除毛细血管和毛细淋巴管之外,其他类型的血管和淋巴管管壁从腔面向外依次分为内膜、中膜和外膜;内膜一般由内皮、内皮下层和内弹性膜组成。各级各类血管和淋巴管的功能各不相同,但主要功能均与血液和淋巴液的运输和物质交换有关,以提供组织所需要的养分,带走代谢废物,并在各组织之间传递激素等化学物质,维持组织液成分相对恒定,以构成稳定的内环境。
根据管壁结构特点和管径大小,动脉可分为大动脉、中动脉、小动脉和微动脉,各类动脉之间逐渐移行,并无明显界限。
大动脉(large artery)又称“弹性动脉(elastic artery)”,其内膜有较厚的内皮下层,内皮下层之外为多层弹性膜组成的内弹性膜,与中膜的40~70层弹性膜相连,故内膜与中膜的界限不清;中膜弹性纤维之间有环形平滑肌细胞和少量胶原纤维及弹性纤维;外膜较薄,由结缔组织构成,没有明显的外弹性膜。大动脉的管壁较厚,富含弹性纤维,有明显的可扩张性和弹性。在心脏收缩期,从心室射出的血液一部分向前流入外周血管,另一部分使大动脉管壁扩张,以血管壁弹性势能的形式储存起来;在心脏舒张期,大动脉壁发生弹性回缩,将储存的势能又转化为推动血液向前流动的动能,使间歇性的心室射血转化为血管中连续的血液流动。因此,大动脉发挥了弹性贮器的功能,也称“弹性贮器血管(windkessel vessel)”。
中动脉(medium-sized artery)又称“肌性动脉(muscular artery)”,其内膜较薄,内弹性膜明显;中膜含10~40层环形平滑肌细胞;外膜厚度与中膜相当,二者交界处有明显的外弹性膜。中动脉的管壁平滑肌较多,收缩性较强,其功能是将血液输送到各器官组织,也称“分配血管(distribution vessel)”。
小动脉(small artery)也属肌性动脉,管径为0.3~1.0 mm,随着管径逐渐变细,内弹性膜逐渐消失;中膜可有数层平滑肌细胞;外膜厚度与中膜相近,一般没有外弹性膜。微动脉(arteriole)为管径小于0.3 mm的肌性动脉,无内弹性膜,中膜含1~2层平滑肌细胞,外膜较薄。小动脉和微动脉的管径较小,管壁富含平滑肌细胞,它们的舒缩活动可引起血管直径的明显变化,改变血流阻力和血流量,维持动脉血压,又称“毛细血管前阻力血管(precapillary resistance vessel)”。
微循环(microcirculation)指微动脉到微静脉之间的微细血管所构成的血液循环通路,是血液循环的基本功能单位。微动脉血管平滑肌细胞的收缩与舒张,发挥控制微循环血流量的总闸门作用。
微动脉的分支形成毛细血管前微动脉(precapillary arteriole),并进一步分支形成中间微动脉(metaarteriole),它们的管壁平滑肌细胞已不是完整的一层。
中间微动脉分支形成相互吻合的毛细血管网,称“真毛细血管(true capillary)”,即我们通常所说的毛细血管。在真毛细血管的起点,中间微动脉的平滑肌细胞为环形,其收缩与舒张直接调节进入真毛细血管的血流量,是调节微循环血流量的分闸门,称“毛细血管前括约肌(precapillary sphincter)”。真毛细血管的管径一般为6~8 μm,管壁由1~3个内皮细胞和基膜构成,在内皮细胞与基膜之间有散在分布的周细胞(pericyte)。周细胞呈扁平形,有突起,紧贴内皮细胞基底面。真毛细血管主要根据内皮结构的差异而分为三型:连续毛细血管、有孔毛细血管和血窦,它们分布的部位不同,是血液与周围组织进行物质交换的主要部位。
中间微动脉延伸形成通血毛细血管(thoroughfare capillary),其结构与真毛细血管类似,但管径略粗。
