяє м'язовим артеріям відігравати провідну роль у звуженні судин, яка контролює приплив крові до окремих органів. На відміну від цього, їх зменшена кількість еластичних волокон обмежує їх здатність розширюватися. На щастя, оскільки артеріальний тиск зменшився до моменту досягнення цих більш віддалених судин, еластичність стала менш важливою.
Зверніть увагу, що хоча відмінності між еластичними та м'язовими артеріями важливі, немає «лінії розмежування», де еластична артерія раптово стає м'язової. Швидше відбувається поступовий перехід, оскільки судинне дерево багаторазово розгалужується. У свою чергу, м'язові артерії розгалужуються для розподілу крові до великої мережі артеріол, які доставляють кров до капілярів всередині конкретних органів і тканин. З цієї причини м'язова артерія також відома як розподільна артерія.
Артеріоли
Артеріола - це дуже маленька артерія, яка веде до капіляра. Артеріоли мають ті ж три туніки, що і більші судини, але товщина кожної сильно зменшується. Критична ендотеліальна оболонка інтими туніки є неушкодженою. Медіа туніки обмежується одним або двома гладкими м'язовими клітинними шарами по товщині. Зовнішня туніка залишається, але дуже тонка, оскільки артеріоли підтримуються і утримуються на місці шляхом їх розташування всередині органів і тканин (див. Малюнок\(\PageIndex{3}\)).
При просвіті в середньому 30 мікрометрів або менше в діаметрі артеріоли мають вирішальне значення для уповільнення - або опору - кровотоку і, таким чином, спричиняючи значне падіння артеріального тиску. Через це ви можете побачити їх називають судинами опору. М'язові волокна в артеріолах, як правило, трохи скорочуються, що призводить до того, що артеріоли підтримують постійний м'язовий тонус - у цьому випадку називають судинним тонусом - подібно до м'язового тонусу скелетних м'язів. В реальності всі кровоносні судини проявляють судинний тонус за рахунок часткового скорочення гладкої мускулатури. Важливість артеріол полягає в тому, що вони будуть первинним місцем як резистентності, так і регуляції артеріального тиску. Точний діаметр просвіту артеріоли в будь-який момент визначається нервовим і хімічним контролем, а вазоконстрикція і вазодилатація в артеріолах є первинними механізмами розподілу кровотоку по капілярних руслах, а також регуляції системного артеріального тиску.
РОЗЛАДИ...
Серцево-судинна система: Атеросклероз
Дотримання дозволяє артерії розширюватися, коли через неї перекачується кров з серця, а потім віддаватися після того, як пройшов сплеск. Це допомагає сприяти кровотоку. При атеросклерозі знижується комплаєнс, підвищується тиск і опір всередині судини. Це є провідною причиною гіпертонії та ішемічної хвороби серця, оскільки це змушує серце працювати важче, щоб створити тиск, достатньо великий, щоб подолати опір.
Атеросклероз починається з травмування ендотелію артерії, яке може бути викликано роздратуванням від підвищеної глюкози в крові, інфекцією, вживанням тютюну, надмірною кількістю ліпідів крові та іншими факторами. Стінки артерій, які постійно піддаються стресу крові, що протікає при високому тиску, також частіше травмуються - це означає, що гіпертонія може сприяти атеросклерозу, а також внаслідок цього.
Нагадаємо, що травмування тканин викликає запалення. Оскільки запалення поширюється на стінку артерії, воно слабшає і рубцює її, залишаючи жорсткою (склеротичної). В результаті знижується відповідність. Більше того, циркулюючі тригліцериди та холестерин можуть просочуватися між пошкодженими клітинами оболонки та потрапляти в пастку всередині стінки артерії, де до них часто приєднуються лейкоцити, кальцій та клітинні сміття. Зрештою, це накопичення, яке називається бляшкою, може звузити артерії досить, щоб погіршити кровотік. Термін для даного стану атеросклероз (атеро- = «каша») описує борошнисті відкладення (рис.\(\PageIndex{4}\)).
