He tuan hoan

Người ta thường chia hệ tuần hoàn ra là hệ mạch lớn macrovasculature có các mạch máu có đường kính lớn hơn 0,1 mm các động mạch lớn, động mạch chun, động mạch cơ và tĩnh mạch cơ, và hệ m

HỆ TUẦN HOÀN

Hệ tuần hoàn bao gồm tuần hoàn máu và tuần hoàn bạchhuyết Hệ mạch máu bao gồm các cấu trúc sau:

Tim (heart) là cơ quan có chức năng bơm máu.

Các động mạch (artery) máu bao gồm các mạnh dẫn máu từ

tim đi, càng xa tim càng có đường kính nhỏ dần sau các lần chianhánh, có chức năng mang máu có các chất dinh dưỡng vàoxy đến các mô

Các mao mạch (capillary) máu, là các mạch có kích thước nhỏ

nhất, tạo thành lưới mao mạch là hệ thống bao gồm các ốngdẫn có thành mỏng và phân chia nhiều nhánh, thành maomạch cho phép có sự trao đổi chất giữa máu và mô

Các tĩnh mạch (vein) máu, là cấu trúc hợp nhất của các mao

mạch máu, có kích thước lớn dần khi về gần tim hơn, đưa máuvề tim để được tiếp tục bơm đi

Hệ mạch bạch huyết (lymphatic vascular system) khởi đầu từ các mao mạch bạch huyết (lymphatic capillary) có 1 đầu kín,

thông nối với nhau, tạo nên các mạch có kích thước càng lúc

càng lớn hơn; các mạch bạch huyết cuối cùng đổ vào hệ mạch máu (blood vascular system).

Một trong các chức năng của hệ bạch huyết là mang dịch từkhoảng gian bào ở mô trở về máu Mặt lòng của tất cả cácmạch thuộc hệ mạch máu và hệ mạch bạch huyết đều cóbiểu mô lát đơn với các tế bào nội mô

Người ta thường chia hệ tuần hoàn ra là hệ mạch lớn

(macrovasculature) có các mạch máu có đường kính lớn hơn 0,1

mm (các động mạch lớn, động mạch chun, động mạch cơ và tĩnh

mạch cơ), và hệ mạch nhỏ (microvasculature) (các tiểu động

mạch, mao mạch và tĩnh mạch sau mao mạch) chỉ có thể nhìnthấy được dưới kính hiển vi quang học (hình 11.1) Hệ mạch nhỏrất quang trọng vì là nơi trao đổi chất giữa máu và mô xungquanh ở điều kiện bình thường và bệnh lý viêm

Các mao mạch máu có cấu trúc thay đổi tùy theo mức độ traođổi chất chuyển hóa giữa máu và mô xung quanh Các mao

mạch máu chỉ có lớp tế bào nội mô (endothelial cell) bao

quanh và tạo thành dạng ống Đường kính của mao mạch trungbình là 7-9 µm, chiều dài không vượt quá 50 µm Tổng chiều dàicủa tất cả các mao mạch máu ở cơ thể người ước khoảng96.000 km (60.000 dặm) Khi cắt ngang, có thể nhìn thấy thànhcủa mao mạch máu có khoảng 1-3 tế bào nội mô (hình 11.2).Mặt ngoài của các tế bào nội mô tiếp xúc với màng đáy làsản phẩm xuất nguồn từ các tế bào nội mô

Nói chung, các tế bào nội mô có hình đa diện dẹt và kéo dàitheo chiều máu chảy, nhân lồi vào trong lòng mạch, bào tươngcó ít bào quan (bộ Golgi nhỏ, ti thể, ribosom tự do và một ítkhoang lưới nội bào hạt) (hình 11.3) Các hình thức liên kết vòngbịt có ở giữa hầu hết các tế bào nội mô, có chức năng cơhọc quan trọng, cho phép sự thấm qua thành mạch của các đạiphân tử, đóng vai trò chính trong hoạt động mao mạch ở điềukiện bình thường và bệnh lý

Hình 11.1 Các mạch máu nhỏ tạo nên hệ mạch nhỏ (các tiểu động mạch và tiểu tĩnh mạch) xung quanh có mô liên kết Các đầu mũi tên chỉ các nguyên bào sợi Nhuộm H&E Độ phóng đại nhỏ

Hình 11.2 Hình vẽ cấu trúc 3 chiều của mao mạch máu có lỗ thủng Mặt cắt ngang cho thấy thành mao mạch có 2 tế bào nội mô (trong hình vẽ này) Chú ý màng đáy đơn bao ngoài các tế bào nội mô

