Сосуды строение стенки сосудов
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 25 декабря 2020; проверки требуют 11 правок.
У этого термина существуют и другие значения, см. Сосуд.
Кровеносные сосуды тела человека (схема)
Кровено́сные сосу́ды – эластичные трубчатые образования в теле животных, по которым силой ритмически сокращающегося сердца или пульсирующего сосуда осуществляется перемещение крови по организму: к органам и тканям по артериям, артериолам, капиллярам, и от них к сердцу – по венулам и венам.
Классификация кровеносных сосудов[править | править код]
Среди сосудов кровеносной системы различают артерии, вены и сосуды системы микроциркуляторного русла; последние осуществляют взаимосвязь между артериями и венами и включают, в свою очередь, артериолы, капилляры, венулы и артериоло-венулярные анастомозы[1]. Сосуды разных типов отличаются не только по своему диаметру, но также по тканевому составу и функциональным особенностям[2].
- 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 твердые и могут сужаться или расширяться – в зависимости от количества перекачиваемой сердцем крови. Текущая по артериям кровь насыщена кислородом (исключение составляет лёгочная артерия, по которой течёт венозная кровь)[3][4].
- Артериолы – мелкие артерии (диаметром менее 300 мкм), 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. Самые мелкие артериолы – прекапиллярные артериолы, или прекапилляры – сохраняют в стенках лишь единичные гладкомышечные клетки[5][6].
- Капилляры – это мельчайшие кровеносные сосуды, настолько тонкие, что вещества могут свободно проникать через их стенку. Диаметр их просвета колеблется от 3 до 11 мкм, а общее число в организме человека – около 40 млрд. Через стенку капилляров (уже не содержащую гладкомышечных клеток) осуществляется отдача питательных веществ и кислорода из крови в клетки и переход углекислого газа и других продуктов жизнедеятельности из клеток в кровь[7][8].
- Венулы – мелкие кровеносные сосуды, обеспечивающие в большом круге отток обеднённой кислородом и насыщенной продуктами жизнедеятельности крови из капилляров в вены. Делятся на примыкающие к капиллярам посткапиллярные венулы (посткапилляры) диаметром от 20 до 30 мкм и собирательные венулы диаметром 20-50 мкм, впадающие в вены[9].
- Вены – это сосуды, по которым кровь движется к сердцу. По мере укрупнения вен их число становится всё меньше, и в конце концов остаются лишь две – верхняя и нижняя полые вены, впадающие в правое предсердие. Стенки вен тоньше, чем стенки артерий, и содержат соответственно меньше мышечных волокон и эластических элементов[10][11].
- Артериоло-венулярные анастомозы – сосуды, обеспечивающие непосредственный переток крови из артериолы в венулу – в обход капиллярного русла. Содержат в своих стенках хорошо выраженный слой гладкомышечных клеток, регулирующих такой переток[12][13].
Строение кровеносных сосудов (на примере аорты)[править | править код]
Строение аорты: 1. эластическая мембрана (внешняя оболочка или Tunica externa, 2. мышечная оболочка (Tunica ), 3. внутренняя оболочка (Tunica intima)
Этот пример описывает строение артериального сосуда. Строение других типов сосудов может отличаться от описанного ниже. Подробнее см. соответствующие статьи.
Основная статья: Аорта
Аорта выстлана изнутри эндотелием, который вместе с подлежащим слоем рыхлой соединительной ткани образует внутреннюю оболочку (лат. tunica intima). Средняя оболочка состоит из большого количества эластических окончатых мембран. Также в ней присутствует небольшое количество гладких миоцитов. Поверх средней оболочки лежит рыхлая волокнистая соединительная ткань с большим содержанием эластических и коллагеновых волокон (лат. tunica adventitia).
Заболевания сосудов[править | править код]
- Атеросклероз
- Болезнь Бюргера
- Варикозное расширение вен
- Раны
- Тромбофлебит
См. также[править | править код]
- Вазодилатация
- Вазоконстрикция
- Гемодинамика
- Реология
- Закон Пуазёйля
Примечания[править | править код]
- ↑ Сапин и Билич, т. 2, 2009, с. 338-340, 344.
- ↑ Гистология, цитология и эмбриология, 2004, с. 386-387.
- ↑ Сапин и Билич, т. 2, 2009, с. 338, 340-343.