Іноді бляшка може розриватися, викликаючи мікроскопічні розриви стінки артерії, які дозволяють крові просочуватися в тканини з іншого боку. Коли це відбувається, тромбоцити спрямовуються на ділянку, щоб згорнути кров. Цей згусток може ще більше перешкоджати артерії і - якщо це відбувається в коронарній або церебральній артерії - викликати раптовий інфаркт або інсульт. Крім того, бляшка може відламатися і подорожувати по кровотоку як емболія, поки не блокує більш віддалену, меншу артерію.
Навіть без повної закупорки звуження судин призводить до ішемії - зменшення кровотоку - до області тканин «нижче за течією» звуженої судини. Ішемія в свою чергу призводить до гіпоксії — зниження надходження кисню до тканин. Гіпоксія за участю серцевого м'яза або тканини мозку може призвести до загибелі клітин і важкого порушення функції мозку або серця.
Основним фактором ризику як атеросклерозу, так і атеросклерозу є похилий вік, оскільки умови, як правило, прогресують з часом. Атеросклероз зазвичай визначається як більш генералізована втрата комплаєнсу, «затвердіння артерій», тоді як атеросклероз є більш специфічним терміном для нарощування бляшки в стінках судини і є специфічним видом атеросклерозу. Існує також виразний генетичний компонент, і раніше існуюча гіпертонія та/або діабет також значно збільшують ризик. Однак ожиріння, неправильне харчування, відсутність фізичних навантажень та вживання тютюну - все це основні фактори ризику.
Лікування включає зміни способу життя, такі як втрата ваги, відмова від куріння, регулярні фізичні вправи та прийняття дієти з низьким вмістом натрію та насичених жирів. Можуть бути призначені ліки для зниження холестерину і артеріального тиску. Для закупорених коронарних артерій операція виправдана. При ангіопластиці в посудину в місці звуження вводять катетер, а другий катетер з балоподібним наконечником надувають для розширення отвору. Щоб запобігти подальшому колапсу судини, часто вставляють невелику сітчасту трубку, звану стентом. При ендартеректомії зубний наліт видаляється хірургічним шляхом зі стінок судини. Ця операція зазвичай проводиться на сонних артеріях шиї, які є основним джерелом насиченої киснем крові для мозку. При процедурі коронарного шунтування вводять нежиттєво важливий поверхневий посудину з іншої частини тіла (часто великої підшкірної вени) або синтетичний посудину для створення шляху навколо заблокованої області коронарної артерії.
капіляри
Капіляр - це мікроскопічний канал, який постачає кров до тканин, через процес, званий перфузією. Обмін газів та інших речовин відбувається в капілярах між кров'ю і оточуючими клітинами і їх тканинною рідиною (інтерстиціальної рідиною). Діаметр капілярного просвіту коливається в межах 5-10 мікрометрів; найменші просто ледь достатньо широкі, щоб еритроцит продавлювався. Потік по капілярах часто описується як мікроциркуляція.
Стінка капіляра складається з ендотеліального шару, оточеного базальної мембраною з випадковими гладком'язовими волокнами. Деяка зміна структури стінки видно в залежності від розміру капіляра. У великому капілярі кілька ендотеліальних клітин, що межують один з одним, можуть вибудовувати просвіт, тоді як в маленькому капілярі може бути тільки один клітинний шар, який обертається навколо для контакту з собою.
Щоб капіляри функціонували, їх стінки повинні бути негерметичними, або проникними, дозволяючи деяким речовинам проходити. Існує три основних типи капілярів, які відрізняються за ступенем проникності: суцільні, фенестровані і синусоїдні капіляри (рис.\(\PageIndex{5}\)).
