Vasele sangvine (sau vasele de sânge) sunt structurile tubulare ale sistemului circulator prin care sângele este transportat în organismul animal. Ele formează o rețea închisă de conducte care duce celulele sangvine, substanțele nutritive și oxigenul către majoritatea țesuturilor și preia de la acestea produșii de catabolism și dioxidul de carbon.
Există cinci categorii de vase sangvine: arterele, care duc sângele dinspre inimă; arteriolele; capilarele, la nivelul cărora se produce schimbul de apă și de substanțe între sânge și țesuturi; venulele; și venele, care readuc sângele de la capilare spre inimă. Unele țesuturi - precum cartilajul, epiteliul, cristalinul și corneea - nu sunt vascularizate și se numesc avasculare.
Termenul vascular provine din latinescul vas („vas”), iar cuvântul vas desemnează în anatomie orice conduct prin care circulă un lichid biologic.
Etimologie Arteră provine, prin filieră latină (arteria), din grecescul artēria, probabil derivat din airein („a ridica”). Venă provine din latinescul vena, iar capilar din latinescul capillaris, derivat din capillus („fir de păr”), denumire dată de calibrul extrem de mic al acestor vase.
Structură miniatura|right|340px|Comparație între structura peretelui arterial și cea a peretelui venos; artera are tunica medie mai groasă, vena are lumen mai larg și valve Arterele și venele au peretele alcătuit din trei straturi concentrice, numite tunici. Grosimea relativă a acestora diferă în funcție de rolul hemodinamic al vasului: tunica medie este mai groasă la artere, iar tunica externă la vene.
Straturile peretelui vascular Tunica intimă este stratul intern și cel mai subțire. Este formată dintr-un singur rând de celule turtite (epiteliu pavimentos simplu) - endoteliul - așezate pe un strat subendotelial de țesut conjunctiv lax, delimitat spre exterior de o bandă elastică numită limitantă elastică internă. Endoteliul are rol de barieră selectivă și previne tromboza prin producerea de oxid nitric și prostaciclină, care inhibă agregarea plachetară. Tunica medie este stratul mijlociu, format din celule musculare netede dispuse circular, fibre elastice și substanță fundamentală. La artere este stratul cel mai gros și controlează calibrul vasului; la vene este subțire, cu puține straturi musculare. Spre exterior este delimitată de limitanta elastică externă, prezentă la artere, dar absentă la vene. Tunica adventiceală (externă) este alcătuită din țesut conjunctiv dens, bogat în colagen. Conține nervii vasului și, la vasele mari, o rețea proprie de capilare nutritive numită vasa vasorum, necesară deoarece difuziunea dinspre lumen nu mai este suficientă pentru hrănirea peretelui.
Artere Arterele transportă sângele dinspre inimă spre țesuturi, sub presiune înaltă generată de contracția ventriculară. Peretele lor gros și bogat în fibre elastice le permite să reziste fluxului pulsatil fără să se colabeze. Spre deosebire de vene, arterele nu au valve, cu excepția valvelor situate la originea celor două trunchiuri arteriale mari din ventricule.
Se disting două tipuri principale: arterele elastice - cele mai mari și mai apropiate de inimă (aorta, artera pulmonară); conțin multă elastină în tunica medie, se destind în sistolă și revin elastic în diastolă, transformând fluxul pulsatil în flux continuu; arterele musculare (distribuitoare) - de exemplu artera femurală; au proporțional mai mult mușchi neted decât fibre elastice și reglează fin debitul către fiecare organ.
Diametrul aortei este de aproximativ 2,5-3 cm la nivelul rădăcinii, valorile de peste 3 cm la nivel abdominal fiind considerate patologice.
Vene Venele readuc sângele de la țesuturi spre inimă, la presiuni mult mai mici decât cele arteriale - de regulă sub 10-15 mmHg în periferie. Peretele lor este mai subțire și mai compliant, iar lumenul mai larg decât al arterelor de calibru echivalent.
Venele mijlocii și mari, în special cele ale membrelor, au valve formate din pliuri ale intimei, care împiedică refluxul sângelui împins împotriva gravitației de contracția mușchilor din jur. După poziție, venele se împart în superficiale (subcutanate), profunde (însoțind arterele, în masa musculară) și perforante, care le leagă pe primele două traversând fascia.