毛细血管内的血液汇入微静脉(venule),其管腔不规则,管径一般为50~200 μm。紧邻毛细血管的微静脉称“毛细血管后微静脉(postcapillary venule)”,其管壁结构类似于毛细血管,内皮细胞之间的间隙较大,管径略粗。随着微静脉的管径逐渐扩大,管壁出现平滑肌细胞,外膜薄。
血液流经微动脉→毛细血管前微动脉→中间微动脉→真毛细血管网→毛细血管后微静脉→微静脉,由于真毛细血管网行程迂回曲折,称“迂回通路(circuitous channel)”,其特点是血流缓慢,是物质交换的主要部位。一般生理状态下,约20%血流量通过迂回通路。
在组织处于静息状态时,微循环的大部分血液流经微动脉→毛细血管前微动脉→中间微动脉→通血毛细血管→毛细血管后微静脉→微静脉,该通路路径较短且直,血流速度快,称“直捷通路(thoroughfare channel)”。这是一条经常开放的通路,微循环的血液通过此通路快速进入微静脉。
除此之外,还可由微动脉发出侧支,直接与微静脉相连,形成动静脉吻合(arteriovenous anastomosis)。动静脉吻合主要分布在指、趾、唇等部位,一般生理状况下处于关闭状态,只有应急反应(如急性大出血)时才开放,使血液迅速回心,因此,它是调节局部组织血流量的重要结构。
静脉是血液回流入心的通道,根据其管径的大小,静脉也分为微静脉、小静脉、中静脉和大静脉,但静脉的管壁结构变化比动脉大,平滑肌细胞和弹性组织不及动脉丰富。
小静脉(small vein)由微静脉汇合形成,管径一般为0.2~1.0 mm,中膜含一至数层平滑肌细胞,外膜逐渐变厚。
中静脉(medium-sized vein)的管径一般为1~10 mm,内膜薄,内弹性膜不明显;中膜明显比伴行动脉薄,平滑肌细胞分布稀疏;外膜一般比伴行动脉厚,没有外弹性膜,外膜结缔组织中可有纵行平滑肌束。
大静脉(large vein)管径大于10 mm,内膜薄;中膜很不发达,为几层排列稀疏的环形平滑肌细胞或缺乏平滑肌细胞;外膜较厚,常有较多纵行平滑肌束。
总体而言,与相伴随的动脉相比,静脉的腔大壁薄,容易被扩张,容量大,可发挥血液储存库的作用,也称“容量血管(capacity vessel)”。在管径2 mm以上的静脉常有静脉瓣,由内膜凸入管腔折叠形成,为两个半月形薄片,彼此相对,游离缘朝向心脏方向,其功能是防止血液倒流,将血液导入心脏。
淋巴液来源于组织液,收集全身淋巴液的管道称“淋巴管”,根据其管径和结构可分为毛细淋巴管、淋巴管和淋巴导管。淋巴管起始于毛细淋巴管,逐渐汇合成较大的淋巴管,最后经右淋巴导管和胸导管汇入大静脉,将淋巴液导入血液。
毛细淋巴管(lymphatic capillary)的结构与毛细血管类似,管壁由内皮和极薄的结缔组织构成,无基膜,无周细胞,内皮细胞间的间隙较大,大分子物质易进出,主要发挥收集组织液内成分而形成淋巴液的作用。它以盲端起始于组织内,管径大,管腔不规则,相互吻合成网。
淋巴管(lymphatic vessel)的结构与中静脉类似,管壁由内皮、少量平滑肌细胞和结缔组织构成,瓣膜较多,管径大而壁薄。
淋巴导管(lymphatic duct)的结构与大静脉类似,但管壁薄,三层膜的分界不明显。
90%以上的组织液成分通过毛细血管吸收入血,但仍有一些组织液成分和大分子物质(如蛋白质、脂类)进入毛细淋巴管,通过各级淋巴管运回血液循环。其原因是毛细淋巴管通透性比毛细血管大,特别是淋巴管壁外附着的锚丝可调节毛细淋巴管内皮细胞连接处的开放,使大分子物质迅速通过,因此,淋巴回流的最重要生理功能是回收蛋白质等大分子物质。