- ↑ Гистология, цитология и эмбриология, 2004, с. 386, 391.
- ↑ Сапин и Билич, т. 2, 2009, с. 340, 344.
- ↑ Гистология, цитология и эмбриология, 2004, с. 394.
- ↑ Сапин и Билич, т. 2, 2009, с. 344-347.
- ↑ Гистология, цитология и эмбриология, 2004, с. 399-400.
- ↑ Сапин и Билич, т. 2, 2009, с. 345.
- ↑ Сапин и Билич, т. 2, 2009, с. 338, 354.
- ↑ Гистология, цитология и эмбриология, 2004, с. 402-403.
- ↑ Сапин и Билич, т. 2, 2009, с. 347.
- ↑ Гистология, цитология и эмбриология, 2004, с. 400.
Литература[править | править код]
- Гистология, цитология и эмбриология. 6-е изд / Под ред. Ю. И. Афанасьева, С. Л. Кузнецова, H. А. Юриной. – М.: Медицина, 2004. – 768 с. – ISBN 5-225-04858-7.
- Сапин М. Р., Билич Г. Л. . Анатомия человека: в 3-х тт. Т. 2. 3-е изд. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 496 с. – ISBN 978-5-9704-1373-9.
Ссылки[править | править код]
- Кровеносные сосуды
- Схема кровеносных сосудов человека
Органы и ткани, образующиеся из зародышевых листков | |
---|---|
Эктодерма |
|
Энтодерма |
|
Мезодерма |
|
Источник
АФО сердечно сосудистой системы.
Анатомия и физиология сердца.
Строение системы органов кровообращения. Особенности строения в разные возрастные периоды. Сущность процесса кровообращения. Структуры, осуществляющие процесс кровообращения. Основные показатели кровообращения (число сердечных сокращений, артериальное давление, показатели электрокардиограммы). Факторы, влияющие на кровообращение (физическая и пищевая нагрузка, стресс, образ жизни, вредные привычки и т.д.). Круги кровообращения. Сосуды, виды. Строение стенок сосудов. Сердце – расположение, внешнее строение, анатомическая ось, проекция на поверхность грудной клетки в разные возрастные периоды. Камеры сердца, отверстия и клапаны сердца. Принципы работы клапанов сердца. Строение стенки сердца – эндокард, миокард, эпикард, расположение, физиологические свойства. Проводящая система сердца. Физиологические свойства. Строение перикарда. Сосуды и нервы сердца. Фазы и продолжительность сердечного цикла. Физиологические свойства сердечной мышцы.
Система органов кровообращения
Функции крови выполняются благодаря непрерывной работе системы органов кровообращения. Кровообращение – это движение крови по сосудам, обеспечивающее обмен веществ между всеми тканями организма и внешней средой. Система органов кровообращения включает сердце и кровеносные сосуды. Циркуляция крови в организме человека по замкнутой сердечно-сосудистой системе обеспечивается ритмическими сокращениями сердца – ее центрального органа. Сосуды, по которым кровь от сердца разносится к тканям и органам, называют артериями, а те, по которым кровь доставляется к сердцу, – венами. В тканях и органах тонкие артерии (артериолы) и вены (венулы) соединены между собой густой сетью кровеносных капилляров.
Особенности строения в разные возрастные периоды.
Сердце у новорожденного имеет округлую форму. Его поперечный диаметр равен 2,7-3,9 см, длина сердца в среднем составляет 3,0-3,5 см. Передне-задний размер – 1,7-2,6 см. Предсердия по сравнению с желудочками велики, причем правое из них значительно больше левого. Сердце растет особенно быстро в течение года жизни ребенка, причем длина его увеличивается больше, чем ширина. Отдельные части сердца изменяются в разные возрастные периоды неодинаково: в течение 1-го года жизни предсердия растут сильнее, чем желудочки. В возрасте от 2 до 6 лет рост предсердий и желудочков происходит одинаково интенсивно. После 10 лет желудочки увеличиваются быстрее предсердий. Общая масса сердца у новорожденного равна 24 г, в конце 1-го года жизни увеличивается примерно в 2 раза, к 4-5 годам – в 3 раза, в 9-10 лет – в 5 раз и к 15-16 годам – в 10 раз. Масса сердца до 5-6 лет больше у мальчиков, чем у девочек, в 9-13 лет, наоборот, она больше у девочек, а в 15 лет масса сердца вновь больше у мальчиков, чем у девочек. У новорожденных и детей грудного возраста сердце располагается высоко и лежит поперечно. Переход сердца из поперечного положения в косое начинается в конце 1-го года жизни ребенка.
