Классификация сосудов и строение стенки

Организм человека практически на четверть состоит из сосудов — магистралей, по которым движется кровь. Они служат для транспортировки кислорода и питательных веществ к жизненно важным органам и тканям, участвуют в выведении отходов жизнедеятельности, а также участвуют в поддержании оптимального для индивида давления в организме. Несмотря на схожесть функций, кровеносные сосуды имеют различный размер и строение. Их значение для организма в равной степени важное. Например, крупные артерии и вены не могут выполнять возложенную на них работу без мелких, иногда микроскопических по диаметру артериол, капилляров и венул.

Классификация

В анатомии нет обширной и разветвленной классификации кровеносных сосудов. Все они делятся на три вида в зависимости от размера и локализации в теле человека:

1. Артерии — наиболее крупные трубчатые образования с многослойной стенкой, по которым кровь направляется от сердца по малому или большому кругу кровообращения. Сосуды этого типа подчиняются собственным механизмам регуляции, которые зависят преимущественно от интенсивности работы сердца и объема попадающих в них крови. Текущая по артериям кровь насыщена кислородом, из-за чего ее цвет приобретает ярко-алый оттенок.
2. Вены — разновидность сосудов кровеносной системы, по которым кровь движется по направлению к сердцу. По строению стенки они более простые, чем артерии, ей чужды все виды регуляции тонуса, кроме физической. Их внутренняя стенка оснащена запирательным аппаратом — клапаном, который препятствует обратному току крови. Кровь, текущая по венам, насыщена углекислым газом, из-за чего ее цвет намного темнее артериальной.
3. Микроциркуляторные сосуды — самые многочисленные типы кровеносных сосудов, имеющих небольшой по диаметру просвет. В их число входят артериолы и капилляры, по которым течет артериальная кровь, венулы, в которых присутствует венозная кровь, а также артериовенулярные анастомозы, в которых течет смешанная кровь (артериальная и венозная). Эта группа трубчатых образований наиболее подвержена гуморальным механизмам регуляции тонуса кровеносных сосудов.

Периферические отделы кровеносной системы значительно отличаются по строению и функциям от центральных вен и артерий. Более того, они наиболее разнообразны, так как отдельная разновидность микрососудов выполняет разные задачи.

Основные крупные сосуды

Среди всех кровеносных и лимфатических сосудов наиболее важную ценность имеют крупные магистрали, имеющие диаметр 2 см и более. Несмотря на то, что их функция состоит преимущественно в транспортировке крови, от их состояния зависит здоровье и самочувствие человека.

Самый главный кровеносный сосуд в теле человека — аорта, отходящая непосредственно от сердца. Она имеет наибольший диаметр (25-30 мм) и имеет наиболее сложное строение стенки. Ей присуща повышенная эластичность и прочность, так как ей приходится выдерживать колоссальные нагрузки от сердечного выброса. Это достаточно крупная и очень эластичная трубка, способная растягиваться во время поступления крови и сокращаться при расслаблении желудочка.

Аорта разделяется на два чуть менее крупных, но не менее значимых ответвления в человеческом организме — нисходящую и восходящую. Нисходящая часть разделяется на грудную и брюшную аорту, в восходящая представлена венечными артериями, подключичной и общей сонной артерией. Им присуща повышенная эластичность и прочность. Они способны сокращаться, направляя кровь в жизненно важные органы.

Самые крупные вены, которыми оснащен человеческий организм, представлены нижней и верхней полой венами. Их диаметр превышает 2 см, и основная их роль состоит в транспортировке насыщенной углекислым газом крови от нижней и верхней части тела к сердцу и легким.

