Mạch máu

Tóm tắt

Mạch máu là một thành phần thiết yếu của hệ tuần hoàn. Năm loại mạch máu (theo thứ tự tuần hoàn) bao gồm: động mạch, tiểu động mạch, mao mạch, tiểu tĩnh mạch và tĩnh mạch. Chức năng chính của các mạch máu lớn (tức là động mạch và tĩnh mạch) là vận chuyển máu đến và đi từ tim, trong khi các mạch máu nhỏ hơn (ví dụ: mao mạch) cho phép trao đổi chất giữa các tế bào và máu. Động mạch vận chuyển máu giàu oxy từ tim đến các cơ quan ngoại vi. Khi đến một cơ quan hoặc chi, chúng phân nhánh thành các tiểu động mạch và cuối cùng là nhiều mao mạch nhỏ, tạo thành một lưới mao mạch giúp cung cấp oxy và chất dinh dưỡng cho các mô xung quanh. Phía xa lưới mao mạch, các tiểu tĩnh mạch sau mao mạch hợp nhất để tạo thành tĩnh mạch, vận chuyển máu nghèo oxy trở về tim. Cả động mạch và tĩnh mạch đều cấu tạo từ ba lớp mô giống nhau: lớp nội mạc, lớp trung mạc và lớp ngoại mạc. Động mạch chứa nhiều cơ trơn hơn đáng kể so với tĩnh mạch (đặc biệt là ở lớp trung mạc), trong khi tĩnh mạch có các van nằm ở lớp nội mạc. Mao mạch được cấu tạo hoàn toàn bởi một lớp nội mạc, có hoặc không có màng đáy. Có ba loại mao mạch khác nhau (mao mạch liên tục, mao mạch có lỗ và mao mạch kiểu xoang), tất cả đều khác nhau về độ thấm và chức năng. Các mạch máu được gọi chung là hệ mạch và cùng với tim tạo thành hệ tuần hoàn hoặc hệ tim mạch.

Một bài viết riêng về sinh lý học mạch máu sẽ đề cập đến các chủ đề về huyết động học, điều hòa huyết áp và trao đổi tại mao mạch.

Các mạch máu lớn

Bao gồm các động mạch và tĩnh mạch, vốn có ba lớp thành mạch chính dưới kính hiển vi.

Các lớp của mạch máu lớn

Lớp (từ lòng mạch ra ngoài) Các lớp phụ Thành phần Chức năng
Lớp nội mạc (intima)
  • Nội mô
  • Một lớp tế bào nội mô dẹt nằm trên màng đáy
  • Hàng rào khuếch tán
  • Tính thấm chọn lọc
  • Tổng hợp ma trận ngoại bào (ECM)
  • Điều hòa:
    • Sự bám dính (ví dụ: hiện tượng thoát mạch của bạch cầu)
    • Quá trình đông máu
    • Đường kính mạch máu
    • Quá trình tân tạo mạch (thông qua yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF))
  • Lớp dưới nội mô
  • ECM
  • Kích hoạt cầm máu ban đầu
  • Màng chun trong
  • Sợi chun
  • Thích nghi với sự biến động thể tích máu lưu thông qua mạch
Lớp trung mạc (media)
  • Lớp cơ
  • Cơ trơn
  • Một lượng nhỏ ECM
  • Điều hòa chiều rộng lòng mạch và do đó điều hòa sức cản mạch máu (phù hợp với phương trình Poiseuille)
  • Sản xuất ECM và các sợi chun cho màng chun trong
  • Màng chun ngoài
  • Sợi chun
  • Độ đàn hồi của mạch máu
Lớp ngoại mạc (adventitia)
  • Không có lớp phụ
  • Mô liên kết (sợi chun và sợi collagen)
  • Gắn kết mạch máu với các cấu trúc xung quanh
  • Chứa hệ thống cung cấp máu riêng cho thành mạch (mao mạch nuôi mạch - vasa vasorum), các dây thần kinh và hệ dẫn lưu bạch huyết ở các mạch máu lớn

Động mạch

  • Chức năng: vận chuyển máu động mạch (máu giàu oxy) từ tim đến các cơ quan ngoại vi
    • Ngoại lệ:
      • Động mạch phổi
      • Động mạch rốn trong tuần hoàn thai nhi
  • Lộ trình: động mạch → tiểu động mạch → mao mạch
  • Các loại động mạch: các thành phần của thành mạch máu thay đổi tùy theo vị trí và chức năng
Động mạch đàn hồi Động mạch cơ
Vị trí Các mạch máu gần tim (động mạch chủ, thân động mạch phổi và các nhánh lớn của chúng) Các mạch máu xa tim hơn (ví dụ: động mạch cánh tay, động mạch đùi)
Thành phần của lớp trung mạc Chủ yếu là các sợi đàn hồi Chủ yếu là cơ trơn
Chức năng Hấp thu năng lượng từ sự co bóp của thất trái trong thời kỳ tâm thu → làm giảm bớt tính chất xung động của dòng máu để giảm sự chênh lệch huyết áp giữa thời kỳ tâm thu và tâm trương Điều tiết lưu lượng máu trong lòng mạch bằng cách thay đổi sức cản mạch máu (tức là các mạch kháng)

Tĩnh mạch

  • Chức năng: vận chuyển máu tĩnh mạch (máu nghèo oxy) từ ngoại vi về tim
    • Ngoại lệ:
      • Tĩnh mạch phổi
      • Tĩnh mạch rốn trong tuần hoàn thai nhi
  • Lộ trình: mao mạch → tiểu tĩnh mạch → tĩnh mạch
  • Đặc điểm đặc trưng: Tĩnh mạch được gọi là mạch chứa vì chúng có khả năng lưu trữ thể tích máu lớn hơn đáng kể so với động mạch nhờ lòng mạch rộng và độ giãn nở cao.
  • Cấu trúc: xem phần “các lớp thành mạch” ở trên

