Артериолы: роль в системе кровообращения и регуляции функций организма

Кровеносная система человека состоит из нескольких разновидностей сосудов, часть из которых напрямую задействована в регуляторных функциях. Основная их часть — это артериолы, небольшие по диаметру артерии, разветвляющиеся в капиллярную сеть. Эта разновидность сосудов имеют огромное значение во многих физиологических процессах, включая поддержание уровня артериального давления и регуляцию общего периферического сосудистого сопротивления.

Строение

По строению артериола максимально приближена к артериям мышечного типа, хотя имеют меньший диаметр в 100-50 мкм. Они являются промежуточным звеном кровотока, соединяющим магистральные сосуды и капиллярную сеть.

Стенки артериол состоят из трех слоев:

1. Внутренней оболочки (ее называют интимой), состоящей из клеток эндотелия, ограниченных базальной мембраной. Под слоем эндотелиальных клеток располагаются одиночные подэндотелиальные клеточные скопления и эластичная мембрана. Поверхность внутреннего слоя артериол не однородна, а насыщена хеморецепторами. С их помощью выполняется «настройка» собственного тонуса и тонуса кровеносных сосудов во всем организме путем улавливания биологически активных соединений из крови и передачи сигналов к миоцитам — мышечным клеткам, участвующим в регуляции тонуса сосудов мышечного типа.
2. Средней оболочки, состоящей из спирально уложенных мышечных клеток. Соединенные с внутренним слоем перфорацией, они реагируют на изменение состава крови сокращением или расслаблением, защищая просвет капилляров и артерии от чрезмерной нагрузки вследствие избыточного наполнения. Мышечная оболочка состоит из двух слоев миоцитов, однако этого достаточно для качественного выполнения артериолами функций «кранов сосудистой системы» (так их называл в своих трудах И. М. Сеченов).
3. Наружной оболочки, состоящей из тонкого слоя адвентициальных клеток. Эта часть настолько тонка, что полностью сливается с окружающими тканями, состоящими из соединительных клеток.

Как и более крупные по диаметру артерии, артериолы разветвляются, становясь более тонкими и постепенно переходя в капилляры. Самые тонкие ответвления — прекапилляры — имеют диаметр около 15 мкм. Их строение не отличается от более крупных, но в местах разветвления на более мелкие они имеют мышечные сфинктеры, состоящие из 2-3 слоев спирально уложенных миоцитов. Большую часть времени, когда часть тела или орган не задействованы в активной работе, прекапиллярные сфинктеры сомкнуты.

Функции артериол

Нормальная физиология человеческого организма, зависящая от степени кровоснабжения, в значительной мере зависит от артериол. Основная задача этой структурной составляющей кровеносной сети — регулирование кровотока в органах и тканях.

Механизм регуляторных функций следующий:

1. Напряжение миоцитарного слоя сосудов, в результате которого происходит увеличение его тонуса и уменьшение объемов проходящей сквозь сосуд артериальной крови. Наблюдается в органах и тканях, которые в настоящий момент не задействованы в активной работе: в мышцах в состоянии покоя, в некоторых внутренних органах в период отдыха или сна. Повышенный тонус в норме фиксируется локально, то есть в отдельно взятой части тела или органе.
2. Расслабление миоцитарного слоя сосудов, в результате которого происходит уменьшение их тонуса и увеличивается пропускная способность. Наблюдается как локально, так и системно, но чаще расслабление мышечного слоя происходит в тканях и органах, задействованных в активной работе: при выполнении физических упражнений в отдельных группах мышц, во внутренних органах в период их активного функционирования.

От способности сосудов вовремя сокращаться и расслабляться зависит распределение крови после сердечного выброса по органам. Этот же фактор напрямую влияет на скорость кровотока в разных кровеносных бассейнах.

Участвуют в распределении крови и прекапиллярные артериолы. Благодаря наличию сфинктеров они могут регулировать количество задействованных в системе кровоснабжения капилляров. При необходимости локального усиления обменных процессов сфинктеры расслабляются, площадь задействованной капиллярной сети увеличивается, повышается локальный «расход» крови.