Строение и функции сосудов

Строение стенок транспортной системы человеческого организма предопределяют функции кровеносных сосудов и их локализация в организме. Чем ближе к сердцу, тем сложнее анатомическая картина: больше слоев, больше функциональных особенностей и дополнительных клеток-рецепторов. Единственное, что объединяет все типы кровеносных трубок — количество слоев в стенках. Всего их насчитывается три:

1. Эндотелий  — выстилающий изнутри слой. Строение внутренней оболочки кровеносных сосудов разнится в зависимости от их типов. Так, крупные артерии и вены выстланы плотным слоем эндотелия, тогда как в микроциркуляторных сосудах они расположены в более разрозненном, рыхлом порядке. Разреженный слой эндотелиальных клеток, расположенных в капиллярах, способствует проникновению кислорода, окиси углерода и питательных веществ в окружающие ткани и в обратном направлении. В артериях и венах компоненты крови практически не вступают во взаимодействие с окружающими тканями. Во всех типах прослеживается присутствие особых клеток, расположенных на базальной мембране — тончайшем слое, разграничивающем внутренний покров (интиму) сосудов с его средним слоем. Именно они служат для контроля сократительных способностей крупных и средних кровеносных трубок, скорости кровотока и обмена веществами.
2. Средний слой — самый толстый из всех элементов стенки, состоящий из гладкомышечных и эластических клеток. Именно он сужает и расширяет просвет сосудов, регулируя движение крови по замкнутой системе и создаваемое в ней давление. Присутствие и толщина этих оболочек разнятся в разных участках кровеносной системы. Например, артерии снабжены наиболее толстым слоем коллагеновых и мышечных клеток, в то время как капилляр и вена практически лишены их. В стенках артерий, расположенных ближе к сердцу, присутствует больше коллагеновых волокон, призванных улучшить показатели растяжимости сосудистых стенок и сопротивлению давлению крови. В периферических артериях, которые не испытывают большой нагрузки, преобладают мышечные волокна, которые активно сокращаются для поддержания необходимой скорости кровотока.
3. Наружный (краевой) слой сосуда состоит из волокон соединительной ткани, плотность которой варьируется в зависимости от величины сосуда: крупные вены и артерии окружены достаточно плотной соединительнотканной оболочкой, в то время как микроциркуляторные отделы кровеносной системы окружены очень рыхлой оболочкой. Благодаря этому капиллярная кровь отдает в лимфу и ткани питательные вещества и кислород, и «впитывает» из них продукты, требующие утилизации.

Стенки всех отделов кровеносной системы оснащены рецепторами и эффекторами — особыми клетками, которые подчиняются нервным и гуморальным механизмам регуляции. Наибольшее их количество обнаружено в дуге аорты и сонных артериях. Меньшее количество ангиорецепторов располагается в тонких артериях и венах, микроциркуляторном русле.

Несмотря на то, что состояние сосудов зависит от психоэмоционального состояния, человек не может осознанно контролировать механизм повышения или снижения степени кровоснабжения в той или иной части тела, регулировать показатели артериального давления без приема специальных средств и т. д.

Заболевания

Ангиопатия или заболевание, отражающееся на функциональности кровеносной системы, намного более разностороннее и обширное понятие, чем может показаться изначально. В медицине насчитывается не менее тысячи отклонений, непосредственно касающихся артерий, вен, капилляров, венул и артериол, артериовенулярных анастомозов. По статистике эта группа болезней является самой распространенной причиной смерти у всех возрастных и социальных групп.

Типичными патологиями артерий являются:

• Стеноз, в результате которого через суженный просвет проникает недостаточно крови. В результате заболевания развивается ишемия тканей, простыми словами кислородное голодание. Заболеванием может быть затронут как основной ствол коронарной артерии (аорты), так и более мелкие ответвления.
• Окклюзия — одна из разновидности сужения просвета, причиной которой может стать тромб или холестериновая бляшка. Присутствие сгустка крови в кровеносном сосуде приводит к тем же последствиям, что и стеноз. Патологии в большей степени подвержен тупой угол ответвления артерий и мелкие по диаметру трубки.
• Делитация или расширение артерии, которая влечет образование аневризмы. Патология диагностируется у людей со сниженной эластичностью сосудов. Чаще всего ей подвергается аорта, сонные и церебральные артерии.
• Расслоение стенки с последующим ее разрывом. Данное заболевание поражает наиболее крупные артерии, подвергающиеся повышенным нагрузкам: аорта, коронарные и легочные сосуды.

