遍布于人体各组织、器官的血管是一个连续且相对密闭的管道系统,包括动脉、毛细血管和静脉,它们与心脏一起构成心血管系统。血液由心房进入心室,再从心室泵出,依次流经动脉、毛细血管和静脉,然后返回心房,如此循环往复。
血管系统中动脉、毛细血管和静脉三者依次串联,以实现血液运输和物质交换的生理功能。动脉和静脉管壁从内向外依次为内膜、中膜和外膜。内膜由内皮细胞和内皮下层组成。内皮细胞构成通透性屏障,管壁内外两侧的液体、气体和大分子物质可选择性地透过此屏障,作为血管的内衬面,为血液流动提供光滑的表面。此外,内皮细胞具有内分泌功能,能合成和分泌多种生物活性物质。中膜主要由血管平滑肌、弹性纤维及胶原纤维三种成分组成,其组成成分的比例与厚度可因血管种类的不同而异。血管平滑肌的收缩与舒张可调节器官和组织的血流量,弹性纤维可使动脉扩张或回缩。若动脉发生硬化则会使弹性纤维断裂,导致动脉瘤。外膜是包裹在血管外层的疏松结缔组织,其中除弹性纤维、胶原纤维以外,还含有多种细胞。
一、血管的功能性分类
血管按照组织学结构可分为大动脉、中动脉、小动脉、微动脉、毛细血管、微静脉、小静脉、中静脉和大静脉,而按生理功能的不同则分为以下几类:
1.弹性储器血管
弹性储器血管是指主动脉、肺动脉主干及其发出的最大分支,其管壁坚厚,富含弹性纤维,有明显的弹性和可扩张性。当左心室收缩射血时,从心室射出的血液一部分向前流入外周,另一部分则暂时储存于大动脉中,使其管壁扩张,动脉压升高,同时也将心脏收缩产生的部分动能转化为血管壁的弹性势能。在心室舒张期,主动脉瓣关闭,大动脉管壁的弹性回缩使得储存的弹性势能转变为动能,推动射血期多容纳的那部分血液继续流向外周。大动脉的弹性储器作用使心室的间断射血转化为血液在血管中的连续流动,同时使心动周期中血压的波动幅度减小。
2.分配血管
分配血管是指中动脉,即从弹性储器血管以后到分支为小动脉前的动脉管道。分配血管的功能主要是将血液运输至各器官组织。
3.毛细血管前阻力血管
毛细血管前阻力血管包括小动脉和微动脉,其管径较细,对血流的阻力较大。微动脉是最小的动脉分支,其直径仅为几十微米。微动脉管壁血管平滑肌含量丰富,在生理状态下保持一定的紧张性收缩,它们的舒缩活动可明显改变血管口径,从而改变对血流的阻力及其所在器官、组织的血流量,对动脉血压的维持有重要意义。
4.毛细血管前括约肌
毛细血管前括约肌是指环绕在真毛细血管起始部的平滑肌,属于阻力血管的一部分。它的舒缩活动可控制毛细血管的开放或关闭,因此可以控制某一时间内毛细血管开放的数量。
5.交换血管
毛细血管位于动静脉之间,分布广泛,相互连通,形成毛细血管网。毛细血管口径较小,管壁仅由单层内皮细胞组成,其外包绕一薄层基膜,故其通透性很高,是血管内、外进行物质交换的主要场所,故又称交换血管。
6.毛细血管后阻力血管
毛细血管后阻力血管是指微静脉,其管径较小,可对血流产生一定的阻力,但其阻力仅占血管系统总阻力的一小部分。微静脉的舒缩活动可影响毛细血管前、后阻力的比值,继而改变毛细血管血压、血容量及滤过作用,影响体液在血管内、外的分配情况。
7.容量血管
容量血管即为静脉系统。与同级动脉相比,静脉数量多、管壁薄、口径大、可扩张性大,故其容量大。在安静状态下,静脉系统可容纳60%~70%的循环血量。当静脉口径发生较小改变时,其容积可发生较大变化,明显影响回心血量,而此时静脉内压力改变不大。因此,静脉系统具有血液储存库的作用。
8.短路血管
短路血管是指血管床中小动脉和小静脉之间的直接吻合支。它们主要分布在手指、足趾、耳郭等处的皮肤中,当短路血管开放时,小动脉内的血液可不经毛细血管直接进入小静脉,在功能上与体温调节有关。
二、血管的内分泌功能
1.血管内皮细胞的内分泌功能
生理情况下,血管内皮细胞合成和释放的各种活性物质在局部维持一定的浓度比,对调节血液循环、维持内环境稳态及生命活动的正常进行起重要作用。
血管内皮细胞合成和释放的舒血管物质和缩血管物质相互制约,保持动态平衡。血管内皮细胞一旦受损,其释放的舒血管物质就会减少,进而诱发高血压、动脉粥样硬化等疾病。舒血管活性物质主要包括一氧化氮、硫化氢、前列环素等;缩血管活性物质主要有内皮素、血栓素A2等。
2.血管平滑肌细胞的内分泌功能
近年来,用免疫学和原位杂交技术证明,血管平滑肌细胞可合成、分泌肾素和血管紧张素,调节局部血管的紧张性和血流。此外,平滑肌细胞还能合成细胞外基质胶原、弹力蛋白和蛋白多糖等。
3.血管其他细胞的内分泌功能
血管壁中还含有大量成纤维细胞、脂肪细胞、肥大细胞、巨噬细胞和淋巴细胞等多种细胞。以往认为,这些细胞的功能是对血管起保护、支撑和营养作用。近年的研究发现,这些细胞还能分泌多种血管活性物质,以旁分泌、自分泌的方式调节血管的舒缩功能及结构变化。如外膜周的脂肪组织可通过局部合成分泌血管紧张素原、血管紧张素Ⅱ,参与构成血管壁肾素-血管紧紧张素系统。