Sistemul venos funcționează ca rezervor sangvin: în repaus conține aproximativ 60-70% din volumul de sânge circulant, pe care îl poate mobiliza atunci când crește necesarul de debit cardiac. Cele mai mari vene sunt venele cave superioară și inferioară, care se deschid în atriul drept.
Capilare miniatura|right|300px|Rețea capilară care leagă arteriolele de venule Capilarele sunt cele mai mici vase sangvine, cu diametrul de aproximativ 5-10 micrometri, comparabil cu dimensiunea unei hematii. Peretele lor este format dintr-un singur strat de celule endoteliale așezate pe o membrană bazală, fără mușchi neted; reglarea fluxului se face din amonte, prin sfincterele precapilare ale arteriolelor.
După structura endoteliului se descriu trei tipuri: capilare continue - endoteliu neîntrerupt, cu joncțiuni strânse; se găsesc în mușchi, piele și sistemul nervos central; capilare fenestrate - endoteliu străbătut de pori de 70-100 nanometri, favorizând filtrarea; sunt caracteristice rinichiului și glandelor endocrine; capilare sinusoide (discontinue) - cu spații largi între celule și membrană bazală incompletă, permițând trecerea moleculelor mari și a celulelor; se află în ficat, splină și măduva osoasă.
Estimările timpurii ale fiziologului danez August Krogh sugerau că lungimea totală a capilarelor din mușchii unui om ar putea atinge 100.000 km. Studiile ulterioare, care iau în calcul densitatea capilară și masa musculară reale ale adultului, indică o valoare mult mai mică, de 9.000-19.000 km.
Anastomoze Atunci când două vase se unesc formând o cale de legătură, structura se numește anastomoză. Anastomozele asigură circulație colaterală, adică rute alternative prin care sângele poate ocoli un segment obstruat.
Funcții Vasele sangvine nu transportă activ sângele: ele nu prezintă peristaltism semnificativ, iar deplasarea sângelui se face datorită presiunii generate de contracția inimii. Pe lângă transportul de oxigen, sângele duce hormoni și substanțe nutritive către celule și îndepărtează produșii de catabolism.
Circulația sângelui Circulația se desfășoară pe două circuite legate în serie. În circulația sistemică, sângele oxigenat este pompat din ventriculul stâng în aortă și distribuit țesuturilor, de unde se întoarce, sărăcit în oxigen, prin vene în atriul drept. În circulația pulmonară, sângele neoxigenat pleacă din ventriculul drept prin arterele pulmonare spre plămâni, unde are loc schimbul gazos, și revine oxigenat prin venele pulmonare în atriul stâng.
Din acest motiv, termenii „arterial” și „venos” se referă la sensul curgerii, nu la conținutul în oxigen: artera pulmonară transportă sânge sărac în oxigen, iar vena pulmonară sânge bogat în oxigen. În toate arterele, cu excepția celei pulmonare, hemoglobina este saturată în oxigen în proporție de 95-100%, iar în vene, cu excepția celor pulmonare, saturația este de aproximativ 75%.
Presiunea sangvină se exprimă în milimetri coloană de mercur (1 mmHg = 133 Pa). În sistemul arterial este de circa 120 mmHg în sistolă și 80 mmHg în diastolă, în timp ce în sistemul venos rămâne constantă și rareori depășește 10 mmHg.
Rezistența vasculară Rezistența la curgere se opune deplasării sângelui și depinde de trei factori: vâscozitatea sângelui, lungimea vasului și raza acestuia. Conform legii Hagen-Poiseuille, rezistența este invers proporțională cu raza la puterea a patra:
R = 8ηL / (πr4),
unde η este vâscozitatea, L lungimea, iar r raza vasului. Din această relație rezultă că variații mici ale calibrului vascular produc modificări foarte mari ale debitului, ceea ce explică eficiența reglării circulației prin vasoconstricție și vasodilatație.