безперервні капіляри
Найбільш поширений тип капіляра, суцільний капіляр, зустрічається практично у всіх васкуляризованих тканині. Безперервні капіляри характеризуються повною ендотеліальною оболонкою з щільними переходами між ендотеліальними клітинами. Хоча щільний спай зазвичай непроникний і дозволяє лише проходити воду та іони, вони часто неповні в капілярах, залишаючи міжклітинні щілини, які дозволяють обмінюватися водою та іншими дуже дрібними молекулами між плазмою крові та інтерстиціальною рідиною. Речовини, які можуть проходити між клітинами, включають продукти метаболізму, такі як глюкоза, вода та невеликі гідрофобні молекули, такі як гази та гормони, а також різні лейкоцити. Безперервні капіляри, не пов'язані з мозком, багаті транспортними бульбашками, що сприяють або ендоцитозу, або екзоцитозу. Ті, що знаходяться в мозку, є частиною гематоенцефалічного бар'єру. Тут є щільні з'єднання і немає міжклітинних щілин, плюс товста базальна мембрана та розширення астроцитів, які називаються кінцевими ногами; ці структури поєднуються, щоб запобігти руху майже всіх речовин.
фенестровані капіляри
Фенестрований капіляр - це той, який має пори (або фенестрації) на додаток до щільних з'єднань в ендотеліальній оболонці. Вони роблять капіляр проникним для більших молекул. Кількість фенестрацій і ступінь їх проникності змінюються залежно від їх розташування. Фенестровані капіляри поширені в тонкому кишечнику, який є первинним місцем всмоктування поживних речовин, а також в нирках, які фільтрують кров. Вони також знаходяться в судинному сплетінні мозку і багатьох ендокринних структурах, включаючи гіпоталамус, гіпофіз, шишкоподібну і щитовидну залоз.
синусоїдні капіляри
Синусоїдний капіляр (або синусоїдний) - найменш поширений вид капілярів і найбільш проникний. Синусоїдні капіляри сплющені, і вони мають великі міжклітинні щілини і неповні базальні мембрани, крім міжклітинних щілин і фенестрацій. Це надає їм зовнішній вигляд, схожий на швейцарський сир. Ці дуже великі отвори дозволяють проходити найбільші молекули, включаючи білки плазми і навіть клітини. Кровотік через синусоїди дуже повільний, що дозволяє більше часу для обміну газами, поживними речовинами та відходами. Синусоїди знаходяться в печінці і селезінці, кістковому мозку, лімфатичних вузлах (де вони несуть лімфу, а не кров), і багатьох ендокринних залозах, включаючи гіпофіз і наднирники. Без цих спеціалізованих капілярів ці органи не змогли б забезпечити свої незліченні функції. Наприклад, коли кістковий мозок утворює нові клітини крові, клітини повинні надходити в кровопостачання і можуть робити це лише через великі отвори синусоїдного капіляра; вони не можуть пройти через невеликі отвори безперервних або фенестрованих капілярів. Печінка також вимагає великих спеціалізованих синусоїдних капілярів для того, щоб обробляти матеріали, принесені до неї печінковою воротною веною як з травного тракту, так і з селезінки, і для вивільнення білків плазми в обіг.
Метартеріоли та капілярні ліжка
Метартеріол - це тип судини, який має структурні характеристики як артеріоли, так і капіляра. Трохи більше типового капіляра, гладка мускулатура тунічного середовища метартеріола не суцільна, а утворює кільця гладкої мускулатури (сфінктери) перед входом в капіляри. Кожен метартеріол виникає з кінцевої артеріоли та гілок для постачання кров'ю капілярного русла, яке може складатися з 10—100 капілярів залежно від метаболічних потреб навколишніх тканин.