Далеко не всегда медицина может предложить методы, улучшающие течение заболеваний или полностью устраняющие их. На начальном этапе улучшение достигается за счет приема препаратов для улучшения эластичности артерий и снижения артериального давления. При сужении, вызванных тромбами или атеросклеротическими отложениями, ни один лекарственный препарат не может привести к полному выздоровлению. Единственным способом уменьшить угрозу для жизни является хирургическое вмешательство. При стенозе выполняют установку стента, а при окклюзии выполняют удаление части артерии или отложения из их просвета.

В число распространенных заболеваний вен входит варикоз и тромбоз. Первое представляет собой необратимое растяжение стенок с образованием карманов — варикозных узлов, в которых застаивается кровь. Состояние сопровождается ишемией, выражающейся ощущением тяжести в ногах и тупой болью, отечностью. В варикозных карманах нередко происходит образование сгустка крови в просвете кровеносного сосуда. При благоприятных условиях он фиксируется у стенки и остается на месте. При повышенной нагрузке, стрессе, повышении давления тромб может оторваться и флотировать по системе кровообращения, провоцируя опасные для жизни состояния: тромбоэмболию легочной артерии, ишемический инсульт головного мозга и внутренних органов и т. д.

Для устранения заболеваний вен применяются консервативные и хирургические методы терапии. На начальных стадиях достаточно приема препаратов, повышающих тонус вен и предотвращающих образование тромбов. При прогрессирующих формах используется тромбэктомия или удаление наиболее поврежденных участков вен.

Сосуды микроциркуляторного русла редко подвергаются патологическим изменениям. Самым опасным заболеванием этой части кровеносной системы считается сосудистое новообразование, возникшее на месте артериовенулярного анастомоза. Прорастая в расположенный рядом лимфатический сосуд, злокачественная опухоль может распространяться в другие органы и ткани.

Видео: артерии и вены, артериолы, венулы

Сосуды разных типов отличаются не только по своей толщине, но и по тканевому составу и функциональным особенностям.

Артерии — сосуды, по которым кровь движется от сердца. Артерии имеют толстые стенки, в которых содержатся мышечные волокна, а также коллагеновые и эластические волокна. Они очень эластичные и могут сужаться или расширяться, в зависимости от количества перекачиваемой сердцем крови.

Артериолы — мелкие артерии, по току крови непосредственно предшествующие капиллярам. В их сосудистой стенке преобладают гладкие мышечные волокна, благодаря которым артериолы могут менять величину своего просвета и, таким образом, сопротивление.

Капилляры — это мельчайшие кровеносные сосуды, настолько тонкие, что вещества могут свободно проникать через их стенку. Через стенку капилляров осуществляется отдача питательных веществ и кислорода из крови в клетки и переход углекислого газа и других продуктов жизнедеятельности из клеток в кровь.

Венулы — мелкие кровеносные сосуды, обеспечивающие в большом круге отток обедненной кислородом и насыщенной продуктами жизнедеятельности крови из капилляров в вены.

Вены — это сосуды, по которым кровь движется к сердцу. Стенки вен менее толстые, чем стенки артерий и содержат соответственно меньше мышечных волокон и эластических элементов.

Функциональное назначение различных отделов сердечно-сосудистой системы классифицировано (Б.И.Ткаченко) следующим образом:

Генератор давления и расхода крови — сердце, подающее кровь в аорту и легочную артерию во время систолы.

Сосуды высокого давления — аорта и крупные артериальные сосуды, в которых поддерживается высокий уровень кровяного дав­ления.

Сосуды — стабилизаторы давления — мелкие артерии и артериолы, которые путем сопротивления кровотоку и во взаимоотно­ шении с сердечным выбросом, поддерживают оптимальный для сис­темы уровень давления.

Распределители капиллярного кровотока — терминальные сосу­ды, гладкомышечные образования которых при сокращении прекра­щают кровоток в капилляре или возобновляют его (при расслабле­нии), . обеспечивая необходимое в данной ситуации число функци­онирующих и нефункционирующих капилляров.

Обменные сосуды капилляры и частично посткапиллярные участки венул, функция которых состоит в обеспечении обмена между кровью и тканями.

