KRĄŻENIE KRWI (duże) DUŻE ŻYŁY DUŻE TĘTNICE (SPRĘŻYSTE) UKŁAD NACZYNIOWY MAŁE I ŚREDNIE ŻYŁY ŻYŁKI (WENULE) ŚREDNIE I MAŁE TĘTNICE (MIĘŚNIOWE) TĘTNICZKI (ARTERIOLE) NN. POZAWŁOSOWATE (POSTKAPILARY) NN. WŁOSOWATE (KAPILARY) NN. PRZEDWŁOSOWATE (PREKAPILARY) WYMIANA GAZÓW I SUBSTANCJI POMIĘDZY KRWIĄ A TKANKAMI (MIKROKRĄŻENIE) Elementy składowe ściany naczynia krwionośnego: (nabłonek jednowarstwowy płaski) komórki mięśniowe gładkie elementy tkanki łącznej - włókna kolagenowe i siateczkowe - włókna/blaszki sprężyste - komórki tkanki łącznej Komórki śródbłonkowe wywodzą się z mezenchymy, ale mają układ nabłonka i wytwarzają blaszkę podstawną spłaszczone, ułożone zgodnie z długą osią naczynia liczne pęcherzyki pinocytotyczne ciałka Weibel-Palade a zawierające czynnik von Willebranda połączenia międzykomórkowe światło naczynia Włókna/blaszki sprężyste oraz część włókien kolagenowych i siateczkowych to wytwory komórek mięśniowych gładkich ciałka Weibel- Palade a pęcherzyki pinocytotyczne Drogi transportu substancji przez Funkcje komórek śródbłonkowych: światło naczynia Substancje niskocząsteczkowe dyfuzja przez błonę komórkową (gazy, małe cząsteczki hydrofobowe) przez transportery w błonie komórkowej (jony, glukoza, inne substancje proste) wytworzenie gładkiej wewnętrznej powierzchni naczynia, umożliwiającej prawidłowy przepływ krwi kontrola transportu substancji pomiędzy krwią a tkankami kontrola migracji komórek z krwi do tkanek produkcja składników istoty międzykomórkowej i substancji biologicznie czynnych przemiany niektórych substancji krążących w krwi udział w procesie angiogenezy endocytoza krążących w krwi wysokocząsteczkowych odpadków (tylko niektóre kom. śródbłonkowe, np. w wątrobie) Substancje wysokocząsteczkowe transcytoza (endocytoza + egzocytoza) transport przez: - kanały pinocytotyczne - okienka -szczeliny międzykomórkowe 1
Kontrola migracji leukocytów ekspresja cząsteczek adhezyjnych na powierzchni komórek śródbłonkowych marginacja toczenie adhezja diapedeza aktywacja cukier integryna ICAM-1 selektyna SUBSTANCJE PRODUKOWANE PRZEZ KOMÓRKI ŚRÓDBŁONKOWE A. Składniki substancji międzykomórkowej: - kolageny - laminina - proteoglikany B. Substancje wpływające na proces krzepnięcia krwi: - czynnik von Willebranda - aktywator plazminogenu - czynnik aktywujacy płytki krwi - prostacyklina (PGI 2 ) C. Substancje regulujące napięcie ściany naczyniowej: - endoteliny - skurcz - tlenek azotu (NO) - rozkurcz światło naczynia D. Czynniki wzrostowe: - VEGF (vascular endothelial growth factor) Komórki progenitorowe powstają w szpiku kostnym (z mezenchymatycznych KM) czynniki krążą w krwi uszkadzające osadzają się w miejscach uszkodzeń lub w rejonach niedokrwienia naprawiają uszkodzony lub tworzą nowe kapilary ich liczba w krwi krążącej jest ujemnie skorelowana z: - wiekiem - czynnikami ryzyka chorób układu sercowo-naczyniowego - nasileniem miażdżycy w badaniach przedklinicznych po transplantacji tych komórek uzyskano obiecujące wyniki w leczeniu zawału serca, zawału mózgu i chorób naczyń obwodowych angiogeneza ischemia naprawa Naczynia włosowate (kapilary, średnica 5-10 µm) odpowiadają za wymianę gazów i substancji pomiędzy krwią a tkankami. Ich łączna długość wynosi ~ 100 000 km Elementy składowe ściany: blaszka podstawna perycyty światło Perycyty pochodzenie mezenchymatyczne wypustki otaczające kapilarę produkują blaszkę podstawną własności kurczliwe mogą się przekształcać w różne typy komórek (fibroblasty, chondroblasty, osteoblasty, adipocyty, komórki mięśniowe gładkie) perycyty Perycyty uważa się obecnie za specyficzną formę mezenchymatycznych komórek macierzystych 2