Прекапілярні сфінктери, кругові гладком'язові клітини, які оточують капіляр за своїм походженням метартеріолом, щільно регулюють приплив крові від метартеріоли до капілярів, які вона постачає. Їх функція є критичною: якби всі капілярні русла в організмі відкривалися одночасно, вони колективно утримували б кожну краплю крові в організмі, і їх не було б в артеріях, артеріолах, венулах, венах або самому серці. У нормі прекапілярні сфінктери закриті. Коли навколишні тканини потребують кисню і мають надлишок продуктів життєдіяльності, прекапілярні сфінктери відкриваються, дозволяючи крові протікати і обмінюватися відбуватися до повторного закриття (рис.\(\PageIndex{6}\)). Якщо всі прекапілярні сфінктери в капілярному руслі закриті, кров буде надходити з метартеріоли безпосередньо в прохідний канал, а потім у венозний кровообіг, минаючи капілярне русло цілком. Це створює те, що відомо як судинний шунт. Крім того, деякі області містять один або кілька артеріовенозних анастомозів, які можна відкрити для обходу капілярного русла, пропускаючи перфузію і ведучи безпосередньо до венозної системи.
Хоча можна очікувати, що кровотік через капілярне русло буде гладким, насправді він рухається з нерегулярним пульсуючим потоком. Ця картина називається вазомоцією і регулюється хімічними сигналами, які спрацьовують у відповідь на зміни внутрішніх умов, таких як кисень, вуглекислий газ, іон водню та рівень молочної кислоти. Наприклад, під час напружених фізичних вправ, коли рівень кисню знижується, а рівень вуглекислого газу, іонів водню та молочної кислоти збільшується, капілярні ліжка в скелетних м'язах відкриті, як це було б у травній системі, коли поживні речовини присутні в травному тракті. Під час сну або відпочинку судини в обох областях значною мірою закриті; вони відкриваються лише зрідка, щоб кисню та поживних речовин могли подорожувати до тканин для підтримки основних життєвих процесів.
Венули
Венула - це надзвичайно мала вена, як правило, 8-100 мікрометрів в діаметрі. Посткапілярні венули стікають множинні капіляри, що виходять з капілярного русла. Множинні венули приєднуються, утворюючи вени. Стінки венул складаються з ендотелію, тонкого або неіснуючого середнього шару з декількома гладком'язовими клітинами і еластичними волокнами, плюс зовнішній шар сполучнотканинних волокон, які складають дуже тонку зовнішню туніку (рис.\(\PageIndex{7}\)). Венули, а також капіляри є первинними ділянками еміграції або діапедезу, в яких лейкоцити прилипають до ендотеліальної оболонки судин, а потім стискаються між сусідніми клітинами, щоб потрапити в тканинну рідину.
вени
Вена - це кровоносна судина, яка проводить кров до серця. У порівнянні з артеріями вени являють собою тонкостінні судини з великими і нерегулярними просвітами (див. Малюнок\(\PageIndex{2}\)). Оскільки вони є судинами низького тиску, більші вени зазвичай оснащені клапанами, які сприяють односпрямованому потоку крові до серця і запобігають зворотному потоку до капілярів, викликаному властивим низьким кров'яним тиском у венах, а також тягою тяжіння (рис.\(\PageIndex{7}\)).
| Артерії | вени | |
|---|---|---|
| Напрямок кровотоку | Проводить кров подалі від серця | Проводить кров до серця |
| Загальний зовнішній вигляд | округлі | Нерегулярні, часто руйнуються |
| Тиск | Високі | Низький |
| Товщина стінки | Товстий | Тонкий |
| Відносна концентрація кисню |
Вища в системних артеріях Нижня в легеневих артеріях |
Нижня в системних венах Вища в легеневих венах |
| Клапани | Ні | Присутній найчастіше в кінцівках і в венах, що поступаються серцю |
Венозна система
Насосна дія серця просуває кров в артерії, від області більш високого тиску до області нижчого тиску. Якщо кров повинна надходити з вен назад в серце, тиск у венах має бути більше, ніж тиск в передсердях серця. Два фактори допомагають підтримувати цей градієнт тиску між венами і серцем. По-перше, тиск в передсердях під час діастоли дуже низьке, часто наближається до нуля при розслабленні передсердь (діастола передсердь). По-друге, два фізіологічних «насоса» підвищують тиск у венозній системі. Використання терміна «насос» має на увазі фізичний пристрій, що прискорює потік. Ці фізіологічні насоси менш очевидні.
