Кровеносные сосуды — это структуры кровеносной системы , которые транспортируют кровь по всему телу человека . [1] Эти сосуды транспортируют клетки крови , питательные вещества и кислород к тканям тела. Они также выводят отходы и углекислый газ из тканей. Кровеносные сосуды, как правило, необходимы для поддержания жизни, поскольку все ткани тела зависят от их функциональности. [2]
Существует пять типов кровеносных сосудов: артерии , которые переносят кровь от сердца ; артериолы ; капилляры , где происходит обмен водой и химическими веществами между кровью и тканями; венулы ; и вены , которые переносят кровь из капилляров обратно к сердцу.
Слово сосудистый , означающее «относящийся к кровеносным сосудам», происходит от латинского vas , означающего «сосуд». Некоторые структуры — такие как хрящ , эпителий , хрусталик и роговица глаза — не содержат кровеносных сосудов и называются аваскулярными .
Артерии и вены имеют три слоя. Средний слой толще в артериях, чем в венах: [3]
Капилляры состоят из одного слоя эндотелиальных клеток с поддерживающим субэндотелием, состоящим из базальной мембраны и соединительной ткани . Когда кровеносные сосуды соединяются, образуя область диффузного сосудистого снабжения, это называется анастомозом . Анастомозы обеспечивают альтернативные пути для тока крови в случае закупорки. Вены могут иметь клапаны , которые предотвращают обратный ток крови , которая перекачивалась против силы тяжести окружающими мышцами. [5] У человека артерии не имеют клапанов, за исключением двух «артерий», которые берут начало из желудочков сердца. [6]
Существуют различные виды кровеносных сосудов: [7]
Они грубо сгруппированы как «артериальные» и «венозные», определяемые тем, течет ли кровь в ней от (артериальная) или к (венозная) сердцу . Термин «артериальная кровь» тем не менее используется для обозначения крови с высоким содержанием кислорода , хотя легочная артерия переносит «венозную кровь», а кровь, текущая в легочной вене , богата кислородом. Это потому, что они переносят кровь в легкие и из легких, соответственно, для насыщения ее кислородом. [ необходима цитата ]
Кровяные сосуды выполняют функцию транспортировки крови . В целом артерии и артериолы транспортируют насыщенную кислородом кровь из легких в организм и его органы , а вены и венулы транспортируют дезоксигенированную кровь из организма в легкие. Кровяные сосуды также циркулируют кровь по всей кровеносной системе . Кислород (связанный с гемоглобином в эритроцитах ) является наиболее важным питательным веществом, переносимым кровью. Во всех артериях, кроме легочной артерии , гемоглобин высоко насыщен (95–100%) кислородом. Во всех венах, кроме легочной вены , насыщение гемоглобина составляет около 75%. [8] [9] (Значения обратны в малом круге кровообращения .) Помимо переноса кислорода, кровь также переносит гормоны , отходы и питательные вещества для клеток организма. [10]
Кровяные сосуды не принимают активного участия в транспортировке крови (у них нет заметной перистальтики ). Кровь продвигается по артериям и артериолам за счет давления, создаваемого сердцебиением . [ 11] Кровяные сосуды также транспортируют эритроциты. Тесты на гематокрит могут быть выполнены для расчета доли эритроцитов в крови. Более высокие доли приводят к таким состояниям, как обезвоживание или болезни сердца, в то время как более низкие доли могут привести к анемии и длительной потере крови. [12]
Проницаемость эндотелия имеет решающее значение для высвобождения питательных веществ в ткани. Она также увеличивается при воспалении в ответ на гистамин , [13] простагландины [ 14] и интерлейкины , [15], что приводит к большинству симптомов воспаления (отек, покраснение, тепло и боль).
Артерии — и вены в определенной степени — могут регулировать свой внутренний диаметр путем сокращения мышечного слоя. Это изменяет приток крови к нижележащим органам и определяется автономной нервной системой . Вазодилатация и вазоконстрикция также используются антагонистически как методы терморегуляции . [16]
Размер кровеносных сосудов у каждого из них разный. Он колеблется от диаметра около 30–25 миллиметров для аорты [17] до всего лишь около 5 микрометров (0,005 мм) для капилляров. [18] Вазоконстрикция — это сужение кровеносных сосудов (сужение, уменьшение площади поперечного сечения) путем сокращения гладких мышц сосудов в стенках сосудов. Она регулируется вазоконстрикторами (агентами, вызывающими вазоконстрикцию). К ним могут относиться паракринные факторы (например, простагландины ), ряд гормонов (например, вазопрессин и ангиотензин [19] ) и нейротрансмиттеры (например, адреналин ) из нервной системы.