Typy naczyń włosowatych: o ścianie ciągłej o ścianie okienkowej o ścianie nieciągłej (zatokowe) okienka A. Kapilary o ścianie ciągłej: ciągła wyściółka śródbłonkowa ciągła blaszka podstawna obecne perycyty selektywna przepuszczalność powszechne (np. mięśnie, płuca, mózg) B. Kapilary o ścianie okienkowej: z otworkami ø 70 nm (okienka = fenestracje) okienka przesłonięte białkowymi przeponkami ciągła blaszka podstawna obecne perycyty ułatwiona przepuszczalność występują głównie w jelitach, nerkach i gruczołach dokrewnych, rzadziej w innych narządach okienka C. Kapilary o ścianie nieciągłej (naczynia zatokowe): duże otwory w śródbłonku lub szerokie szczeliny międzykomórkowe blaszka podstawna nieciągła lub nieobecna brak perycytów swobodny transport substancji i ułatwiona migracja komórek występują w wątrobie, śledzionie i szpiku kostnym produkcja czynników wzrostowych wydzielanie przyłączanie do receptorów aktywacja proliferacja migracja tworzenie kiełka tworzenie rurki tworzenie pętli stabilizacja ściany naczynia Angiogeneza tworzenie nowych naczyń włosowatych odgrywa istotną rolę w procesach regeneracji, naprawy i przebudowy tkanek. Czynniki promujące angiogenezę: VEGF, bfgf, PDGF, PD-ECGF, TGF Prekapilary: zewnętrznie komórki mięśniowe gładkie o układzie okrężnym W rosnących guzach nowotworowych zachodzi intensywna angiogeneza. Zahamowanie jej, co prowadzi do zagłodzenia nowotworu, jest jedną z nowych metod terapii. Postkapilary: zewnętrznie warstwa perycytów główne miejsce działania czynników prozapalnych (wzrost przepuszczalności) preferencyjne miejsce migracji leukocytów z krwi do tkanek 3
Regulacja przepływu krwi w łożysku naczyń włosowatych zwieracze przedwłosowate anastomozy tętniczo-żylne (połączenia między małymi tętnicami i żyłami) zwieracze przedwłosowate (komórki mięśniowe gładkie) zwieracze otwarte kanał przelotowy - proste (standardowe): krótkie, odcinek tętniczy, regulacyjny, żylny - kłębki tętnicze: gruba mięśniówka (kom. epitelioidalne), b. liczne zakończenia nerwowe zwieracze zamknięte Pozostałe naczynia krwionośne mają taką samą warstwową budowę ściany warstwa wewnętrzna (intima) + warstwa tkanki łącznej wiotkiej warstwa środkowa (media) zawsze zawiera komórki mięśniowe gładkie ułożone okrężnie (regulacja światła naczynia i przepływu krwi) Regulacja kurczliwości komórek mięśniowych gładkich ściany naczyniowej: autonomiczne włókna nerwowe (wazomotoryczne) w przydance i medii hormony i inne substancje biologicznie czynne obecne w krwi substancje wydzielane przez komórki śródbłonkowe warstwa zewnętrzna (przydanka) głównie włókna kolagenowe; przytwierdza naczynie do otoczenia intima media przydanka W ścianach dużych naczyń tworzy się odżywiająca je sieć naczyniowa (vasa vasorum), obejmująca przydankę i zewnętrzną część medii. Tętnice i żyły różnią się od siebie 4