Аккумулирующие сосуды –венулы и мелкие вены, активные или пассивные изменения просвета которых ведут к накоплению крови (с возможностью ее последующего использования) или к экс­тренному выбросу ее в циркуляцию. Функция этих сосудов в ос­новном емкостная, но они обладают и резистивной функцией, хотя и намного меньшей, чем стабилизаторы давления.

Сосуды возврата крови — крупные венозные коллекторы и полые вены, через которые обеспечивается подача крови к сердцу.

Шунтирующие сосуды — различного типа анастомозы, соеди­ няющие между собой артериолы и венулы и обеспечивающие ненутритивный кровоток.

Резорбтивные сосуды — лимфатический отдел системы крово­ обращения, в котором главная функция лимфатических капилляров состоит в резорбции из тканей белков и жидкости, а лимфатических сосудов — в транспортировке резорбированного материала обратно в кровь.

В зависимости от места расположения в сосудистой системе, особенностей строения и назначения сосуды подразделяются на семь групп:

1. Амортизирующие сосуды. К ним относятся сосуды эластического типа (аорта, легочная артерия и их крупные ветви). Эластические элементы их стенок во время систолы желудочков и поступления крови в них растягиваются, аккумулируя энергию его сокращения, а во время диастолы ее отдают, обеспечивая непрерывность кровотока. Поэтому давление крови в аорте при расслаблении сердечной мышцы поддерживается на уровне 80 мм рт.ст.

2. Сосуды распределения названы так потому, что осуществляют распределение крови по всем органам. К ним относятся средние и мелкие артерии мышечного типа. При повышении метаболического запроса органа в объёме кровотока сосуды распределения расширяются. Механизм этого следующий. При увеличении линейной скорости кровотока деформируется апикальная мембрана эндотелиоцитов, что является причиной синтеза оксида азота этими клетками. Оксид азота снижает тонус мышц сосудов, и они расширяются. Пропускная способность сосудов распределения регулируется также за счет симпатических нервных влияний, адресованных мускулатуре этих сосудов. Их усиление ослабляет кровоснабжение органа, а ослабление симпатических влияний увеличивает приток крови к органу.

3. Сосуды сопротивления. От них в основном зависит сопротивление току крови (на 50-60%). Сосудами сопротивления являются мелкие мышечные артерии и артериолы. Тонус этих сосудов изменяется в большей степени от нервных и гуморальных влияний. Их суммарное сопротивление определяет величину диастолического артериального давления. В различных регионах сосудистой системы тонус сосудов сопротивления меняется разнонаправлено. Это приводит к перераспределению объёма кровотока между органами. В пределах органа или его части изменение тонуса этих сосудов является причиной перераспределением кровотока между участками микроциркуляторной сети. Сосуды сопротивления определяют также количество работающих капилляров и шунтов, регулирующих объём крови, принимающий участие в тканевом метаболизме.

4. Обменные сосуды обеспечивают транспорт веществ из крови в интерстиций и обратно. К ним относят, в основном, капилляры. Строение их стенок в разных органах неодинаковое. В капиллярах кожи, скелетных мышц, центральной нервной системы и легких эндотелиоциты, расположенные на базальной мембране, плотно прилегают друг к другу, образуя мелкие межклеточные поры (диаметром 4-5 нм). Через такие поры проходят вода и растворенные в ней низкомолекулярные неорганические и органические вещества. В капиллярах печени, селезенки и красного костного мозга базальная мембрана имеет щелевидные отверстия (поры), а межэндотелиальные поры имеют 10-15 нм. Они легко пропускают молекулы продуктов гидролиза. В капиллярах слизистой оболочки пищеварительного тракта, почек, желез внешней и внутренней секреции в эндотелиоцитах имеются фенесты диаметром 20-40 нм. Через такие отверстия проходят крупные молекулы органических веществ.

5. Шунтирующие сосуды представляют собой атрериоловенулярные анастомозы, через которые осуществляется частичный сброс крови из артериальной системы в венозную, минуя обменные сосуды – капилляры. При высокой линейной скорости кровотока роль шунтов могут выполнять и магистральные капилляры.