Факторы, влияющие на кровообращение (физическая и пищевая нагрузка, стресс, образ жизни, вредные привычки и т.д.).
Круги кровообращения.
Большой и малый круги кровообращения. В теле человека кровь движется по двум кругам кровообращения – большому (туловищному) и малому (легочному).
Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке, из которого артериальная кровь выбрасывается в самую крупную по диаметру артерию -аорту. Аорта делает дугу влево и затем проходит вдоль позвоночника, разветвляясь на более мелкие артерии, несущие кровь к органам. В органах артерии разветвляются на более мелкие сосуды- артериолы, которые переходят в сеть капилляров, пронизывающих ткани и доставляющих им кислород и питательные вещества. Венозная кровь по венам собирается в два крупных сосуда – верхнюю и нижнюю полые вены, которые вливают ее в правое предсердие.
Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке, откуда выходит артериальный легочный ствол, который разделяется на цвелегочные артерии, несущие кровь к легким. В легких крупные артерии ветвятся на более мелкие артериолы, переходящие в сеть капилляров, густо оплетающих стенки альвеол, где и происходит обмен газами. Насыщенная кислородом артериальная кровь по легочным венам поступает в левое предсердие. Таким образом, в артериях малого круга кровообращения течет венозная кровь, в венах – артериальная.
Не весь объем крови в организме циркулирует равномерно. Значительная часть крови находится в кровяных депо – печени, селезенке, легких, подкожных сосудистых сплетениях. Значение кровяных депо заключается в возможности быстрого обеспечения кислородом тканей и органов при экстренных ситуациях.
Сосуды, виды. Строение стенок сосудов.
Стенка сосуда состоит из трех слоев:
1. Внутренний слой очень тонкий, он образован одним рядом эндотелиальных клеток, которые придают гладкость внутренней поверхности сосудов.
2. Средний слой самый толстый, в нем много мышечных, эластических и коллагеновых волокон. Этот слой обеспечивает прочность сосудов.
3. Наружный слой соединительно-тканный, он отделяет сосуды от окружающих тканей.
Артерии Кровеносные сосуды, идущие от сердца к органам и несущие к ним кровь, называются артериями. По артериям кровь от сердца течет под большим давлением, поэтому артерии имеют толстые упругие стенки.
По строению стенок артерии делятся на две группы:
· Артерии эластического типа – ближайшие к сердцу артерии (аорта и ее крупные ветви) выполняют главным образом функцию проведения крови.
· Артерии мышечного типа – средние и мелкие артерии, в которых инерция сердечного толчка ослабевает и требуется собственное сокращение сосудистой стенки для дальнейшего продвижения крови
По отношению к органу различают артерии, идущие вне органа, до вступления в него – экстраорганные артерии – и их продолжения, разветвляющиеся внутри него – внутриорганные или интраорганные артерии. Боковые ветви одного и того же ствола или ветви различных стволов могут соединяться друг с другом. Такое соединение сосудов до распадения их на капилляры носит название анастомоза или соустья (их большинство). Артерии, не имеющие анастомозов с соседними стволами до перехода их в капилляры, называются конечными артериями (например, в селезенке). Конечные, или концевые, артерии легче закупориваются кровяной пробкой (тромбом) и предрасполагают к образованию инфаркта (местного омертвения органа).
Последние разветвления артерий становятся тонкими и мелкими и потому выделяются под названием артериол. Они непосредственно переходят в капилляры, причем благодаря наличию в них сократительных элементов выполняют регулирующую функцию.
Артериола отличается от артерии тем, что стенка ее имеет лишь один слой гладкой мускулатуры, благодаря которому она осуществляет регулирующую функцию. Артериола продолжается непосредственно в прекапилляр, в котором мышечные клетки разрозненны и не составляют сплошного слоя. Прекапилляр отличается от артериолы еще и тем, что он не сопровождается венулой, как это наблюдается в отношении артериолы. От прекапилляра отходят многочисленные капилляры.
