Жизнь организма возможна лишь при непрерывной доставке кровью необходимых питательных веществ и кислорода клеткам и столь же непрерывном удалении продуктов обмена и углекислоты. Питание, дыхание и выделение — необходимые жизненные функции клетки, осуществляющиеся при постоянном перемещении веществ внутри организма.
У простейших организмов доставка питательных веществ совершается путем диффузии через клетки, соприкасающиеся с внешней средой. У кишечнополостных передача питательных веществ отличается тем, что от пищеварительной трубки в ткань выступают слепые выросты и каналы, по которым доставляются питательные вещества к месту их потребления. Через них также удаляются продукты обмена. Движение жидкости по подобным каналам совершалось первоначально хаотично, за счет сокращения тела или кишечной трубки. По мере усложнения организмов обозначались пути, но которым происходит свободная циркуляция жидкости в направлении от сердца к периферии и от периферии к сердцу.
У членистоногих и моллюсков кровеносная система незамкнутая, но имеется сердце в виде сокращающегося спинного сосуда. Кровь из спинного сосуда поступает в щелевидное пространство между органами, а из них собирается в полость тела, где располагается сердце. Из этой полости сердце набирает кровь. Замкнутая кровеносная система появляется у кольчатых червей и хордовых, у которых кровь движется по сосудам, имеющим собственную стенку за счет пульсирующих участков брюшной аорты. У низших позвоночных кровеносная система имеет общие черты строения с кровеносной системой ланцетника, но отличается наличием двухкамерного сердца.
У высших позвоночных и человека эту функцию выполняют замкнутые системы трубок — кровеносные сосуды и четырехкамерное сердце, в которых постоянно в определенном направлении циркулирует кровь. Лимфатические сосуды также представляют замкнутую систему трубок, сообщающихся с кровеносной системой.
В процессе развития и жизни человека кровеносная система непрерывно перестраивается структурно и функционально. У человека довольно часто возникают поражения сосудов, что иногда требует консервативного и оперативного лечения. Следовательно, знание строения кровеносных сосудов, их распределения в органах, топографии и проекции на поверхность тела является важной основой для подготовки врача.
В организме человека различают сердце, артерии, вены и капилляры. Сердце, ритмично сокращаясь, вызывает движение крови по артериям, капиллярам и венам. Капилляры соединяют артериальные и венозные сосуды. Среди артерий и вен различают крупные магистральные сосуды, как-то: аорту, верхнюю и нижнюю полые вены, легочный ствол и более мелкие сосуды, являющиеся ветвями этих артерий и вен. Ветви крупных кровеносных сосудов разделяются на внеорганные и внутриорганные. Внутриорганные сосуды последовательно ветвятся на артерии 1, 2, 3, 4, 5-го порядка, где последний порядок ветвления заканчивается артериолами. В некоторых органах внутриорганные артерии формируют крупные ветви 1-го порядка, названные сегментарными, например, в легких, почках.
Вены формируются путем соединения венул в вены 1-го порядка. Вены 1-го порядка последовательно соединяются в вены 2, 3, 4, 5-го порядка и т. д. У человека общее число и суммарный просвет вен в 2½ -3 раза больше, чем артерий. Это объясняется тем, что за единицу времени по артериям такого диаметра, как и вена, проходит больше крови, чем по венам. В результате вены не только выполняют функцию проведения крови от периферии к сердцу, но и являются вместилищем для венозной крови. Многие артерии конечностей и туловища чаще сопровождаются двумя венами, которые могут даже образовывать сплетения вокруг артерий.
Число порядков ветвления артерий и слияния вен в каждом органе имеет свои особенности, которые выражаются в том, что в одних органах число порядков будет больше при магистральном типе ветвления. При этом типе внутриорганный сосуд последовательно распадается на ветви, имеющие различный диаметр. Эти ветви, соединяясь, формируют артериальные сети.
Характерно для сосудистой системы уменьшение диаметра каждого сосуда по мере ветвления, но по сравнению с диаметром первоначального сосуда увеличивается суммарный их просвет. Чем ближе к артериолам, венулам и капиллярам, тем больше выявляется в сосудистой системе артерио-артериальных, артериоло-венулярных анастомозов.
Артерио-артериальные анастомозы представляют взаимные соединения артериол и более крупных ветвей артерий, берущих начало из различных артериальных источников. Благодаря этим анастомозам возможны коллатеральные (окольные) пути кровоснабжения органа, особенно хорошо развитые вокруг суставов, во внутренних органах (кишечник, железы). Значительно развиваются коллатеральные сосуды в тех случаях, когда один из источников кровоснабжения органа тромбируется или длительно сдавливается. Для того, чтобы компенсировать приток крови к органу, кровеносные сосуды расширяются и устанавливают связь с другими сосудами, создавая дополнительные источники кровоснабжения.
Артериоло-венулярные анастомозы, выявляемые преимущественно между артериолами и венулами, представляют другую функциональную особенность, чем артерио-артериальные анастомозы. Через эти анастомозы осуществляется быстрый переход крови (минуя капилляры) из артерий в вены. Наличие таких анастомозов является хорошим компенсаторным механизмом, обеспечивающим хорошую приспособляемость сосудистой системы к быстрому перераспределению крови в органах и тканях.
Венозные сплетения находятся в толще органа или в клетчатке, окружающей орган.