Вазодилатация — это похожий процесс, опосредованный антагонистически действующими медиаторами. Наиболее заметным вазодилататором является оксид азота (называемый по этой причине эндотелиальным расслабляющим фактором ). [20]
Кровеносная система использует каналы кровеносных сосудов для доставки крови во все части тела. Это результат совместной работы левой и правой сторон сердца , чтобы кровь могла непрерывно течь в легкие и другие части тела. Кровь с низким содержанием кислорода поступает в правую часть сердца через две большие вены. Кровь с высоким содержанием кислорода из легких поступает через легочные вены с левой стороны сердца в аорту, а затем достигает остальной части тела. Капилляры отвечают за то, чтобы кровь получала кислород через крошечные воздушные мешочки в легких. Это также место, где углекислый газ выходит из крови. Все это происходит в легких, где кровь насыщается кислородом. [21]
Давление крови в кровеносных сосудах традиционно выражается в миллиметрах ртутного столба (1 мм рт. ст. = 133 Па ). В артериальной системе оно обычно составляет около 120 мм рт. ст. систолическое (волна высокого давления из-за сокращения сердца) и 80 мм рт. ст. диастолическое (волна низкого давления). Напротив, давление в венозной системе постоянно и редко превышает 10 мм рт. ст. [22]
Сосудистое сопротивление возникает, когда сосуды, отходящие от сердца, противостоят потоку крови. Сопротивление — это совокупность трех различных факторов: вязкости крови, длины кровеносного сосуда и радиуса сосуда. [23] Вязкость крови — это густота крови и ее сопротивление потоку в результате различных компонентов крови. Кровь на 92% состоит из воды по весу, а остальная часть крови состоит из белка, питательных веществ, электролитов, отходов и растворенных газов. В зависимости от здоровья человека вязкость крови может меняться (например, анемия вызывает относительно более низкие концентрации белка, высокое кровяное давление — увеличение растворенных солей или липидов и т. д.). [23]
Длина сосуда — это общая длина сосуда, измеренная как расстояние от сердца. По мере увеличения общей длины сосуда общее сопротивление в результате трения будет увеличиваться. [23] Радиус сосуда также влияет на общее сопротивление в результате контакта со стенкой сосуда. По мере уменьшения радиуса стенки доля крови, контактирующей со стенкой, будет увеличиваться. Большее количество контакта со стенкой увеличит общее сопротивление потоку крови. [24]
Кровяные сосуды играют огромную роль практически в каждом медицинском состоянии. Рак , например, не может прогрессировать, если опухоль не вызывает ангиогенез (образование новых кровеносных сосудов) для удовлетворения метаболических потребностей злокачественных клеток. [25] Атеросклероз составляет около 85% всех случаев смерти от сердечно-сосудистых заболеваний из-за накопления бляшек . [26] Ишемическая болезнь сердца , которая часто следует за атеросклерозом, может вызвать сердечные приступы или остановку сердца , что приведет к 370 000 смертей во всем мире в 2022 году. [27] В 2019 году около 17,9 миллионов человек умерли от сердечно-сосудистых заболеваний. Из этих смертей около 85% были вызваны сердечным приступом и инсультом. [28]
Проницаемость кровеносных сосудов увеличивается при воспалении . Повреждение, вызванное травмой или спонтанное, может привести к кровотечению из-за механического повреждения эндотелия сосуда . Напротив, окклюзия кровеносного сосуда атеросклеротической бляшкой , эмболизированным тромбом или инородным телом приводит к нисходящей ишемии (недостаточному кровоснабжению) и, возможно, инфаркту ( некрозу из-за отсутствия кровоснабжения ). Окклюзия сосудов, как правило, является системой положительной обратной связи; закупоренный сосуд создает завихрения в обычном ламинарном потоке или пробковом потоке крови. Эти завихрения создают аномальные градиенты скорости жидкости, которые выталкивают элементы крови, такие как холестерин или хиломикронные тельца, к эндотелию. Они откладываются на стенках артерий, которые уже частично закупорены, и создают закупорку. [29]
Наиболее распространенным заболеванием кровеносных сосудов является гипертония или высокое кровяное давление. Это вызвано повышением давления крови, текущей по сосудам. Гипертония может привести к сердечной недостаточности и инсульту. Аспирин помогает предотвратить образование тромбов, а также может помочь ограничить воспаление. [30] Васкулит — это воспаление стенки сосуда из-за аутоиммунного заболевания или инфекции .
Часто утверждалось, что если все сосуды в человеческом теле сложить вместе, они протянутся более чем на 100 000 км. [31] [32] Однако Kurzgesagt , популярный канал YouTube , посвященный научным коммуникациям , рассмотрел это распространенное мнение. Первоначально принятое как факт, это утверждение, как оказалось, не имело определенного источника, несмотря на его широкое использование в научных работах, книгах и средствах массовой информации. После года исследований Kurzgesagt проследил происхождение до книги Августа Крога 1922 года «Анатомия и физиология капилляров» , в которой была оценена длина только капилляров (не всех кровеносных сосудов) примерно в 100 000 км [33], используя предположения, которые недавние исследования оказались устаревшими. Последние результаты показывают, что фактическая длина капилляров колеблется от 9 000 до 19 000 километров. [34] [35]
диаметром брюшной аорты считается диаметр менее 3,0 см.