Sự khác biệt giữa động mạch và tĩnh mạch

Đặc điểm động mạch tĩnh mạch
Huyết áp Cao Thấp
Đường kính lòng mạch Tương đối nhỏ Tương đối lớn
Đặc điểm các lớp vách mạch Lớp nội mạc
  • Không có van
  • Tạo thành các van để ngăn dòng máu chảy ngược
Lớp trung mạc
  • Lớp dày nhất
  • Chứa nhiều tế bào cơ trơn hoặc sợi đàn hồi tùy thuộc vào loại động mạch
  • Ít tế bào cơ trơn hơn
  • Không có màng đàn hồi ngoài
Lớp ngoại mạc Tương đối mỏng Dày hơn so với các lớp khác

Các mạch máu nhỏ

Vi tuần hoàn

  • Mô tả: Dòng máu chảy qua các mạch máu nhỏ (tiểu động mạch, mao mạch và tiểu tĩnh mạch), chịu trách nhiệm trao đổi chất giữa máu và mô.
  • Lộ trình: tiểu động mạch → tiểu động mạch trung gian → mao mạch → tiểu tĩnh mạch

Tiểu động mạch

  • Chức năng
    • Điều tiết lưu lượng máu vào mao mạch thông qua sự co hoặc giãn mạch (được điều khiển bởi hệ thần kinh giao cảm)
    • Tiểu động mạch và các động mạch nhỏ còn được gọi là các mạch kháng vì chúng tạo ra khoảng 50% tổng sức cản ngoại vi.
  • Cấu tạo
    • Gồm 2–3 lớp thành mạch
    • Lớp giữa thường chỉ gồm 1–2 lớp tế bào cơ trơn
    • Các tiểu động mạch nhỏ nhất không có lớp ngoài

Tiểu động mạch trung gian

  • Chức năng: là một vi mạch ngắn nối tiểu động mạch với mao mạch
  • Cấu tạo
    • Lớp nội mạc
    • Một tế bào cơ trơn đơn lẻ tạo thành một vòng quanh vi mạch

Mao mạch

  • Chức năng: trao đổi khí và chất dinh dưỡng với mô (mật độ phân bố của mao mạch thay đổi tùy theo vùng/cơ quan)
    • Giường mao mạch: nơi trao đổi chất và dịch mao mạch giữa máu và mô theo lực Starling
  • Đặc điểm
    • Tổng diện tích mặt cắt ngang lớn
    • Vận tốc dòng máu thấp
    • Quãng đường khuếch tán ngắn, cấu tạo bởi một lớp tế bào nội mô và một màng đáy
  • Cấu tạo (từ lớp trong ra lớp ngoài)
    • Tế bào nội mô (lớp đơn)
    • Tế bào quanh mạch
    • Màng đáy
      • Không phải tất cả các mao mạch đều có màng đáy liên tục.
    • Cấu trúc chính xác của mao mạch phụ thuộc vào nhu cầu trao đổi chất của mô xung quanh
Loại mao mạch Vị trí Cấu trúc Đặc tính vận chuyển
Mao mạch liên tục
  • Loại mao mạch chủ yếu ở hầu hết các cơ quan
  • Nội mô tạo thành một ống gần như hoàn chỉnh, chỉ có các lỗ thủng không đều
  • Các lỗ thủng không đều cho phép vận chuyển cạnh tế bào một phần.
Mao mạch có lỗ thủng
  • Các cơ quan bài tiết hoặc hấp thu (ví dụ: ruột non, thận, tuyến nội tiết)
  • Nội mô chứa các lỗ thủng (fenestrations)
  • Các lỗ thủng được bao phủ bởi một màng ngăn mang điện tích âm
  • Cho phép nước và các phân tử ưa nước đi qua
  • Các protein huyết tương khó đi qua do mang điện tích âm
Mao mạch xoang (không liên tục)
  • Gan, tủy xương, nhau thai và lách
  • Nội mô có các nhóm lỗ xuyên tế bào lớn, một số thậm chí không có màng ngăn và màng đáy.
  • Cho phép các đại phân tử đi qua

Nội mô tạo nên một phần của hàng rào máu não. Các mối nối chặt dày đặc giữa các tế bào nội mô ngăn chặn sự vận chuyển qua kẽ tế bào (paracellular transport) qua các mao mạch não.

Tiểu tĩnh mạch

  • Chức năng: thu nhận máu từ mao mạch để chuyển về tĩnh mạch
  • Cấu tạo: tùy thuộc vào loại tiểu tĩnh mạch
    • Tiểu tĩnh mạch sau mao mạch
      • Nằm ngay sau giường mao mạch
      • Cấu trúc tương tự như mao mạch (cho phép tính thấm cao và trao đổi chất)
    • Tiểu tĩnh mạch thu gom :
      • Nằm trước các tĩnh mạch thu gom
      • Cấu trúc tương tự như các mạch máu lớn hơn (tức là có ba lớp)
    • Tiểu tĩnh mạch nội mô cao có các phân tử bề mặt đặc hiệu để nhận diện bạch cầu, là nơi bạch cầu thoát mạch đi vào hoặc đi ra từ các cơ quan lympho

Ý nghĩa lâm sàng

  • Khám tim mạch
  • Xơ vữa động mạch
  • Tăng huyết áp
  • Hạ huyết áp
  • Bệnh động mạch ngoại biên
  • Bệnh mạch vành
  • Bệnh tĩnh mạch mạn tính
  • Phù
  • Hoại tử dạng nang lớp trung mạc
  • Phình mạch
  • Bóc tách động mạch chủ
  • Suy tim
  • Sốc