6. Емкостные сосуды так названы потому, что в них содержится около 50% общего объёма крови. К ним относятся посткапиллярные венулы, венулы, мелкие вены, венозные сплетения и синусоиды селезенки. Их емкость меняется в значительных пределах, что обусловлено двумя факторами – высокой растяжимости вен и наличием в их стенках гладких мышц. Тонус этих мышц регулируется симпатическими (адренергическими) волокнами. При их стимуляции вены суживаются, а их емкость уменьшается. В условиях блокады адренорецепторов емкостные сосуды расширяются, объем крови, содержащийся в них, возрастает. В состоянии относительного покоя организма в венах кожи, печени, легких задерживается около 2,5 литров крови, что составляет мобильный резерв кровообращения. В синусоидах селезенки кровь депонируется на длительное время (около 0,5 литра). Меняющийся объём крови в емкостных сосудах влияет на давление и линейную скорость кровотока в капиллярах, на процесс фильтрации и диффузии в них. Емкостные сосуды смягчают резкие колебания объёма крови в полых венах, обусловленные гравитационным фактором (при переходе из горизонтального положения в вертикальное и наоборот), способствуют более равномерному притоку крови к сердцу.

7. Сосуды возврата крови в сердце. Возврат крови осуществляется средними, крупными и полыми венами, которые собирают кровь из больших регионов сосудистой системы.

Строение сосудов

Все кровеносные сосуды выстланы изнутри слоем эндотелия, непосредственно прилегающим к просвету сосуда. Эндотелий обычно состоит из одного слоя плоских клеток, образующих гладкую внутреннюю поверхность сосудов. Если эта поверхность не повреждена, то она препятствует свертыванию крови.

Кроме эндотелия, во всех сосудах, за исключением капилляров, имеются эластиновые волокна, коллагеновые волокна и гладкомышечные волокна, количество которых различается в разных сосудах.

Эластические волокна, особенно волокна внутренней оболочки, образуют относительно густую сеть. Они создают эластическое напряжение, которое противодействует кровяному давлению, растягивающему сосуд. На создание такого напряжения не расходуется энергия биохимических процессов.

Коллагеновые волокна средней и наружной оболочек образуют сеть, которая оказывает растяжению сосуда гораздо большее сопротивление, чем эластические волокна. Коллагеновые волокна относительно свободно располагаются в стенке сосуда и иногда образуют складки. Они противодействуют давлению только тогда, когда сосуд уже растянут до определенной степени.

Веретенообразные гладкомышечные клетки (диаметром около 4 мкм, длиной около 20 мкм) электрически соединены друг с другом и механически связаны с эластическими и коллагеновыми волокнами. Главная функция гладкомышечных волокон – создавть активное напряжение сосудистой стенки ( сосудистый тонус ) и изменять величину просвета сосудов в зависимости от физиологических потребностей.

Большая часть кровеносных сосудов иннервируется волокнами вегетативной нервной системы .

Кровь течет от области высокого давления к области низкого давления: из

– аорты (где среднее давление состав­ляет 100 мм рт.ст.) кровь течет через
– систему магистральных арте­рий (80 мм рт.ст.) и
– артериол (40-60 мм рт.ст.) в

– капилляры (15-25 мм рт.ст.),откуда поступает в

– венулы (12-15 мм рт.ст.),
– веноз­ные коллекторы (3-5 мм рт.ст.) и
– полые вены (1-3 мм рт.ст.).

Центральное венозное давление — давление в правом предсердии — составляет около 0 мм рт.ст.
В легочной артерии (где течет веноз­ная кровь) кровяное давление составляет 18-25 мм рт.ст.
В легоч­ной вене — 3-4 мм рт.ст.
В левом предсердии — 2-3 мм рт.ст.

Tри уровня про­цессов осуществляемых сердечно-сосудистой системой:

а) системная гемодинамика — обеспечивающая процессы цирку­ ляции крови (кругооборота) в системе;

б) органное кровообращение — кровоснабжение органов и тканей в зависимости от их функциональной потребности;

в) микрогемодинамика (микроциркуляция) — обеспечение транс капиллярного обмена, т.е. нутритивной (питательной) функции со­ судов.