Скелетні м'язи насос
У багатьох регіонах тіла тиск у венах може бути збільшений за рахунок скорочення навколишніх скелетних м'язів. Цей механізм, відомий як насос скелетних м'язів (рис.\(\PageIndex{8}\)), допомагає венам нижчого тиску протидіяти силі тяжіння, збільшуючи тиск для переміщення крові назад до серця. Коли м'язи ніг скорочуються, наприклад, під час ходьби або бігу, вони чинять тиск на сусідні вени своїми численними односторонніми клапанами. Цей підвищений тиск змушує кров текти вгору, відкриваючи клапани, що перевершують м'язи, що скорочуються, тому кров тече. Одночасно закриваються клапани, що поступаються скорочується м'язам; таким чином, кров не повинна просочуватися назад вниз до ніг. Військові новобранці навчаються злегка згинати ноги, стоячи під увагою протягом тривалих періодів. Невиконання цього може дозволити крові накопичуватися в нижніх кінцівках, а не повертатися до серця. Отже, мозок не буде отримувати достатню кількість насиченої киснем крові, і індивід може втратити свідомість.
Дихальний насос
Дихальний насос сприяє кровотоку по венах грудної клітки і живота. Під час вдиху обсяг грудної клітини збільшується, багато в чому за рахунок скорочення діафрагми, яка рухається вниз і здавлює черевну порожнину. Підвищення грудної клітини, викликане скороченням зовнішніх міжреберних м'язів, також сприяє збільшенню обсягу грудної клітини. Збільшення обсягу призводить до зменшення тиску повітря в грудній клітці, дозволяючи нам вдихати. Додатково, оскільки тиск повітря всередині грудної клітини падає, артеріальний тиск у грудних венах також знижується, опускаючись нижче тиску в черевних венах. Це змушує кров текти по своєму градієнту тиску з вен поза грудною кліткою, де тиск вище, в грудну область, де тиск зараз нижче. Це в свою чергу сприяє поверненню крові з грудних вен в передсердя. Під час видиху, коли тиск повітря збільшується всередині грудної порожнини, тиск в грудних венах збільшується, прискорюючи приплив крові в серце, тоді як клапани у венах перешкоджають відтоку крові з грудної і черевної вен.
РОЗЛАДИ...
Серцево-судинна система: набряки і варикозне розширення
Незважаючи на наявність клапанів та внески інших анатомічних та фізіологічних пристосувань, ми покриємо незабаром, протягом дня деяка кількість крові неминуче буде накопичуватися, особливо в нижніх кінцівках, через тягу тяжіння. Будь-яка кров, яка накопичується у вені, підвищить тиск всередині неї, що потім може відображатися назад у менші вени, венули, і врешті-решт навіть капіляри. Підвищений тиск буде сприяти витоку рідин з капілярів і в інтерстиціальну рідину. Наявність надлишку тканинної рідини навколо клітин призводить до стану, званого набряком.
Більшість людей відчувають щоденне накопичення тканинної рідини, особливо якщо вони проводять більшу частину свого робочого життя на ногах (як і більшість медичних працівників). Однак клінічний набряк виходить за рамки нормального набряку і вимагає медикаментозного лікування. Набряк має безліч потенційних причин, включаючи гіпертонію і серцеву недостатність, важкий дефіцит білка, ниркову недостатність і багато інших. Для лікування набряку, який є ознакою, а не дискретним розладом, основна причина повинна бути діагностована та полегшена.
