心血管系统的结构与功能

第二章 心血管系统的结构与功能

心血管系统是由心脏和血管组成的,血气管又包括动脉、毛细血管和静脉。它是一个密闭的循环管道,血液在其中流动,将氧、各种营养物质、激素等供给器官和组织,又将组织代谢的废物运送到排泄器官,以保持机体内环境的稳态、新陈代谢的进行和正常的生命活动。它是由心脏、动脉、毛细血管、静脉和流动于其中的血液组成的系统。心脏能自动并在神经系统控制下发生节律性的收缩和舒张,保证血液沿一定方向循环流动。动脉连于心脏和毛细血管之间,将血液从心脏运至组织。毛细血管连于动脉和静脉之间,互相连接成网,是血液与组织间进行物质交换的部位。静脉连于毛细血管和心之间,收集血液流回心脏。

1.心脏

心脏位于胸腔和两肺之间,像个前后略扁的圆锥体,是连接动、静脉的枢纽和心血管系统的“动力泵”,主要由心肌构成,且具有内分泌功能。心脏内部被心间隔分为互不相通的左、右两半,每半又各分为心房和心室,故心有四个腔:左心房、左心室、右心房和右心室。

同侧心房和心室借房室口相通。心房接受静脉,心室发出动脉。在房室口和动脉口处均有瓣膜,它们就像泵的阀门,可顺流而开启,逆流而关闭,保证血液定向流动。

心脏具有传导兴奋和调节节律跳动的结构,叫心脏传导束。心脏传导束是由特化的心肌纤维构成,包括窦房结、房室结、房室束和左右束支,其中窦房结是心跳的起搏点。心脏的一次收缩和舒张称为心动周期。在心动周期中,由于心脏各腔内压力、容积的变化、瓣膜的开闭等保证了血液沿一定方向流动。加上心脏传导系的作用,使得心脏终生有节律地收缩和舒张,推动和维持血液的不断循环,保证体内的血液供应。

2.动脉是运送血液离心的管道

动脉管壁较厚,可分为3层:内膜菲薄,腔面为一层内皮细胞,能减少血流阻力;中膜较厚,含平滑肌、弹性纤维和胶原纤维(大动脉以弹性纤维为主,中、小动脉以平滑肌为主);外膜由疏松结缔组织构成,含胶原纤维和弹性纤维,可防止血管过度扩张。

动脉壁的结构与其功能密切相关。大动脉中膜弹性纤维丰富,有较大的弹性,心室射血时,管壁被动扩张;心室舒张时,管壁弹性回缩,推动血液继续向前流动。中、小动脉,尤其是小动脉的中膜平滑肌可在神经体液调节下收缩或舒张以改变管腔大小,从而影响局部血流量和血流阻力。动脉在行程中不断分支,越分越细,最后移行为毛细血管。

3.毛细血管

毛细血管是连接动、静脉末梢间的管道,管径一般为6~8μm,管壁主要由一层内皮细胞和基膜构成。毛细血管彼此吻合成网(除角膜、晶状体、毛发、软骨、牙釉质和被覆上皮外)遍布全身各处。毛细血管数量多,管壁薄,通透性大,管内血流缓慢,是血液与组织液进行物质交换的场所。

4.静脉

静脉是运送血液回心的血管。小静脉由毛细血管汇合而成,在向心回流过程中不断接受属支,逐渐汇合成中静脉、大静脉,最后注入心房。静脉管壁也可以分内膜、中膜和外膜三层,但其界线常不明显。与相应的动脉比较,静脉管壁薄,管腔大,弹性小,容血量较大。当心室收缩时,含有较多的氧及营养物质的鲜红色的血液(动脉血)自左心室输出,经主动脉及其各级分支,到达全身各部的毛细血管,进行组织内物质交换和气体交换,血液变成了含有组织代谢产物及较多二氧化碳的略呈紫色的(静脉血),再经各级静脉,最后汇入上、下腔静脉流回右心房。

以上路径的血液循环称为体循环,又称大循环(greater circulation)。体循环的主要特点是路程长,流经范围广,以动脉血滋养全身各部,而将代谢产物和二氧化碳运回心脏。

肺循环又称小循环。血液由右心室搏出,经肺动脉干及其各级分支到达肺泡毛细血管进行气体交换,再经肺静脉进入左心室。体循环和肺循环同时进行。体循环的路程长,流经范围广,以动脉血滋养全身各部,并将全身各部的代谢产物和二氧化碳运回心脏。肺循环路程较短,只通过肺,主要使静脉血转变为氧饱和的动脉血。

血管吻合及其功能意义

人体的血管除经动脉—毛细血管—静脉相通连外,动脉与动脉之间,静脉与静脉之间甚至动脉与静脉之间,可借血管支(吻合支或交通支)彼此连结,形成血管吻合(vascular anastomosis)。

1.动脉间吻合

人体内许多部位或器官的两动脉干之间可借交通支相连,如脑底动脉之间。在经常活动或易受压的部位,其邻近的多条动脉分支常互相吻合成动脉网,如关节网。在时常改变形态的器官,两动脉末端或其分支可直接吻合形成动脉弓,如掌深弓、掌浅弓、胃小弯动脉弓等。这些吻合都有缩短循环时间和调节血流量的作用。

2.静脉间吻合

静脉吻合远比动脉丰富,除具有和动脉相似的吻合形式外,常在脏器周围或脏器壁内形成静脉丛,以保证在脏器扩大或腔壁受压时血流通畅。

3.动、静脉吻合

在体内的许多部位,如指尖、趾端、鼻、唇、外耳皮肤、生殖器勃起组织等处,小动脉和小静脉之间可借血管支直接相连,形成小动、静脉吻合。这种吻合具有缩短循环途径,调节局部血流量和体温的作用,

4.侧支吻合

有的血管主干在行程中发出与其平行的侧副管。发自主干不同高度的侧副管彼此吻合,称侧支吻合。

正常状态下侧副管比较细小,但当主干阻塞时,侧副管逐渐增粗,血流可经扩大的侧支吻合到达阻塞以下的血管主干,使血管受阻区的血液循环得到不同程度的代偿恢复。这种通过侧支建立的循环称侧支循环(collateral circulation)或侧副循环。

侧支循环的建立显示了血管的适应能力和可塑性,对于保证器官在病理状态下的血液供应具有重要意义。

体内少数器官内的动脉与相邻动脉之间无吻合,这种动脉称为终动脉,如视网膜中央动脉。

终动脉的阻塞可导致供血区的组织缺血甚至坏死。如果某一动脉与邻近动脉虽有吻合,但当该动脉阻塞后,邻近动脉不足以代偿其血液供应,这种动脉称功能性终动脉,如脑、肾和脾内的部分动脉分支。