Hình 11.3 Ảnh kính hiển vi điện tử xuyên của mao mạch máu liên tục Chú ý mặt lòng mao mạch lồi lõm, các hạt ẩm bào

to và nhỏ, và rất nhiều siêu sợi ở trong bào tương Các mũi tên chỉ màng đáy đơn Độ phóng đại trung bình

Hình 11.4 Ảnh kính hiển vi điện tử xuyên tiêu bản cắt ngang của một mao mạch máu liên tục Chú ý nhân (N) và các hình thức liên kết giữa các tế bào cạnh nhau (đầu mũi tên) Nhiều hạt ẩm bào (mũi tên nhỏ) Mũi tên lớn chỉ các hạt bào tương lớn hình thành từ sự lõm vào của màng bào tương của tế bào nội mô

Ở bên ngoài các loại mao mạch và tiểu tĩnh mạch sau maomạch có các tế bào có nguồn gốc trung biểu mô với các

nhánh bào tương dài, được gọi là chu bào (pericyte), có màng

đáy đơn riêng và sáp nhập vào màng đáy đơn của tế bàonội mô Bên trong chu bào có các siêu sợi myosin, actin và

tropomyosin khiến người ta nghĩ rằng chúng có chức năng cothắt Khi mô bị tổn thương, các chu bào tăng sinh và biệt hóa,tạo ra các tân mạch và các tế bào mô liên kết mới, tham giavào quá trình lành thương.

Các mao mạch máu được phân làm 4 loại dựa vào tính chất liêntục của tế bào nội mô và màng đáy đơn

1 Mao mạch máu liên tục (continuous capillary) (hình 11.4)

không có lỗ thủng thành mạch Loại mao mạch này có ởtất cả các loại mô cơ, mô liên kết, tuyến ngoại tiết vàmô thần kinh Ở một số vị trí (không ở toàn bộ) hệthần kinh, có nhiều hạt ẩm bào ở cả 2 mặt của các tếbào nội mô Các hạt ẩm bào biểu hiện dưới dạng cáchạt rời bên trong bào tương tế bào nội mô, đảm nhận vaitrò chuyên chở các đại phân tử theo cả 2 chiều ngang quabào tương tế bào nội mô

2 Mao mạch có lỗ thủng (fenestrated capillary) có các lỗ

thủng lớn ở thành tế bào nội mô, được bịt kín bởi mộtmàng mỏng hơn màng tế bào (hình 11.2 và 11.5) Màngnày không có cấu trúc 3 lớp như màng bào tương bìnhthường Mao mạch có lỗ thủng có màng đáy đơn liên tục.Mao mạch có lỗ thủng có ở các loại mô có sự trao đổichất xảy ra giữa mô và máu, như ở thận, ruột non vàcác tuyến nội tiết Người ta đã làm thực nghiệm tiêmvào máu các đại phân tử và nhận thấy chúng có thể đixuyên qua thành mao mạch có lỗ thủng để vào mô

3 Mao mạch máu tiểu cầu thận, đây là mao mạch máu

có lỗ thủng và không có màng bịt Ở loại mao mạchmáu này, máu chỉ được ngăn cách với mô bởi lớpmàng đáy dày và liên tục nằm bên dưới các lỗ thủng(xem chương 19)

4 Mao mạch xoang không liên tục (discontinuous sinusoidal

capillary) có các đặc điểm:

a Mao mạch uốn lượn, có đường kính lớn (30-40 µm), làmchậm dòng máu chảy

b Tế bào nội mô không tạo lớp liên tục, giữa chúngcó khoảng gian bào

c Bào tương tế bào nội mô có nhiều lỗ thủng khôngcó màng bịt

d Có các đại thực bào nằm ở giữa hay bên ngoài tếbào nội mô

e Màng đáy đơn không liên tục

Các mao mạch xoang có chủ yếu ở gan và các cơ quan tạohuyết như tủy xương và lách Sự trao đổi giữa máu và mônhận được sự hỗ trợ của cấu trúc thành mao mạch

Các mao mạch thông nối tự do, tạo nên lưới mao mạch phongphú giữa các động mạch và tĩnh mạch nhỏ (hình 11.6) Các tiểuđộng mạch chia nhiều nhánh nhỏ có các tế bào cơ trơn gián

đoạn, gọi là các tiểu động mạch tiền mao mạch (metarteriole)