Набряк може супроводжуватися варикозним розширенням вен, особливо в поверхневих венах ніг (рис.\(\PageIndex{9}\)). Це розлад виникає, коли дефектні клапани дозволяють крові накопичуватися всередині вен, змушуючи їх роздуватися, скручуватися і ставати видимими на поверхні покривів. Варикозне розширення вен може виникати у обох статей, але частіше зустрічається у жінок і часто пов'язане з вагітністю. Більше, ніж прості косметичні плями, варикозне розширення вен часто болюче, а іноді свербить або пульсує. Без лікування вони, як правило, з часом гірше ростуть. Використання опорного шланга, а також підняття стоп і ніг, коли це можливо, може бути корисним для полегшення цього стану. Лазерна хірургія та інтервенційні рентгенологічні процедури дозволяють зменшити розмір і тяжкість варикозного розширення вен. Важкі випадки можуть зажадати звичайного хірургічного втручання з видалення пошкоджених судин. Оскільки зазвичай існують надлишкові схеми циркуляції, тобто анастомози, для менших і більш поверхневих вен, видалення, як правило, не погіршує циркуляцію. Є дані про те, що пацієнти з варикозним розширенням вен страждають більшим ризиком розвитку тромбу або згустку.
Вени як резервуари крові
Крім своєї первинної функції повернення крові до серця, вени можуть вважатися резервуарами крові, так як системні вени містять приблизно 64 відсотки обсягу крові в будь-який момент часу (рис.\(\PageIndex{10}\), табл.\(\PageIndex{3}\)). Їх здатність утримувати таку кількість крові обумовлена їх високою ємністю, тобто їх здатністю легко розтягуватися (розширюватися), щоб зберігати великий обсяг крові навіть при низькому тиску. Великі просвіти і відносно тонкі стінки вен роблять їх набагато більш розтяжними, ніж артерії; таким чином, вони, як кажуть, є ємнісними судинами.
| Схема кровотоку | Категорія судна | Конкретний тип судна | Відсоток кровотоку |
|---|---|---|---|
| Системний кровотік, 84% | Системні артерії, 13% | аорта | 2% |
| Еластичні артерії | 4% | ||
| М'язові артерії | 5% | ||
| Артеріоли | 2% | ||
| Системні капіляри | 7% | ||
| Системні вени, 64% | Великі вени | 18% | |
| Велика венозна мережа (печінка, кістковий мозок, покриви) | 21% | ||
| Венули і вени середнього розміру | 25% | ||
| Легенева циркуляція, 9% | легеневі артерії | 3% | |
| легеневі капіляри | 2% | ||
| легеневі вени | 4% | ||
| Серце | 7% | ||
Концепція Огляд
Кров, що перекачується серцем, протікає через ряд судин, відомих як артерії, артеріоли, капіляри, венули та вени, перш ніж повернутися до серця. Артерії транспортують кров від серця і розгалужуються в більш дрібні судини, утворюючи артеріоли. Артеріоли розподіляють кров на капілярні русла, місця обміну з тканинами організму. Капіляри ведуть назад до дрібних судин, відомих як венули, які впадають у великі вени і в кінцевому підсумку назад до серця.
Артерії, артеріоли, венули та вени складаються з трьох тунік, відомих як інтима туніка, туніка медіа та зовнішня туніка. Інтима туніки - це тонкий шар, що складається з простого плоскоклітинного епітелію, відомого як ендотелій, і невеликої кількості сполучної тканини. Медіа туніки - це більш товста область, що складається з змінної кількості гладкої мускулатури та сполучної тканини. Це найтовстіший шар у всіх, крім найбільших артерій. Зовнішня туніка - це перш за все шар сполучної тканини, хоча в венах вона також містить деяку гладку мускулатуру. Кровотік по судинам може різко збільшуватися або зменшуватися шляхом звуження судин і розширення судин. Артеріальна система є відносно системою високого тиску, тому артерії мають товсті стінки, які виглядають круглими в поперечному перерізі. Венозна система являє собою систему нижчого тиску, що містить вени, які мають більші просвіти і більш тонкі стінки. Вони часто здаються сплющеними. Капіляри мають тільки інтимний шар туніки.