Viteza de curgere variază invers proporțional cu suprafața totală de secțiune: este maximă în arterele mari (circa 50 cm/s), scade la aproximativ 0,03 cm/s în capilare - ceea ce lasă timp pentru schimburi - și crește din nou în vene.
Reglarea calibrului vascular miniatura|right|300px|Microscopie electronică prin transmisie a unui microvas; hematia din lumen (E) este deformată din cauza vasoconstricției Arterele și, într-o măsură mai mică, venele își pot modifica diametrul intern prin contracția stratului muscular, sub controlul sistemului nervos vegetativ. Vasodilatația și vasoconstricția servesc și la termoreglare.
Vasoconstricția este produsă de factori paracrini (unele prostaglandine), de hormoni (vasopresină, angiotensină II) și de neurotransmițători eliberați de sistemul simpatic (noradrenalină, prin receptori alfa-1 adrenergici). Vasodilatația este mediată de factori antagoniști, cel mai important fiind oxidul nitric, numit din acest motiv și factor relaxant derivat din endoteliu.
Arteriolele prezintă și un răspuns miogen propriu: creșterea presiunii intraluminale întinde peretele, ceea ce declanșează contracția musculaturii netede. Acest mecanism stă la baza autoreglării debitului, prin care organe precum creierul și rinichiul își mențin o irigație relativ constantă în ciuda variațiilor presiunii arteriale medii.
Schimburile capilare Capilarele sunt sediul principal al schimburilor dintre sânge și țesuturi. Moleculele mici - oxigen, dioxid de carbon, glucoză - traversează peretele prin difuziune, proporțional cu gradientul de concentrație și cu suprafața de schimb și invers proporțional cu grosimea peretelui. Peretele capilar are doar 0,5-1 μm grosime, iar suprafața totală de schimb din organism este estimată la 500-1.000 m².
Schimbul de lichide este guvernat de forțele Starling, care pun în balanță presiunea hidrostatică și presiunea coloid-osmotică (oncotică). La capătul arterial al capilarului, presiunea hidrostatică (30-35 mmHg) depășește presiunea oncotică a proteinelor plasmatice (circa 25 mmHg) și lichidul filtrează spre interstițiu; la capătul venos raportul se inversează și lichidul este reabsorbit. Surplusul filtrat, împreună cu proteinele scăpate din vas, este drenat de vasele limfatice.
Permeabilitatea endotelială este esențială pentru cedarea substanțelor nutritive și crește în inflamație, sub acțiunea histaminei, a prostaglandinelor și a interleukinelor, ceea ce explică în bună parte semnele locale ale inflamației: tumefierea, roșeața, căldura și durerea.
În unele teritorii, schimburile sunt strict controlate: bariera hematoencefalică este formată din endoteliu continuu, cu joncțiuni strânse, care lasă să treacă substanțele nutritive esențiale, dar exclude majoritatea moleculelor mari și a toxinelor, menținând mediul intern al creierului.
Dezvoltare Formarea embrionară Primele vase apar prin vasculogeneză, proces prin care angioblastele - celule provenite din mezodermul lateral - se diferențiază în celule endoteliale și se organizează în tuburi vasculare primitive. Rețeaua inițială se formează în săptămâna a treia de gestație, mai întâi în structurile extraembrionare, precum sacul vitelin.
Ulterior, rețeaua se extinde prin angiogeneză - înmugurirea și ramificarea unor vase preexistente. Semnalele moleculare esențiale sunt factorul de creștere fibroblastic (FGF), care orientează celulele mezodermale spre linia angioblastică, și factorul de creștere endotelial vascular (VEGF), care stimulează proliferarea și migrarea celulelor endoteliale prin receptorul VEGFR2.
Maturarea postnatală La naștere, prima respirație destinde mecanic vasele pulmonare, fluxul sangvin pulmonar crește de aproximativ zece ori, iar rezistența vasculară pulmonară scade brusc, sub influența creșterii presiunii oxigenului. În paralel se închid șunturile fetale: canalul arterial se contractă sub acțiunea oxigenului și se remodelează definitiv în 2-3 săptămâni, iar gaura ovală se închide funcțional în primele ore, prin inversarea raportului de presiuni dintre atrii.