Капилляры – самые мелкие кровеносные сосуды, расположенные во всех тканях между артериями и венами. Основная функция капилляров – обеспечение обмена газами и питательным веществом между кровью и тканями. В связи с этим стенка капилляров образована только одним слоем плоских эндотелиальных клеток, проницаемым для растворенных в жидкости веществ и газов. Через нее кислород и питательные вещества легко проникают из крови к тканям, а углекислый газ и продукты жизнедеятельности в обратном направлении.
В каждый данный момент функционирует только часть капилляров (открытые капилляры), а другая остается в резерве (закрытые капилляры).
Вены – кровеносные сосуды, несущие из органов и тканей к сердцу венозную кровь. Исключение составляют легочные вены, которые несут из легких в левое предсердие артериальную кровь. Совокупность вен образует венозную систему, являющуюся частью сердечно-сосудистой системы. Сеть капилляров в органах переходит в мелкие посткапилляры, или венулы. Они на значительном расстоянии еще сохраняют строение, сходное со строением капилляров, но имеют более широкий просвет. Венулы сливаются в более крупные вены, соединяющиеся анастомозами, и формируют венозные сплетения в органах или возле них. Из сплетений собираются вены, выносящие кровь из органа. Различают поверхностные и глубокие вены. Поверхностные вены располагаются в подкожной жировой клетчатке, начинаясь от поверхностных венозных сетей; число, величина и положение их сильно варьируют. Глубокие вены, начинаясь на периферии от мелких глубоких вен, сопровождают артерии; нередко одну артерию сопровождают две вены («вены-спутницы»). В результате слияния поверхностных и глубоких вен формируются два крупных венозных ствола – верхняя и нижняя полые вены, впадающие в правое предсердие, куда также впадает общий сток сердечных вен – венечный синус. Воротная вена несет кровь от непарных органов брюшной полости.
Низкое давление и малая скорость кровотока обусловливают слабое развитие эластических волокон и мембран в венозной стенке. Необходимость преодоления силы тяжести крови в венах нижней конечности привела к развитию мышечных элементов в их стенке, в отличие от вен верхних конечностей и верхней половины туловища. На внутренней оболочке вены имеются клапаны, открывающиеся по току крови и способствующие движению крови в венах по направлению к сердцу. Особенностью венозных сосудов является наличие в них клапанов, которые необходимы для обеспечивания однонаправленности тока крови. Стенки вен устроены по тому же плану, что и стенки артерий, однако давление крови в венах очень низкое, поэтому стенки вен тонкие, в них меньше эластической и мышечной ткани, благодаря чему пустые вены спадаются.
Сердце- полый фиброзно-мышечный орган, который, функционируя как насос, обеспечивает движение крови а системе кровообращения. Сердце находится в переднем средостении в перикарде между листками медиастинальной плевры. Оно имеет форму неправильного конуса с основанием вверху и обращенной книзу, влево и кпереди верхушкой. Размеры С. индивидуально различны. Длина С. взрослого человека колеблется от 10 до 15 см (чаще 12-13 см), ширина в основании 8-11 см (чаще 9-10 см) и переднезадний размер 6-8,5 см (чаще 6, 5-7 см). Масса С. в среднем составляет у мужчин 332 г (от 274 до 385 г), у женщин – 253 г (от 203 до 302 г).
По отношению к средней линии тела сердца располагается несимметрично – около 2/3 слева от нее и около 1/3 – справа. В зависимости от направления проекции продольной оси (от середины его основания до верхушки) на переднюю грудную стенку различают поперечное, косое и вертикальное положение сердца. Вертикальное положение чаще встречается у людей с узкой и длинной грудной клеткой, поперечное – у лиц с широкой и короткой грудной клеткой.
Сердце состоит из четырех камер: двух (правого и левого) предсердий и двух (правого и левого) желудочков. Предсердия находятся в основании сердца. Спереди из сердца выходят аорта и легочный ствол, в правой части в него впадают верхняя полая вена, в задненижней – нижняя полая вена, сзади и слева – левые легочные вены, а несколько правее – правые легочные вены.
Функция сердца состоит в ритмичном нагнетании в артерии крови, приходящей к нему по венам. Сердце сокращается около 70-75 раз в минуту в состоянии покоя организма (1 раз за 0,8 с). Более половины этого времени оно отдыхает – расслабляется. Непрерывная деятельность сердца складывается из циклов, каждый из которых состоит из сокращения (систола) и расслабления (диастола).