Стенка кровеносного сосуда состоит из нескольких слоев: внутреннего, tunica intima, содержащего эндотелий, подэндотелиальный слой и внутреннюю эластическую мембрану; среднего, tunica media, образованного гладкомышечными клетками и эластическими волокнами; наружного, tunica externa, представленного рыхлой соединительной тканью, в которой находятся нервные сплетения и vasa vasorum. Стенка кровеносного сосуда получает питание за счет ветвей, отходящих от главного ствола этой же артерии или лежащей рядом другой артерии. Эти ветви проникают в стенку артерии или вены через ее наружную оболочку, образуя в ней артериальную сеть, поэтому они получили название vasa vasorum.
Артерии. Все сосуды, отходящие от сердца, независимо от состава крови (артериальная или венозная), которая течет по ним, называются артериями. Артерии по степени развития среднего слоя стенки подразделяются на три типа: мышечный, мышечно-эластический (смешанный) и эластический. К мышечному типу относятся внутриорганные артерии, которые благодаря хорошо развитой мышечной оболочке изменяют свой просвет под влиянием импульсов, приходящих по вегетативным нервам. Мышечно-эластический тип строения, как правило, имеют внеорганные артерии. К эластическому типу строения относятся аорта, легочный ствол и легочные артерии.
Вены. Все кровеносные сосуды, которые впадают в сердце, называются венами, хотя по венам от легких течет артериальная кровь. По строению стенки вены подразделяются на мышечный и безмышечный типы. Подобное деление вен обусловлено тем, что даже в стенке крупных вен (верхняя и нижняя полые) не имеется сплошного мышечного слоя. В стенке любой вены содержится меньше мышечных и эластических волокон, чем в артерии. В просвете вен имеются полулунные клапаны, которые способствуют движению крови от периферии к сердцу,
Крупные внеорганные и внутриорганные артериальные и венозные сосуды являются не только трубками для проведения крови к капиллярам, на уровне которых совершаются обменные процессы. Благодаря наличию в стенке сосудов нервного аппарата, в частности чувствительных нервных окончаний, сосуды обладают свойством рецепции и участвуют в регуляции функций организма. Кровеносные капилляры имеют диаметр 5 — 13 мк, но встречаются органы с широкими капиллярами (30 — 70 мк), например, в печени, или с еще более широкими капиллярами — в селезенке, клиторе и половом члене. Стенка капилляра тонка и состоит из слоя эндотелиальных клеток, базальной мембраны. С внешней стороны капилляр окружен перицитами (клетки соединительной ткани). В стенке капилляра отсутствуют мышечные и нервные элементы. Отдельные капилляры, анастомозируя один с другим, образуют сети. Форма сетей зависит от конструкции органов. В плоских органах (фасция, брюшина, слизистая оболочка полости рта, конъюнктива глаза) формируются плоские сети, в трехмерных (печень и другие железы) — имеются многослойные сети.
Все звенья сосудистой системы находятся в тесном функциональном единстве, устанавливаемом автономной частью нервной системы и гормонами желез внутренней секреции. Поэтому в организме существуют весьма чувствительные и тонкие механизмы регуляции кровяного давления. В зависимости от уровня обмена веществ поддерживается и определенное кровяное давление с необходимой емкостью сосудистой системы. Зато в других органах, где обмен невысок, кровеносные сосуды сужены и запустевают. Например, в работающей мышце раскрываются все кровеносные капилляры и кровоснабжение увеличивается в 30 раз. Такая постоянная регуляция кровообращения обеспечивается благодаря рефлекторной деятельности автономной части нервной системы.
В стенке сосудов симпатические волокна (сосудосуживающие) образуют сплетения, по которым проходят нервные импульсы к гладким мышцам, вызывая их сокращение. При выключении симпатической иннервации наступает расширение кровеносных сосудов. Помимо симпатической иннервации, некоторые кровеносные сосуды внутренних органов иннервируются и сосудорасширяющими (парасимпатическими) волокнами, раздражение которых приводит к расширению кровеносных сосудов. Сосудосуживающие и сосудорасширяющие нервы являются только проводниками импульсов, которые идут из центральной нервной системы, формирующихся в сосудодвигательном центре под влиянием импульсов, приходящих с интерорецепторов (баро-хеморецепторы) и экстерорецепторов.
Сосудодвигательный центр представляет функциональную совокупность нервных клеток стволовой части мозга, которые связаны с кровеносными сосудами афферентными нервными волокнами. Периферический конец афферентного нервного волокна (барорецептор) берет начало в стенках кровеносных сосудов (дуга аорты, грудная и брюшная аорта, место деления общей сонной артерии и легочного ствола, нижняя полая вена и др.). При изменениях кровяного давления в артериях возникает раздражение нервных окончаний афферентных нервов, что приводит к рефлекторному снижению или повышению кровяного давления с помощью сосудорасширяющих или сосудосуживающих нервов. В процессе жизнедеятельности наступают постоянные рефлекторные изменения ритма деятельности сердца, вызывающие и рефлекторную перестройку тонуса сосудистой системы.
В стенках кровеносных сосудов заложены также и афферентные волокна хеморецепторов, которые реагируют на присутствие в крови различных химических веществ и гормонов. При раздражении нервных окончаний хеморецепторов импульсы передаются в центральную нервную систему, откуда сосуды получают рефлекторный ответ в виде сосудосуживающего или сосудорасширяющего эффекта.