血管

人間や他の脊椎動物には、動脈、静脈、毛細血管という 3 種類の血管があります。動脈と静脈は、含まれる血液の性質 (空気を含むか含まないか) によってではなく、血流の方向によって互いに区別されます。動脈は心臓から体の組織に血液を運びます。静脈はそれを組織から心臓に戻します。

毛細血管は組織内に存在し、動脈と静脈を接続する微細な血管です。毛細血管の壁を介してのみ、血液と組織の間で栄養素、ガス、代謝産物の交換が行われます。毛細血管は非常に薄い壁を持ち、細胞の単層である内皮で構成されており、一方の側は動脈、もう一方の側は静脈の内皮の延長として機能します。

一部の毛細血管は非常に小さいため、赤血球が通過する際に曲がらなければなりません。動脈と静脈の壁は厚すぎるため、そこを通って拡散が起こりません。それらは、外側の結合組織膜、中間の平滑筋細胞の層、および内皮と結合組織から形成される内膜という、明確に区別できる 3 つの層で構成されています。

外側の内層には繊維組織が含まれており、これにより動脈に強度と内圧に耐える能力が与えられるだけでなく、心拍ごとに拡張したり収縮したりすることもできます。中間層の平滑筋は、収縮または弛緩して動脈の内腔（空洞）を増減させ、それによってこの臓器に流れる血液量を調節します。

内皮の内層に加えて、ほとんどの動脈の内層には強力な内部弾性膜が含まれており、これにより壁にさらなる強度が与えられます。動脈の壁には 2 つの神経系が通っています。あるシステムによって伝達されるインパルスは平滑筋を収縮させ、別のシステムによって伝達されるインパルスは平滑筋を弛緩させます。

心臓に近い最大の動脈である大動脈は、直径が約 2.5 cm、壁の厚さが約 3 mm です。静脈の壁は動脈の壁よりもはるかに弱くて薄いですが、同じ 3 つの層で構成されています。外側の結合組織膜には弾性繊維がほとんど含まれておらず、中央の筋肉層は動脈壁の対応する層よりも薄いです。ほとんどの静脈には内部に弾性膜がありません。動脈と違って静脈には、血液の逆流を防ぐ弁があちこちにあります。

体の細胞は、組織液と呼ばれる細胞を浸す液体に囲まれており、血液とは直接接触していません。細胞に到達するには、物質が血液から毛細血管壁を通って、組織液で満たされた空間を通って拡散する必要があります。成人には約 1015 個の細胞があり、それらを洗浄する液体の量はわずか 14 リットルです。海に生息する同数の単細胞原生動物に必要なガスと栄養素を供給するには、I06 リットルの海水が必要になります。

効率的な装置（肺、肝臓、腸、腎臓）は、体液中の酸素と栄養素の供給を常に補充し、老廃物を除去することで、水分が比較的少ないにもかかわらず、私たちの体は生き続けることができます。毛細管の厚さが薄いということは、毛細管ネットワークを通過する血液の各滴が拡散を起こすことができる大きな表面積を獲得することを意味します。 1立方センチメートルの血液が、約7000平方センチメートルの毛細血管の表面に接触すると推定されています。

体中の毛細血管の数は数えることがほとんど不可能です。筋肉などの代謝の激しい組織では、毛細血管は互いに非常に近くに位置しており、隣接する毛細血管間の距離は直径の約 2 倍です。ある研究者は、筋肉組織内の毛細血管の数は毎秒約 240,000 であると推定しています。