(hình 11.6), chia nhánh tiếp cho ra các mao mạch Sự co thắt củacác tiểu động mạch tiền mao mạch giúp điều hòa sự tuầnhoàn ở mao mạch theo nhu cầu máu ở mô Ở một số mô,

tiểu động mạch đổ trực tiếp vào các tiểu tĩnh mạch Đây là cơchế bổ sung sự điều hòa tuần hoàn mao mạch Hình thức nhánhnối này có nhiều ở mô cơ vân, da bàn tay và da bàn chân Khicác nhánh nối động-tĩnh mạch co lại, toàn bộ máu chảy quahệ lưới mao mạch; khi các nhánh nối động-tĩnh mạch giãn ra,một lượng máu chảy trực tiếp vào tĩnh mạch không qua hệ maomạch máu Sự tuần hoàn mao mạch được điều hòa bởi các kíchthích nội tiết và thần kinh Sự dồi dào lưới mao mạch có liênquan đến hoạt động chuyển hóa của mô Mô có mức độchuyển hóa cao như thận, gan, tim và cơ vân có nhiều lưới maomạch; ngược lại đối với các mô có mức độ chuyển hóa thấpnhư cơ trơn và mô liên kết đặc.

Tổng đường kính của các mao mạch máu khoảng 800 lần lớnhơn đường kính của động mạch chủ Tốc độ máu chảy ở độngmạch chủ ước khoảng 320 mm/giây, ở mao mạch máu khoảng0,3 mm/giây Do có thành mỏng và dòng máu chảy chậm, cácmao mạch máu là vị trí thích hợp cho hoạt động trao đổi các chấtnhư nước, chất hòa tan và các đại phân tử giữa máu và mô.Các tế bào nội mô có chức năng thay đổi tùy theo loại mạch

máu Các mao mạch máu được xem là các mạch trao đổi chất

(exchange vessel) bởi chúng là nơi mà các chất như oxy, dioxidecarbon, chất nền và chất biến dưỡng được chuyển từ máu sangcác mô và từ các mô sang máu Cơ chế của sự trao đổi chấtgiữa máu và mô chưa được hiểu rõ hoàn toàn, tùy thuộc vàoloại phân tử và vào đặc điểm cấu tạo cùng cấu trúc sắpxếp của các tế bào nội mô ở từng loại mao mạch máu

Các phân tử nhỏ, ưa nước và không ưa nước (như oxy, dioxidecarbon và glucose), có thể được khuếch tán hay vận chuyển chủđộng qua bào tương của các tế bào nội mô mao mạch máu.Các chất kể trên được vận chuyển khuếch tán qua bào tươngtế bào nội mô từ mặt này sang mặt đối diện, rồi đi vàokhoảng ngoại bào Nước và một số phân tử ưa nước cóđường kính nhỏ hơn 1,5 nm và khối lượng dưới 10 kDa có thểvượt qua thành mao mạch bằng cách khuếch tán qua khoảng giantế bào nội mô (ngã ngoài tế bào nội mô) Các lỗ thủng maomạch, khoảng hở giữa các tế bào nội mô mao mạch xoang, vàcác hạt ẩm bào là các cách thức vận chuyển khác nhau củacác đại phân tử

Ngoài vai trò trao đổi chất giữa máu và mô, tế bào nội môcòn đảm nhận một số chức năng sau:

- Biến đổi angiostensin I (theo tiếng Hy Lạp, angeion: mạch +tender: căng) thành angiostensin II (xem chương 19)

- Biến đổi bradykinin, serotonin, prostaglandin, norepinerphine,thrombin … thành các hợp chất không còn hoạt tính sinhhọc

- Phân giải lipid của các lipoprotein, bằng các men có ở bềmặt tế bào nội mô, cho ra các triglyceride và cholesterol(chất nền để tổng hợp các hormon steroid và các hạt bàotương)

- Tạo ra các yếu tố vận mạch có tác động đến lực co mạchnhư endothelin, vasocontrictive, nitric oxide và yếu tố giãnmạch

Hình 11.5 Ảnh kính hiển vi điện tử của mao mạch có lỗ thủng có màng bịt Bên trong tế bào nội mô có bộ Golgi (G), nhân (N) và trung thể (C) Chú ý màng đáy đơn liên tục ở mặt ngoài tế bào nội mô (mũi tên đôi) Độ phóng đại trung bình

Hình 11.6 Các loại hệ mạch nhỏ được tạo nên bởi các mạch máu nhỏ (1) Hình thức trật tự thông thường: tiểu động mạch →

tiểu động mạch tiền mao mạch → mao mạch → tiểu tĩnh mạch →

tĩnh mạch (2) Một nhánh nối động-tĩnh mạch (3) Hệ động mạch cửa có ở tiểu cầu thận (4) Hệ tĩnh mạch cửa có ở gan

Các yếu tố tăng trưởng như VEGFs (Vascular Endothelial GrowthFactors) giữ vai trò then chốt trong sự tạo ra hệ mạch trong thờikỳ phôi thai, điều hòa sự tăng trưởng mao mạch trong điều kiệnbình thường và bệnh lý ở người trưởng thành, và duy trì hệmạch bình thường

Lưu ý rằng tuy có hình dạng giống nhau, song các tế bào nộimô ở các loại mạch khác nhau có chức năng khác nhau.