Различают три фазы сердечной деятельности:
· сокращение предсердий – систола предсердий – занимает 0,1 с
· сокращение желудочков – систола желудочков – занимает 0,3 с
· общая пауза – диастола (одновременное расслабление предсердий и желудочков) – занимает 0,4 с
Таким образом, в течение всего цикла предсердия работают 0,1 с и отдыхают 0,7 с, желудочки работают 0,3 с и отдыхают 0,5 с. Этим объясняется способность сердечной мышцы работать, не утомляясь, в течение всей жизни. Высокая работоспособность сердечной мышцы обусловлена усиленным кровоснабжением сердца. Примерно 10 % крови, выбрасываемой левым желудочком в аорту, поступает в отходящие от нее артерии, которые питают сердце.
Источник
Для более полного понимания сути проблемы и патогенеза развития заболеваний крупных сосудов необходимо подробно знать анатомо-физиологические аспекты строения сосудистой стенки. Она состоит из трех оболочек: интимы (внутренняя оболочка), медии (средняя оболочка) и адвентиции (наружная оболочка). Каждая из них несет определенную функцию и, как следствие, имеет свою, строго индивидуальную, структуру.
Адвентиция обеспечивает сосудистую стенку (СС) кислородом и питательными веществами, поэтому она пронизана множеством мелких сосудов, которые ее питают (vasa vasorum) и благодаря которым удаляются избыточные продукты естественного метаболизма и элементы, участвующие в патологических процессах в СС. С другой стороны, по vasa vasorum разносятся патологические микроорганизмы, которые могут поражать СС и благодаря которым происходит накопление клеточных элементов, борющихся с инфекцией и воспалительным процессом как таковым (макрофаги, нейтрофилы, лимфоциты). Таким образом осуществляется реализация механизма «снаружи внутрь», по которому обеспечивается защита СС от какого-либо воспалительного процесса [21].
Следующей оболочкой является медия. Ее основная функция каркасная, поэтому она достигает 80% общей толщины СС. Именно на эту оболочку приходится наибольшее гемодинамическое напряжение, и, чтобы его компенсировать, она содержит большое количество эластина и коллагена, а также гладкомышечные клетки (ГМК). Густое скопление эластических волокон находится на границе между интимой и медией, а также медией и адвентицией, тем самым образуя внутреннюю и наружную пластинки, пространство между ними пронизано большим количеством ГМК, перекрещивающихся с эластином и коллагеном. Стоит отметить, что наиболее толстый слой эластических волокон находится в восходящей аорте и ее дуге (артерии эластического типа) и постепенно уменьшается к бифуркации (артерии мышечно-эластического типа); в противоположность этому происходит увеличение числа ГМК. Такие изменения необходимы для поддержания достаточно высоких цифр артериального давления (АД) и, соответственно, проталкивания крови в нижележащие отделы организма.
Внутренний слой СС – интима. Она содержит большое количество эндотелия, с помощью которого происходит питание внутренней пластинки медии посредством диффузии. Кроме того, интима играет значительную роль при некоторых заболеваниях, например при атеросклерозе. Именно в ней происходит накопление липидов, которые способствуют прогрессированию этого заболевания.
После ознакомления с общим планом строения СС необходимо перейти к морфологическим элементам каждого слоя, так как именно изменения в этих элементах и приводят к развитию патологического процесса.
Для питания крупных артерий, на которые приходится основная гемодинамическая нагрузка, необходимы структуры, содержащие множество капилляров, благодаря которым происходил бы забор крови из кровеносного русла для питания сосудистой стенки. Таким элементом является эндотелий. Он практически полностью состоит из капилляров, которые обеспечивают макромолекулярный транспорт и диффузию крови к базальной мембране и медии.
Долгое время считалось, что эндотелий является гомогенным, инертным, пассивным контейнером для крови, но исследования показали его взаимодействие с клетками иммунной системы и молекулами, которые обеспечивают поддержание АД, проницаемости сосудистой стенки и гомеостаза. Это привело к более полному пониманию активной роли эндотелия в здоровой СС и при ее патологии [3, 12, 13, 17].