Также функции артериол состоят в системной регуляции давления крови в сосудах. Именно от них зависит показатель АД при различных условиях. В норме эта функция выполняется круглосуточно, а изменения наблюдаются по всему организму. От того, насколько адекватно артериолы реагируют на физиологическое состояние организма, состав и реологические свойства крови, будет зависеть системное гидродинамическое сопротивление всей кровеносной системы.

Виды регуляции тонуса артериол

Существует несколько механизмов регуляции тонуса артериол в зависимости от масштаба производимых изменений. Это значит, что повышение или снижение тонуса артериол в отдельных органах и тканях во многом отличается от того, которое происходит при системном полномасштабном изменении тонуса этой разновидности сосудов. Классификация механизмов контроля выделяет локальные и центральные механизмы регулирования.

Локальное регулирование тонуса артериол

Даже при отсутствии раздражителей артериолы сохраняют тонус, который не зависит от влияния внешних и внутренних факторов. Его называют базальным тонусом, и именно от его величины зависит общий уровень артериального давления и степень кровоснабжения капиллярной сети. Локальное повышение и снижение тонуса зависит от кислотно-щелочного баланса крови и содержания в нем углекислого газа:

• снижение уровня Ph крови ведет к снижению тонуса гладкой мускулатуры сосудов, в результате чего кровенаполнение капилляров увеличивается;
• повышение кислотно-щелочного баланса крови приводит к локальному сужению сосудистого просвета и уменьшению кровоснабжения капиллярной сети;
• повышение содержания СО2 в крови провоцирует расслабление миоцитов и усиление кровоснабжения тканей;
• снижение уровня углекислого газа в крови приводит к уменьшению кровоснабжения капилляров.

Процесс локальной регуляции — важный физиологический процесс, который позволяет организму осуществлять перераспределение крови между органами и тканями в зависимости от нагрузки на них. В результате этого процесса происходит активное и гармоничное восстановление тканевого гемостаза.

Локальная регуляция зависит и от других факторов крови. Например, при травмировании мягких тканей в нее выбрасывается достаточное для остановки кровотечения тромбоцитов. Вместе с повышением их уровня возрастает фактор тромбоксан А2 — прессорный фактор, повышающий тонус гладких мышц. Этот механизм препятствует потере крови.

При воспалительных процессах в крови возрастает количество простагландина и гистамина — депрессорных, то есть расслабляющих факторов. Они, в отличие от прессорных элементов крови, позволяют крови более активно наполнять затронутые воспалением ткани.

Гормональная регуляция

На тонус артериол в значительной степени влияют гормоны:

1. Вазопрессин — гормон, вырабатываемый нейрогипофизом, который деликатно повышает мышечный тонус сосудов. Механизм его выработки до конца не ясен, но в большинстве случаев повышение его уровня связывают с системными изменениями в организме.
2. Ангиотензин — гормон, синтезируемый в плазме крови в период снижения давления в почечных артериях. Действие этого гормона состоит в защите органов и тканей от нехватки кровоснабжения.
3. Адреналин — гормон надпочечников, синтез которых повышается при наличии стрессовых факторов. Эндотелий и мышечный слой сосудов реагирует на них в зависимости от их местонахождения. Например, гладкомышечные артериолы в мягких тканях, оснащенные альфа-адренорецепторами, сужаются, ограничивая кровоток. Артериолы головного мозга и двигательных (скелетных) мышц оснащены бета-адренорецепторами, которые при взаимодействии с адреналином провоцируют расслабление сосудистых стенок. В результате максимальное количество крови получают жизненно важные органы (преимущественно головной мозг) и двигательные мышцы.

Нервная регуляция

Симпатическая иннервация артериол обуславливают их чувствительность в отношении нервных импульсов, посылаемых на нейромедиаторы:

• кателохамины, чувствительные к норадреналину, вызывающему спазм мышечного слоя сосудов;
• ацетилхолины, которые под действием окиси азота вызывают расслабление миоцитов.

Первые локализуются в скелетных мышцах, а вторые в пещеристых телах половых органов и слюнных железах.