ỨNG DỤNG LÂM SÀNG

Tế bào nội mô có chức năng kháng tiểu cầu, ngăn chận sự đông máu Khi tế bào nội mô bị tổn thương như ở bệnh xơ vữa động mạch, lớp đệm mô liên kết bên dưới tế bào nội mô lộ

ra dẫu đến sự tích tụ các tiểu cầu Sự tích tụ tiểu cầu khởi

đầu một chuỗi các biến cố tạo ra fibrin từ fibrinogen Cục

huyết khối (thrombus) hình thành và phát triển tiếp cho đến

khi bít hết lòng mạch tại chỗ; từ chỗ nghẽn, cục huyết khối có

thể trở thành cục thuyên tắc (embolus) khi bong ra và trôi theo

dòng máu đến làm nghẽn các mạch máu ở xa vùng tổn thương tế bào nội mô Cả hai tình huống, tắc mạch tại chỗ tổn thương tế bào nội mô và tắc nghẽn thuyên tắc xa chỗ tổn thương tế bào nội mô, đều gây nguy hiểm đến tính mạng của người bệnh Do vậy, sự nguyên vẹn của lớp tế bào nội mô ngăn ngừa sự tiếp xúc của lớp đệm bên dưới với các tiểu cầu, là cơ chế quan trọng trong việc kháng tiểu cầu (xem chương 12).

Các mạch máu lớn

Tất cả các mạch máu thường có một số đặc điểm cấu trúcchung và một số đặc điểm cấu trúc riêng Nói cách khác, sựkhác biệt giữa các loại mạch máu không tuyệt đối do sựchuyển dạng từ loại mạch này sang loại mạch khác diễn ra từtừ

Các mạch máu lớn thường có cấu tạo bao gồm các lớp (áo)được mô tả trong hình 11.7 và 11.8

Áo trong

Áo trong (tunica intima) có một lớp tế bào nội mô được nâng

đỡ bởi lớp đệm là mô liên kết thưa có ít sợi cơ trơn Ở các

động mạch, áo trong ngăn cách với áo giữa bởi màng chun trong (internal elastic lamina) ở phía ngoài cùng của áo trong.

Màng chun trong cấu tạo bởi các sợi chun, có các lỗ thủng chophép các chất dinh dưỡng khuếch tán đến nuôi dưỡng các tếbào ở sâu trong thành mạch (áo giữa) Khi không có áp lựcmáu và sự co thắt thành mạch như sau chết, áo trong thànhđộng thường có dạng gợn sóng trong các tiêu bản mô học (hình11.8 và 11.12)

Áo giữa

Áo giữa (tunica media) cấu tạo chủ yếu bao gồm các sợi cơ trơn

sắp xếp xoắn ốc và đồng tâm (hình 11.8) Xen giữa các sợi cơtrơn là các sợi chun và lá chun, các sợi lưới (collagen III),proteoglycan và glycoprotein Các thành phần của chất gian bàonày có nguồn gốc từ các tế bào cơ trơn Ở các động mạch,

áo giữa có màng chun ngoài (external elastic lamina), ngăn

cách áo giữa với áo ngoài

Áo ngoài

Áo ngoài (tunica adventitia) cấu tạo chủ yếu là các sợi collagen

và sợi chun (hình 11.7 và 11.8) Collagen ở áo ngoài là collagen I.Áo ngoài liên tục với phần mô liên kết của các cơ quan mànó đi vào

Mạch nuôi mạch

Các mạch máu lớn thường có các mạch nuôi mạch (vasa

vasorum, vessels of the vessel) là các tiểu động mạch và tiểu tĩnhmạch phân nhánh đi sâu vào áo ngoài và phần ngoài của áogiữa (các mạch máu lớn có thành dày, sự nuôi dưỡng khuếchtán từ lòng mạch là không đủ) Các mạch nuôi mạch thườngcó ở các tĩnh mạch hơn động mạch (hình 11.8 và 11.13) Ở cácđộng mạch có đường kính cỡ trung bình, áo trong và phần trongcủa áo giữa không có mạch nuôi mạch; các vùng này nhậnoxy và chất dinh dưỡng từ máu tuần hoàn bên trong lòngmạch