Одна из главных функций эндотелия – это препятствие образованию тромбов внутри стенки сосудов, что достигается за счет возможности неповрежденного эндотелия стимулировать фибринолиз и тем самым препятствовать агрегации тромбоцитов на своей поверхности. Это действие реализуется образованием на поверхности эндотелия специфических антикоагулятных факторов: тромбомодулина, протеина С и др., а также активизации синтеза секреции простагландина I2 (PGI2) и тканевого активатора плазминогена [5]. Необходимо отметить, что при протезировании или стентировании сосудов синтетическими/металлическими протезами на их внутренней поверхности постепенно образуется (нарастает) неоинтима, которая начинает выполнять те же защитные функции, что и естественная интима сосудов.
Следующим свойством эндотелия является его избирательная проницаемость для жидкостей и питательных веществ к средней оболочке артерии. При этом происходят секреция, фильтрация и абсорбция воды, ионов и солей [17, 37]. Прерывается эндотелий только в костном мозге, селезенке и синусах печени. Через слой эндотелия непрерывно могут проходить элементы с диаметром от 1 до 4 нм, для более крупных элементов необходимы специальные транспорты, которые способствуют преодолению этого барьера [43].
На данный момент представлены данные, что эндотелий помогает поддерживать тонус сосудов, тем самым регулируя кровяное АД. Этот механизм реализуется за счет секреции различных молекул, в том числе простагландинов и ацетилхолина [14, 17]. Эндотелийзависимая релаксация осуществляется за счет действия на него NO и PGI2, в то время как сокращение – за счет ангиотензина-2 (Анг-2) и эндотелина-1 (Эн-1).
Высвобождение NO происходит под действием ацетилхолина, вазопрессина, а в некоторых случаях в связи с сильным стрессом [16, 18]. Количество механизмов, влияющих на высвобождение NO, а тем самым расслабляющих гладкую мускулатуру сосудов велико, однако это компенсируется хорошей лабильностью реакции на такое высвобождение. Постоянное высвобождение NO стимулирует пролиферацию и миграцию ГМК [25], что приводит к ремоделированию сосудистой стенки в этой области.
Действуя на циклооксигеназу, PGI2 осуществляет вазодилатацию за счет активации метаболического пути арахидоновой кислоты в эндотелии. Кроме того, такой же процесс происходит и в тромбоцитах, что препятствует их агрегации, но не влияет на адгезию [9, 28, 29, 35].
Эндотелин-1 – фактор, приводящий к сокращению сосудистой стенки за счет активации препроэндотелина-1, который первоначально находится внутри эндотелиальной клетки. Активация осуществляется через метаболический путь трансформирующего фактора роста β (TGF-β) при гипоксии или сильном стрессе [19, 24, 27, 30, 47]. Синтез, высвобождение и непосредственное влияние Эн-1 приводят к расслаблению ГМК в медии сосудов. Однако в некоторых случаях он может действовать и как констриктор ГМК, это зависит от совокупности внешних действующих факторов.
Эндотелий выступает как иммуномодулирующий орган. Кроме того, он обладает барьерной функцией. На него постоянно воздействуют бактериальные агенты, которые могут попасть в кровь, клетки иммунного воспаления (моноциты, макрофаги, нейтрофилы, лимфоциты), а также различные патогенетические молекулы (цитокины, хемокины и др). Эндотелий интенсивно поддерживает противовоспалительную среду, однако постоянное присутствие агрессора может нарушить его защитную функцию, вследствие чего начинает развиваться патологический процесс. Для своей защиты эндотелий способен вырабатывать различные цитокины, использовать растворимые в крови факторы, а также активировать гены цитопротективных агентов, таких как оксидредуктаза [43].
Важным является тот факт, что 1 раз активировав эти механизмы, эндотелий может быстро стимулировать противовоспалительные процессы, что определяется высоким числом цитокиновых и хемокиновых рецепторов, которые регулируют взаимодействие между лейкоцитами и эндотелиальными клетками [32]. В ответ на активацию и избыточный синтез провоспалительных элементов активируется механизм «down-регуляции», в результате которого происходит ограничение воспалительного ответа и, в конце концов, реакция прекращается, тем самым предотвращая неадекватную патологическую активацию в эндотелии.
Эндотелий играет важную роль в регуляции васкулогенеза, ангиогенеза и ремоделировании СС [40]. У здорового взрослого человека пролиферация в СС очень низкая, что создает стабильность сосудистого русла, посредником которой выступает эндотелий. Длительное влияние различных внешних факторов может нарушить стабильность эндотелия, это приводит к развитию гиперплазии интимы. Кроме того, через поврежденный эндотелий начинают проникать липиды с последующей инфильтрацией моноцитами и Т-лимфоцитами [38]. Вследствие этого процесса развивается атеросклероз.