Переглянути питання
Q. ендотелій знаходиться в ________.
A. туніка інтима
Б. туніка ЗМІ
C. зовнішня туніка
D. просвіт
- Відповідь
-
Відповідь: A
Q. нервовий вазорум-контроль ________.
А. звуження судин
Б. вазодилатація
C. проникність капілярів
D. як звуження судин, так і вазодилатація
- Відповідь
-
Відповідь: D
Питання: Ближче до серця очікується, що артерії матимуть більший відсоток ________.
А. ендотелій
Б. гладкі м'язові волокна
С. еластичні волокна
Д. колагенові волокна
- Відповідь
-
Відповідь: C
Питання: Який з перерахованих нижче найкраще описує вени?
А. товстостінна, невеликі люмени, низький тиск, відсутність клапанів
Б. тонкостінні, великі просвіти, низький тиск, мають клапани
С. тонкостінні, малі просвіти, високий тиск, мають клапани
Д. товстостінні, великі люмени, високий тиск, відсутність клапанів
- Відповідь
-
Відповідь: B
Q Особливо проникний тип капіляра, виявленого в печінці і деяких інших тканині, називається ________.
A. капілярне ліжко
Б. фенестратований капіляр
C. синусоїдний капіляр
D. метартеріол
- Відповідь
-
Відповідь: C
Питання критичного мислення
Q. Артеріоли часто називають судинами опору. Чому?
- Відповідь
-
A: Артеріоли отримують кров з артерій, які представляють собою судини з набагато більшим просвітом. Оскільки їх власний просвіт становить лише 30 мікрометрів або менше, артеріоли мають вирішальне значення для уповільнення або опору кровотоку. Артеріоли також можуть звужуватися або розширюватися, що змінює їх опір, щоб допомогти розподілити приплив крові до тканин.
Q. кровоносна судина з декількома гладкими м'язовими волокнами і сполучною тканиною, і тільки дуже тонка зовнішня туніка проводить кров до серця. Що це за тип судна?
- Відповідь
-
В: Це венуле.
Питання: Хворий з ожирінням приходить в клініку зі скаргою на набряклі стопи і щиколотки, втому, задишку і часто відчуття «рознесеного». Вона касир в продуктовому магазині, робота, яка вимагає від неї стояти цілий день. Поза роботою вона не займається ніякими фізичними навантаженнями. Вона зізнається, що через свою вагу їй здається навіть ходьба незручною. Поясніть, як насос скелетних м'язів може відігравати певну роль у ознаках та симптомах цього пацієнта.
- Відповідь
-
А. люди, які стоять вертикально цілий день і неактивні в цілому, мають дуже мало активності скелетних м'язів в ногах. Поширене об'єднання крові в ногах і стопах. Зменшується венозне повернення до серця, стан, який, в свою чергу, зменшує серцевий викид і, отже, оксигенацію тканин по всьому тілу. Це може принаймні частково пояснити втому пацієнта і задишку, а також її «рознесене» почуття, яке зазвичай відображає знижений кисень до мозку.
