Слайд 2-7.Микроструктура стенок кровеносных сосудов

Система кровеносных сосудов, обеспечивающая транспорт крови через все ткани тела, разделяется сетью микрососудов на две сосудистые подсистемы. Артериальная подсистема или подсистема высокого давления – это сеть относительно толстостенных вязкоэластичных трубок, по которым кровь перемещается от сердца к периферии. И венозная подсистема или подсистема низкого давления образуется сетью трубок с более тонкой стенкой, но большего диаметра, по которым кровь возвращается от периферии к сердцу.

Стенки артерий и вен на 70% состоят из воды, остальная часть представляет систему переплетенных волокон, которые обладают упругими свойствами.

Упругие свойства сосудов определяются соотношением типов волокон – эластические, коллагеновые и гладкомышечные

Хотя микроструктура артерий и вен значительно отличается друг от друга, имеются общие компоненты для всех сосудов.

Рассмотрим микроструктуру сосудистой стенки.

• Внутренний, самый тонкий слой, называемый интимой или сосудистым эндотелием (tunica intima) . Внутренняя оболочка состоит из двух слоев. Самый глубокий, соприкасающийся с кровью слой эндотелий. Этот слой представляет собой один ряд клеток, который в принципе в виде непрерывной выстилки покрывает всю поверхность сердечно-сосудистой системы, соприкасающийся с кровью, включая полости сердца, клапаны, капилляры. Этот слой достаточно непрочный, однако, обладает способностью к регенерации, росту и может постоянно обновляться. Разрастаясь, он может покрывать имплантируемые протезы сосудов, клапанов и т.д. Он предохраняют от тромбоза и прохождения бактерий в сосудистую стенку. Кроме того, этот слой очень чувствителен к напряжению сдвига (shear stress) и имеет тенденцию выстраиваться в направлении напряжения сдвига.

• Средний, самый толстый слой, называемый tunica Media, строение и свойства которого наиболее существенно различаются в разных областях системы кровообращения. Соответственно этим различиям артерии принято подразделять на артерии эластического и мышечного типа.

Дуга аорты, например, работает как растяжимый резервуар, который расширяется, чтобы вместить первую порцию крови, выбрасываемую левым желудочком сердца. В течение остальной части систолы и всей диастолы этот сегмент восстанавливает свои размеры. Соответственно, средняя оболочка аорты и ее крупных ветвей состоит из множества концентрических слоев эластичной ткани (около 40%) , коллагеновых волокон и небольшого числа гладкомышечных клеток образован расположенными по окружности эластичными волокнами, особенно развитыми в крупных артериях (что позволяет им расширяться в систолу и пассивно расслабляться в диастолу); второй подслой образован гладкомышечными клетками, организованными в спиральные слои вокруг сосудистой стенки (этот второй подслой особенно развит в мелких артериях и артериолах, где происходят изменения просвета сосудов для регуляции артериального давления и перераспределения регионарного кровотока); третий подслой, относительно толстый и эластичный, называемый external elastic lamina, состоит из коллагеновой соединительной ткани, эластичнх волокон и межклеточного мукополисахарида. Как уже говорилось, сокращение гладких мышц приводит к сужению диаметра артерий. В случае с аортой эти изменения невелики (до 5%),что определяется структурой аортальной стенки-преимущественно коллагенновой и эластичной.

Сокращение же гладких мышц крупных артерий в большей степени приводит не к изменению диаметра, а несколько повышает их жесткость.

• Наружный слой, называемый tunica adventita, образован преимущественно соединительной тканью и коллагеном (Фибробласт 9%, коллаген -78%, эластин -2%,клей- 11 %) Наружная оболочка стенки некоторых артерий может быть столь же толстой, как и средняя, и даже толще. Состоит из рыхлой соединительной ткани с редкими эластическими и коллагеновыми волокнами, расположенными в основном продольно, а ее граница постепенно сливается с окружающими тканями.

Кроме того, в самых больших и толстостенных сосудах (аорте, легочных артериях, легочных венах и некоторых других) имеется собственная сеть микрососудов (vase vasorum) для питания сосудистой стенки.