2. Гладкомышечные клетки сосудов
Гладкомышечные клетки сосудов участвуют в поддержании АД, в адаптационных механизмах СС и в процессах ее восстановления. Преимущественно ГМК находятся в медии сосудов, при этом чем дистальнее находится артерия, тем большее количество ГМК содержится в ее стенке.
Интересно, что длительное воздействие клеточных элементов воспаления или активного кислорода на ГМК приводит к экспрессии различных факторов роста, а соответственно к пролиферации клеток. Из-за этого может происходить постоянный миогенез. Продукция и активация факторов роста осуществляются за счет эндотелиальных клеток, поэтому сдерживание гемодинамического напряжения происходит во взаимодействии двух структур [10, 11, 33]. Современная теория гласит, что ГМК являются клетками широкого спектра действия, которые несут функциональную нагрузку. Пластичность ГМК осуществляется за счет изменения структуры в ответ на агрессивные факторы окружающей среды.
Процесс образования СС в эмбриогенезе – васкулогенез – первоначально требует дифференцировки ангиобластов внутри эндотелиальной клетки, которые существуют уже внутри примитивной сосудистой сети. У взрослых людей процессы образования сосудистой сети состоят из следующих этапов: васкулогенез, ангиогенез и артериогенез. Ангиогенез – развитие новых сосудов из уже имеющихся, когда происходит разрастание ветвей сосудов при участии эндотелия. Артериогенез осуществляется за счет коллатерального расширения сосудистой сети, в результате происходит активизация мелких артериол внутри крупных сосудов. Все эти процессы сейчас широко изучаются [8]. G. Yancopoulos и соавт. [46] указывают, что специфические признаки каждого сосуда появляются за счет разной дифференцировки ГМК.
На биологию ГМК влияет их фенотипически высокая изменчивость. Они состоят из множества нитей актина и миозина, что способствует их сокращению; на более глубоком уровне основой являются эндоплазматический ретикулум и комплекс Гольджи [6]. Фенотипическую изменчивость используют для объяснения гетерогенности и множества функций ГМК. На изменчивость ГМК в процессе их развития влияет множество факторов, начиная от повреждения экстрацеллюлярного матрикса (ЭМ), до прямого воздействия на них эндотелия.
Основные процессы, которые происходят в системе ГМК, имеют характерные особенности и подразделяются на несколько категорий: 1) восстановление и расширение; 2) дифференцировка; 3) ремоделирование. В результате происходит разделение нового сосуда на артерии и вены.
Наиболее интересны на практике процессы ремоделирования СС за счет изменения ГМК, так как они включаются не только в ангиогенезе, но и при патологических состояниях. Эти процессы начинают работать при активации факторов роста и, что важно, в ответ на физическое или химическое воздействие. Подобное влияние может оказывать, например, эндотелиальный сосудистый фактор роста. Из примеров физического воздействия можно описать увеличение тока крови и давления в сосуде. В этот момент происходит выброс NO для компенсации перерастяжения мышц. Ангиогенез также происходит под действием хронической гипоксии, за счет активации гипоксия-индуцированного фактора, что помогает регулировать данный процесс [7]. Таким образом, основным процессом, которым отвечают ГМК на любое внешнее раздражение, является ремоделирование СС.
Регуляция основной функции ГМК (поддержания тонуса сосудов) происходит под действием различных факторов (Анг-2, тромбин, протромбин и др.). Повышение локальной экспрессии факторов и увеличение количества рецепторов к ним приводит к динамической регуляции тонуса сосуда. Новые молекулярные технологии помогают определять факторы, которые приводят к расширению просвета сосуда [2]. Одним из отличительных признаков ГМК является их пластичность в ответ на расширение. Существует три основных вида ответа ГМК на избыточное расширение СС: 1) гиперплазия; 2) гипертрофия; 3) апоптоз. Большинство заболеваний сосудов связано с одним из них.