Круги кровообращения

Малый круг кровообращения – легочной круг – служит для обогащения крови кислородом в легких. Он начинается от правого желудочка и заканчивается левым предсердием.

Из правого желудочка сердца венозная кровь поступает в легочной ствол (общая легочная артерия), которая вскоре делится на две ветви,- несущие кровь к правому и левому легкому.

В легких артерии разветвляются на капилляры. В капиллярных сетях, оплетающих легочные пузырьки, кровь отдает углекислоту и получает взамен новый запас кислорода (легочное дыхание). Насыщенная кислородом кровь приобретает алый цвет, становится артериальной и поступает из капилляров в вены, которые, слившись в четыре легочные вены (по две с каждой стороны), впадают в левое предсердие сердца. В левом предсердии заканчивается малый (легочный) круг кровообращения, а поступившая в предсердие артериальная кровь переходит через левое атриовентрикулярное отверстие в левый желудочек, где начинается большой круг кровообращения. Следовательно, в артериях малого круга кровообращения течет венозная кровь, а в его венах – артериальная.

Большой круг кровообращения – телесный – собирает венозную кровь от верхней и нижней половины туловища и аналогично распределяет артериальную; начинается от левого желудочка и заканчивается правым предсердием.

Из левого желудочка сердца кровь поступает в самый крупный артериальный сосуд – аорту. Артериальная кровь содержит необходимые для жизнедеятельности организма питательные вещества и кислород и имеет ярко-алый цвет.

Аорта разветвляется на артерии, которые идут ко всем органам и тканям тела и переходят в толще их в артериолы и далее в капилляры. Капилляры в свою очередь собираются в венулы и далее в вены. Через стенку капилляров происходит обмен веществ и газообмен между кровью и тканями тела. Протекающая в капиллярах артериальная кровь отдает питательные вещества и кислород и взамен получает продукты обмена и углекислоту (тканевое дыхание). Вследствие этого поступающая в венозное русло кровь бедна кислородом и богата углекислотой и потому имеет темную окраску – венозная кровь; при кровотечении по цвету крови можно определить, какой сосуд поврежден – артерия или вена. Вены сливаются в два крупных ствола – верхнюю и нижнюю полые вены, которые впадают в правое предсердие сердца. Этим отделом сердца заканчивается большой (телесный) круг кровообращения.

Дополнением к большому кругу является третий (сердечный) круг кровообращения, обслуживающий само сердце. Он начинается выходящими из аорты венечными артериями сердца и заканчивается венами сердца. Последние сливаются в венечный синус, впадающий в правое предсердие, а остальные вены открываются в полость предсердия непосредственно.

Строение сердца

По форме сердце напоминает уплощенный конус и состоит из двух частей — правой и левой. Каждая часть включает предсердие и желудочек. Величина сердца приблизительно соответствует величине кулака человека.
Масса сердца в среднем около 300 г. У тренированных к мышечной работе людей размеры сердца больше, чем у нетренированных. Сердце покрыто тонкой и плотной оболочкой, образующей замкнутый мешок — околосердечную
сумку. Между сердцем и околосердечной сумкой находится жидкость, увлажняющая сердце и уменьшающая трение при его сокращениях.

Мышечная стенка желудочков значительно толще стенки предсердий. Это объясняется тем, что желудочки выполняют большую работу по перекачиванию крови по сравнению с предсердиями. Особенной толщиной отличается мышечная стенка левого желудочка, который, сокращаясь, проталкивает кровь по сосудам большого круга кровообращения. Предсердия и желудочки соединяются между собой отверстиями. По краям отверстий располагаются створчатые клапаны сердца. На стороне клапанов, обращенной в полость желудочков, имеются специальные сухожильные нити. Эти нити удерживают клапаны от прогибания. Между левым предсердием и левым желудочком клапан имеет две створки и называется двустворчатым, между правым предсердием и правым желудочком находится трехстворчатый клапан.

Двустворчатый и трехстворчатый клапаны обеспечивают ток крови в одном направлении — из предсердий в желудочки. Между левым желудочком и отходящей от него аортой, а также между правым желудочком и отходящей
от него легочной артерией тоже имеются к?