(слайд 2-8)Толщина сосудистой стенки.

Поведение сосуда как целого определяется не только упругими свойствами, но и его диаметром d и толщиной стенки h. Как правило, внутренний диаметр d и толщина h стенки крупных артерий зависит от массы тела, тогда как их отношение остается примерно одинаковым. Для артерий большого круга отношение h/d изменяется мало и составляет 0,07. По мере продвижения к периферии, к малым артериям, их стенка становится тоньше, но отношение h/d возрастает, так что наружный диаметр мелких артерий может вдвое превосходить диаметр просвета. У самых же мелких сосудов, особенно капилляров, совершенно исчезает зависимость d и h от массы животных-диаметр и толщина стенки оказываются одинаковыми для млекопитающих всех видов.

Диаметр аорты взрослого человека равняется примерно 20-25мм, а толщина стенки примерно 2мм.

C возрастом именно эластические компоненты начинают изнашиваться и подвергаться обызвествлению. Увеличивается количество коллагеновых волокон, замещающих гладкомышечные клетки. Все это приводит к увеличению диаметра сосудов и утолщению их стенки, так что она становится менее растяжимой. Это затрагивает в основном крупные и средние артерии.

Таким образом, с возрастом сосуды становятся шире и толще, хотя эти явления выражены в разной степени для разных сосудов.

Для крупных артерий характерна тенденция к увеличению просвета и стенки, тогда как для сосудов меньшего диаметра-только к утолщению стенки.

Далее, двигаясь по венозному руслу от мелких сосудов к более крупным, свойства сосудистой стенки изменяются «с точностью до наоборот».

Структура стенки различных сосудов тесно связана с их функцией. Так, большие толстостенные артерии и их ветви «сконструированы» для работы при относительно больших пульсирующих давлениях крови (80-130 мм рт.ст). Эластичные артерии меньшего калибра, образующие сосудистую сеть органов и тканей, работают при давлениях 70-90 мм рт. ст., и их стенки должны быть довольно тонкими, а диаметр относительно небольшим, чтобы не сильно нарушать однородность перфузируемой ткани. Артериолы, управляющие артериальным давлением и распределением регионарного кровотока и работающие при давлениях 45-70 мм рт. ст., должны иметь в структуре стенки развитый гладкомышечный компонент. Наконец, капилляры (резистивные сосуды) работают при давлениях 10-45 мм рт. ст., и их стенки «сконструированы» таким образом, чтобы обеспечить максимальную проницаемость для веществ, транспортируемых из крови в ткань и обратно.

Функциональный основной параметр венозного русла – это слабопульсирующее венозное давление, уровень которого изменяется от 30 мм. рт. ст. почти до нуля в направлении «периферия-сердце». Т.к. уровни давлений в венозном русле ниже, чем в артериальном, стенки вен, соответственно, тоньше, чем стенки артерий. При этом вены представляют собой эластичный резервуар, в котором сосредоточен основной объем (2/3) циркулирующей крови (ОЦК). Высокая эластичность этого резервуара (по сравнению с артериальным) является фактором, стабилизирующим венозное давление при изменении объема крови, депонирующего в венах. Оставшаяся 1/3 объема ОЦК распределяется следующим образом: 20%(от ОЦК) в артериях, 7% в системе микроциркуляции (системных и легочных капиллярах), 6%- в сердце.

Теперь рассмотрим основные компоненты, составляющие сосудистую стенку.

Эластин – резиноподобное вещество с модулем Юнга 3*10⁵ Н/м ² .

• Натянутые трубчатые волокна.

• Имеют высокую эластичность и низкую жесткость (50 Н/см²).

• Выдерживает нагрузку в физиологических пределах.

• Может деформироваться до 60% и оставаться эластичным

Коллаген. Коллаген гораздо жеcче – 10 ⁸ Н/м² .

• Извилистое (скрученное) тонкое волокно

• Высокая жесткость

• Отвечает за структурную целостность сосуда

• Хвост кошки полностью сделан из коллагена