Naczynia krwionośne

U ludzi i innych kręgowców istnieją trzy rodzaje naczyń krwionośnych: tętnice, żyły i naczynia włosowate. Tętnice i żyły różnią się od siebie kierunkiem przepływu krwi, a nie rodzajem zawartej w nich krwi (napowietrzonej lub nienapowietrzonej). Tętnice transportują krew z serca do tkanek ciała; żyły odprowadzają go z tkanek do serca.

Kapilary to mikroskopijne naczynia znajdujące się w tkankach i łączące tętnice z żyłami. Tylko przez ściany naczyń włosowatych może zachodzić wymiana składników odżywczych, gazów i produktów przemiany materii pomiędzy krwią i tkankami. Naczynia włosowate mają niezwykle cienkie ścianki, składające się z pojedynczej warstwy komórek – śródbłonka, który stanowi kontynuację śródbłonkowej wyściółki tętnic z jednej strony i żył z drugiej.

Niektóre naczynia włosowate są tak małe, że czerwone krwinki muszą się uginać, przechodząc przez nie. Ściany tętnic i żył są zbyt grube, aby mogła przez nie nastąpić dyfuzja; składają się z trzech wyraźnie rozróżnialnych warstw: zewnętrznej błony tkanki łącznej, środkowej warstwy komórek mięśni gładkich oraz wewnętrznej błony utworzonej ze śródbłonka i tkanki łącznej.

Zewnętrzna wyściółka zawiera tkankę włóknistą, która nadaje tętnicy wytrzymałość i zdolność wytrzymywania ciśnienia wewnętrznego, ale także pozwala jej rozszerzać się i kurczyć przy każdym uderzeniu serca. Mięśnie gładkie warstwy środkowej, kurcząc się lub rozluźniając, zmniejszają lub zwiększają światło (jamę) tętnicy i w ten sposób regulują ilość krwi dopływającej do tego narządu.

Oprócz wyściółki śródbłonka, wewnętrzna wyściółka większości tętnic zawiera mocną wewnętrzną elastyczną membranę, która nadaje ścianom dodatkową wytrzymałość. Ściany tętnic są zaopatrywane w dwa układy nerwów; impulsy przewodzone przez jeden układ powodują skurcz mięśni gładkich, a impulsy przewodzone przez inny układ powodują ich rozluźnienie.

Największa tętnica, aorta, znajdująca się w pobliżu serca, ma średnicę około 2,5 cm, a jej ściana ma grubość około 3 mm. Ściany żył są znacznie słabsze i cieńsze niż ściany tętnic, ale składają się z tych samych trzech warstw. Zewnętrzna błona tkanki łącznej zawiera mniej włókien elastycznych, a środkowa warstwa mięśni jest cieńsza niż odpowiadające im warstwy w ścianach tętnic; Większość żył nie ma wewnętrznej elastycznej błony. Żyły w przeciwieństwie do tętnic są w wielu miejscach wyposażone w zastawki, które uniemożliwiają wsteczny przepływ krwi.

Komórki ciała otoczone są płynem, który je obmywa, zwanym płynem tkankowym, i nie mają bezpośredniego kontaktu z krwią. Aby dotrzeć do komórek, substancje muszą przedostać się z krwi przez ścianę naczyń włosowatych i przestrzeń wypełnioną płynem tkankowym. Dorosły człowiek ma około 1015 komórek, a objętość płynu myjącego je wynosi zaledwie 14 litrów. Aby zaopatrzyć tę samą liczbę jednokomórkowych pierwotniaków żyjących w morzu w potrzebne im gazy i składniki odżywcze, potrzeba 106 litrów wody morskiej.

Sprawne urządzenia (płuca, wątroba, jelita i nerki), stale uzupełniające zapasy tlenu i składników odżywczych w płynach ustrojowych oraz usuwające produkty przemiany materii, pozwalają naszemu organizmowi żyć, mimo że zawiera stosunkowo mało wody. Mała grubość naczyń włosowatych oznacza, że ​​każda kropla krwi przechodząca przez sieć naczyń włosowatych uzyskuje dużą powierzchnię, przez którą może nastąpić dyfuzja. Szacuje się, że z powierzchnią naczyń włosowatych styka się jeden centymetr sześcienny krwi, co stanowi około 7000 cm2.

Liczba naczyń włosowatych w całym ciele jest prawie niemożliwa do policzenia. W tkankach o intensywnym metabolizmie, takich jak mięśnie, naczynia włosowate są położone bardzo blisko siebie: odległość między sąsiednimi naczyniami włosowatymi jest w przybliżeniu dwukrotnie większa od ich średnicy. Jeden z badaczy szacuje, że liczba naczyń włosowatych w tkance mięśniowej wynosi około 240 000 na sekundę.