При избыточном давлении на сосудистую стенку (например, при артериальной гипертензии) происходит гипертрофия ГМК. Ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента действуют профилактически на гипертрофию ГМК за счет снижения АД [36], а антагонист рецепторов ангиотензина (лозартан) уменьшает гипертрофию ГМК, несмотря на повышенное АД [41]. При этом действие β-адреноблокаторов оказывается незначительным. Отсюда можно сделать вывод, что гипертрофия ГМК сосудов происходит под действием ренин-ангиотензиновой системы, что делает препараты, воздействующие на нее, предпочтительными при патологии, сопровождающейся гипертрофией ГМК.
Гиперплазия ГМК наблюдается при атеросклерозе, повышенном АД и рестенозах сосудов. В большинстве случаев она сопровождается атрофией медии (апоптоз или некроз), связанной с потерей ГМК. Гиперплазия – очень медленный процесс, который возникает при хронических заболеваниях сосудов. В опытах на крысах была показана возможность увеличения ГМК аорты примерно на 0,01% в сутки [44], а максимальная скорость на некоторых моделях достигала 1% в сутки. Такие процессы наблюдаются при повышении АД и атеросклерозе, однако не все ГМК выдерживают такой бурной пролиферации, у некоторых из них включатся механизмы «естественной» гибели [1].
Апоптоз возникает при воздействии какого-либо воспалительного фактора и играет ключевую роль в создании механизмов восстановления ткани и ремоделирования. Объем ГМК, подвергающихся апоптозу, зависит от степени развития атеросклеротической бляшки или диспластических нарушений, а также от локализации процесса [23], и, кроме того, играет важную роль в формировании аневризмы аорты [20]. Известно, что ГМК могут уничтожаться макрофагами, которые в больших количествах скапливаются в средней оболочке артерий при таких поражениях СС. При активном апоптозе в качестве компенсации происходит нарастание синтеза коллагена, который производится ГМК. Это приводит к дестабилизации атеросклеротической бляшки, а также нарушает упругость и усиливает ломкость СС, что является причиной расширения сосуда. Мертвые клетки не могут обезвреживать тромбин, и это приводит к нарастанию тромботических масс вокруг образовавшейся атеромы.
Необходимо отметить, что ГМК сосудов отвечают на большинство изменений особым образом, что делает их важными элементами в понимании процессов, происходящих при патологии сосудов.
3. Элементы соединительной ткани сосудов
Соединительная ткань – важное звено целостности СС. Она поддерживает каркасность, обеспечивает необходимые упругие свойства и представляет собой механическую защиту СС. Основными молекулами, входящими в ее состав, являются коллаген и эластин.
Исходя из соотношения содержания различных молекул в соединительной ткани, видны свойства каждого типа сосудов. Например, мелкие сосуды очень жесткие, это обусловливается высоким содержанием коллагена в них. Их основная функция – поддержание тока крови внутри тканей, и эта регуляция достигается посредством сокращения ГМК. В крупных сосудах, таких как аорта, имеются две пластинки, содержащие в себе обильное количество эластина, кроме того, в средней оболочке находится относительно малое количество эластических волокон, но множество ГМК, которые располагаются перпендикулярно оси сосуда [26]. В ЭМ содержится много эластина и коллагена, которые плотно прилегают друг к другу. В СС, в основном, содержится коллаген 1-го, 3-го и 5-го типов, которые в больших количествах синтезируются ГМК.
Молекула коллагена является основным элементом коллагеновой ткани, она представляет собой палочковидные образования, которые образуют полипептидные α- цепи. Коллаген 1-го и 3-го типов обладает примерно одинаковой структурой. Даже синтез этих двух типов коллагена осуществляется одинаковыми клетками, которые синтезируют один или другой тип коллагена в зависимости от типа ткани, возраста и множества других параметров [4, 45]. В норме метаболизм коллагена идет чрезвычайно медленно, а при быстром нарастании этой ткани происходит резкое ремоделирование СС. В обычном состоянии коллаген является очень устойчивой молекулой, но при повреждениях его молекулы хорошо распадаются под широким спектром протеаз. Из специфических протеаз, которые могут воздействовать на коллаген, можно назвать матриксные металлопротеиназы [34]. Они разрушают целостность молекулы коллагена, в результате чего она начинает самопроизвольно распадаться в течение некоторого времени.
Если коллаген обеспечивает жесткостные свойства СС, то для ее упругости существуют эластические волокна.
Большое количество эластических волокон содержит ЭМ. Они обеспечивают хорошие упругие свойства на протяжении всех сосудов. Крупные артерии состоят примерно на 50% из эластических волокон. Нерастворимые эластические