Глосарій
- артеріола
- (також, судина опору) дуже мала артерія, яка веде до капіляра
- артеріовенозний анастомоз
- короткий посудину, що з'єднує артеріолу безпосередньо з венулою і минає капілярні русла
- артерія
- кровоносна судина, яка проводить кров від серця; може бути провідним або розподіляє судиною
- кровотік
- рух крові через кровоносну судину або серце
- артеріальний тиск
- тиск, що чиниться кров'ю на стінки кровоносної судини або серця
- ємність
- здатність вени роздуватися і зберігати кров
- ємнісні судини
- вен
- капіляр
- найменший кровоносних судин, де відбувається фізичний обмін між клітинами крові та тканин, оточеними інтерстиціальною рідиною
- капілярне ліжко
- мережа 10—100 капілярів, що з'єднують артеріоли з венулами
- безперервний капіляр
- найбільш поширений тип капілярів, зустрічається практично у всіх тканині, крім епітелії та хряща; містить дуже невеликі проміжки в ендотеліальній оболонці, які дозволяють обмінюватися
- еластична артерія
- (Також провідна артерія) артерія з рясними еластичними волокнами, розташованими ближче до серця, яка підтримує градієнт тиску і проводить кров на більш дрібні гілки
- зовнішня еластична мембрана
- мембрана, що складається з еластичних волокон, що відокремлює середовище туніки від зовнішньої туніки; видно в більших артеріях
- фенестрований капіляр
- тип капіляра з порами або фенестраціями в ендотелії, що дозволяють швидко проходити певні дрібні матеріали
- внутрішня еластична мембрана
- мембрана, що складається з еластичних волокон, що відокремлює інтиму туніки від середовища туніки; видно в більших артеріях
- просвіту
- внутрішня частина трубчастої структури, такі як кровоносна судина або частина аліментарного каналу, через який кров, хімус або інші речовини подорожують
- метартеріол
- короткий посудину, що виникає з кінцевої артеріоли, яка розгалужується для постачання капілярного русла
- мікроциркуляція
- кровотік по капілярах
- м'язова артерія
- (також розподіляє артерію) артерія з рясною гладкою мускулатурою в середовищі туніки, яка розгалужується для розподілу крові до артеріольної мережі
- нервовий вазорум
- дрібні нервові волокна, знайдені в артеріях і венах, які викликають скорочення гладкої мускулатури в їх стінках
- перфузії
- розподіл крові в капіляри, щоб тканини могли забезпечуватися
- проникний
- дозволяючи деяким речовинам проходити
- прекапілярні сфінктери
- кругові кільця гладкої мускулатури, які оточують вхід в капіляр і регулюють приплив крові в цей капіляр
- дихальний насос
- збільшення обсягу грудної клітки при вдиху, що знижує тиск повітря, дозволяючи венозної крові надходити в грудну область, потім видих збільшує тиск, переміщаючи кров в передсердя
- синусоїдний капіляр
- найрідкісніший тип капіляра, який має надзвичайно великі міжклітинні проміжки в базальній мембрані на додаток до щілин і фенестрацій; зустрічається в таких областях, як кістковий мозок і печінка, де відбувається проходження великих молекул
- скелетні м'язи насос
- вплив на підвищення артеріального тиску всередині вен шляхом стиснення судини, викликаного скороченням прилеглих скелетних м'язів
- проїзний канал
- продовження метартеріола, що дозволяє крові обходити капілярне русло і надходити безпосередньо в венулу, створюючи судинний шунт
- зовнішня туніка
- (також, tunica adventitia) зовнішній шар або туніка судини (крім капілярів)
- туніка інтима
- (також, туніка внутрішня) внутрішня підкладка або туніка судини
- туніка медіа
- середній шар або туніка судини (крім капілярів)
- ваза вазорум
- дрібні кровоносні судини, розташовані в стінках або туніках великих судин, які постачають харчування і видаляють відходи з клітин судин
- судинний шунт
- продовження метартеріола і магістрального каналу, що дозволяє крові в обхід капілярних руслів перетікати безпосередньо з артеріального в венозний кровообіг
- звуження судин
- звуження гладкої мускулатури кровоносної судини, в результаті чого зменшується діаметр судин
- вазодилатація
- розслаблення гладкої мускулатури в стінці кровоносної судини, в результаті чого збільшується діаметр судин
- вазомоція
- нерегулярний, пульсуючий потік крові по капілярах і споріднених структурах
- вена
- кровоносна судина, яка проводить кров до серця
- венозний резерв
- обсяг крові, що міститься в системних венах в покривах, кістковому мозку та печінці, які при необхідності можуть бути повернуті до серця для кровообігу
- венуле
- невеликий посудину, що веде від капілярів до вен