Ściana TĘTNICE grubsza ŻYŁY cieńsza Tętniczki (arteriole) m. gładkie Warstwy wyraźne mniej wyraźne Najgrubsza warstwa media przydanka Elementy sprężyste liczne nieliczne Komórki mięśniowe w medii bardzo liczne mniej liczne Kom. mięśniowe w innych warstwach Zastawki Różnorodność budowy rzadsze nieobecne mniejsza częstsze niekiedy obecne większa 1-3 warstwy komórek mięśniowych tworzy się wewnętrzna blaszka sprężysta tworzy się przydanka znaczna możliwość regulacji światła (arteriole w największym stopniu przyczyniają się do tzw. obwodowego oporu naczyniowego) Dwa typy tętnic: mięśniowe i sprężyste intima bl. spr. wewn. Zwiększone napięcie i przerost mięśniówki gładkiej w tętniczkach i małych tętnicach (wywołane przez różne czynniki) powodują podwyższenie ciśnienia krwi w celu utrzymania jej prawidłowego przepływu jest to jeden z mechanizmów prowadzących to do choroby nadciśnieniowej mięśniowe blaszka sprężysta wewn. i zewn. media: zwarty okrężny układ komórek mięśniowych gładkich funkcja: regulacja przepływu krwi duże, średnie i małe tętnice sprężyste blaszka sprężysta wewnętrzna media: naprzemienne warstwy: blaszki sprężyste i kom. mięśniowe funkcja: redukcja różnicy między skurczowym i rozkurczowym ciśnieniem krwi tylko największe tętnice uszkodzony komórki mięśniowe włókna tętnica płucna aorta - HE m. gładkie komórki piankowate lipidy łuk aorty odc. piersiowy aorty t. mózgu przednia t. promieniowa t. podkolanowa Miażdżyca jest procesem toczącym się w intimie tętnic: makrofagi i migrujące z medii komórki mięśniowe gładkie gromadzą lipidy (komórki piankowate ), wzrasta ilość włókien kolagenowych, przy zaawansowanym procesie powstają ogniska mineralizacji. Prowadzi to do pogrubienia ściany naczynia, uszkodzenia, powstawania zakrzepów i w ostateczności do zamknięcia światła naczynia. 5
Żyły o szczególnej budowie ściany Żyłki mają bardzo cienkie ściany o niewyraźnej budowie warstwowej Średnie żyły mają grubszą ścianę i również zatartą budowę warstwową Żyły opony twardej i żyły beleczkowe śledziony nie mają własnej ściany: są wyścielonymi śródbłonkiem kanałami przebiegającymi w tkance łącznej Duże żyły (żyła próżna, żyła wrotna) mają w przydance liczne podłużnie ułożone pęczki komórek mięśniowych gładkich zwiększa to sztywność ich ściany Żyły kończyn dolnych transportują krew wbrew sile ciążenia wszystkie mają zastawki (cienkie fałdy intimy) żyły powierzchowne mają grubą, mocno umięśnionąścianę z komórkami mięśniowymi we wszystkich warstwach U osób starszych, spędzających wiele czasu w pozycji stojącej, ściany powierzchownych żył nie wytrzymują obciążenia naczynia poszerzają się, szczególnie nad zastawkami. Tak powstają żylaki. Zatoka szyjna Kłębki szyjne i aortalne zlokalizowane w tkance łącznej przy t. szyjnej i łuku aorty bogato unaczynione grupy komórek 2 typów: - k. kłębkowe (receptoryczne) z ziarnistościami; dochodzą do nich zakończenia nerwowe - k. osłonkowe zmodyfikowane k. Schwanna k. kłębkowe monitorują poziom O 2, CO 2 oraz ph i przez włókna nerwowe przesyłają sygnały do ośrodka oddechowego O.U.N. rozszerzony odcinek tętnicy szyjnej wewnętrznej gruba przydanka z licznymi włóknami i zakończeniami nerwowymi zakończenia nerwowe reagują na rozciąganie ściany, monitorując ciśnienie krwi (baroreceptory) sygnały nerwowe przesyłane są do ośrodków naczynioruchowych rdzenia przedłużonego 6
Serce nasierdzie zastawka Zastawki: pokryte śródbłonkiem fałdy wsierdzia o warstwowej budowie łącznotkankowego zrębu w. włóknista w. gąbczasta przedsionek w. komorowa śródsierdzie komora Trzy warstwy ściany: wsierdzie (endocardium) śródsierdzie (myocardium) nasierdzie (epicardium) odpowiadają trzem głównym warstwom ściany naczyń wsierdzie Nasierdzie pokrywa nabłonek jednowarstwowy płaski międzybłonek (wyścielajacy wszystkie jamy ciała) pochodzenie mezenchymatyczne podobny do wydziela fosfolipidy i białka kontroluje transport substancji do płynu osierdziowego po aktywacji wydziela cytokiny 7