Участие в патофизиологических процессах

Артериолы активно участвуют в воспалительных процессах и аллергических реакциях. При воспалении в крови наблюдается местное (локальное) повышение уровня простагландина и гистамина, под действием которых их стенки расслабляются, просвет расширяется. На фоне этого и возникают типичные признаки локализованного воспаления: покраснение с отечностью, местное повышение температуры.

Гистамин, помимо защиты от воспалений, играет роль в развитии аллергических реакций. Они продуцируются тучными клетками при их контакте с раздражителем — аллергеном. Под действием гистамина происходит снижение сосудистого тонуса, которое может быть как локализованным, так и системным. Локальным выражается, например, аллергический насморк или отек Квинке, а при системной аллергии наблюдается крапивница, анафилактический шок.

При анафилактическом шоке происходить тотальное снижение тонуса прекапиллярных отделов кровеносной системы, из-за чего объем кровенаполнения капилляров превышает общий объем циркулирующей по организму крови. В результате нарушается процесс тока крови из артерий в вены, что достаточно быстро приводит к шоковому состоянию и летальному исходу.

Роль в развитии гипертонии

Гипертоническая болезнь в большинстве случаев вызвана нетипично высоким тонусом артериол. Находясь в сокращенном состоянии, они поддерживают высокий уровень сосудистого сопротивления. В результате давление крови в кровеносной системе неуклонно растет. Помимо этого встречаются ситуации, при которых повышение давления возникает резко и непредсказуемо.

И постепенное, и резкое повышение тонуса сосудов, приводит к снижению кровенаполнения капиллярной сети, уменьшению венозного оттока крови. Результатом становится повышение общего объема циркулирующей крови и рост показателей АД. На фоне этого возникают церебральные ангиодистонические симптомы: головная боль (может быть пульсирующей или распирающей), тошнота, слабость и головокружение, ощущение «тяжелой» головы, шум в ушах и нарушения зрения (мушки, зрительный «шум»).

Интенсивный спазм артериол может повлечь реактивное сужение артерий, в результате чего у больного гипертонией развивается отек головного мозга.

Механизм возникновения приступов при гипертонии до конца не изучен, однако выявлено несколько предрасполагающих к ним факторов:

• стрессы;
• повышение уровня натрия в крови;
• гормональный дисбаланс;
• физическое или эмоциональное напряжение.

Распознать, что тонус артериол повышен, можно путем анализа электрических волн, проходящих через кровеносную систему. Разница в степени электроповодимости крови и окружающих сосудах тканей может дать исчерпывающую информацию о том, в норме ли сосудистый тонус, где располагаются патологические суженные или расширенные участки.

Для уменьшения критического патологического тонуса используют препараты с депрессорным действием: спазмолитики, блокаторы альфа-адренорецепторов, гистаминные препараты и т. д.

Видео: Артерии, артериолы, венулы и вены

Частые вопросы

Какую роль играют артериолы в системе кровообращения?

Артериолы играют ключевую роль в системе кровообращения, поскольку они контролируют расход крови в тканях и органах. Они регулируют кровоток и кровяное давление, а также участвуют в терморегуляции и регуляции обмена веществ.

Каким образом артериолы регулируют функции организма?

Артериолы регулируют функции организма путем изменения своего диаметра под воздействием различных факторов, таких как нервные импульсы, гормоны, давление и химические вещества. Этот процесс, известный как вазоконстрикция и вазодилатация, позволяет им регулировать кровоток и обеспечивать органы и ткани необходимым количеством кислорода и питательных веществ.

Полезные советы

СОВЕТ №1

Изучите роль артериол в регуляции кровяного давления. Понимание этого процесса поможет вам осознать важность правильной работы артериол для общего здоровья организма.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на влияние артериол на распределение крови в организме. Правильная регуляция кровотока через артериолы играет ключевую роль в доставке кислорода и питательных веществ к тканям и органам.

СОВЕТ №3

Изучите факторы, влияющие на сокращение и расширение артериол. Понимание этих механизмов поможет вам осознать, какие факторы могут негативно или положительно влиять на работу артериол и, следовательно, на функции организма в целом.