Sự phân bố thần kinh

Hầu hết các mạch máu đều có cơ trơn bên trong thành mạchđược phân bố bởi rất nhiều sợi thần kinh giao cảm không có

bao myelin, gọi là các sợi thần kinh vận mạch (vasomotor

nerve), có chất trung gian dẫn truyền thần kinh là norepinephine.Sự tiết norepinephine từ các sợi thần kinh này dẫn đến sự comạch Do các sợi thần kinh đến không đi sâu vào tới áo giữacủa các động mạch, chất trung gian dẫn truyền thần kinh phảikhuếch tán qua vài micrometer để có thể tác động đến cáctế bào cơ của áo giữa Các hình thức liên kết khe có ở cácsợi cơ trơn hỗ trợ sự đáp ứng với các chất trung gian dẫntruyền thần kinh đến các tế bào cơ trơn ở phần trong của áogiữa Ở các tĩnh mạch, các tận cùng thần kinh có ở áo ngoàivà áo giữa, tuy vậy tổng số các sợi thần kinh có ít hơn so với

ở động mạch Các động mạch ở cơ vân cũng tiếp nhận nguồnphân bố thần kinh vận mạch cholinergic Chất acetylcholin do cácsợi thần kinh vận mạch tiết ra có tác động lên các tế bào nộimô để tạo ra nitric oxide, khuếch tán vào bên trong các tế bào

cơ trơn, kích hoạt hệ GMP vòng Kế đó, các tế bào cơ trơn đi vàogiai đoạn nghỉ và mạch máu giãn ra, lòng mạch mở to ra

Trong việc giảng dạy, các động mạch và tĩnh mạch được phânloại dựa vào kích cỡ đường kính, thành các tiểu động mạch,động mạch cỡ vừa (động mạch cơ) và các động mạch lớn(động mạch chun)

Hình 11.7 Hình vẽ một động mạch cơ cỡ trung bình cho thấy các áo Ở trong các tiêu bản mô học nhuộm thông thường, các áo có vẻ dày hơn so với hình vẽ này; hình vẽ này thể hiện giống như cấu trúc mạch máu trong cơ thể sống Sau chết một khoảng thời gian, các động mạch tiếp tục co thắt thêm một lúc làm cho lòng mạch nhỏ lại, màng chun trong gợn sóng và áo cơ dày thêm

Hình 11.8 Hình vẽ một động mạch cơ nhuộm H&E (trái) và một động mạch chun nhuộm Weigert (phải) Áo giữa của động mạch

cơ có nhiều tế bào cơ trơn, áo giữa của động mạch chun có các tế bào cơ xen lẫn nhiều lá chun Áo ngoài và vùng ngoài của áo giữa có các mạch nuôi mạch, sợi chun và sợi collagen

Các tiểu động mạch

Các tiểu động mạch (arteriole) có đường kính nhỏ hơn 0,5 mm

và có lòng hẹp (hình 11.9 và 11.17) Lớp đệm khá mỏng nằmbên dưới nội mô Ở các tiểu động mạch nhỏ, màng chun trongkhông có, áo giữa thường chỉ có 1 hay 2 hàng tế bào cơ trơn,màng chun ngoài không có (hình 11.9 và 11.17) So với các tiểu

động mạch, các động mạch nhỏ có áo giữa phát triển rõ vàlòng rộng hơn (hình 11.10, 11.11 và 11.12) Ở các tiểu độngmạch và động mạch nhỏ, áo ngoài khá mỏng.

Các động mạch cỡ vừa (động mạch cơ)

Các động mạch cơ (muscular artery) có thể điều hòa dòng

máu đến các cơ quan bằng cách co hay giãn các tế bào cơ trơncó trong áo giữa Áo trong có lớp đệm (bên dưới các tế bàonội mô) dày hơn so với các tiểu động mạch (hình 11.7 và 11.13).Màng chun trong (giới hạn ngoài của áo trong) phát triển rõ(hình 11.13), áo giữa có đến khoảng 40 hàng tế bào cơ trơn.Các tế bào cơ trơn này nằm xen giữa nhiều sợi chun và lá chunvới mật độ khác nhau (tùy theo vị trí của mạch), các sợi lướivà proteoglycan, được tạo ra từ các tế bào cơ trơn thành mạch.Màng chun ngoài (giới hạn ngoài của áo giữa) chỉ có ở cácđộng mạch cơ cỡ lớn Áo ngoài là mô liên kết Các mao mạchbạch huyết, mạch nuôi mạch và các sợi thần kinh cũng có ởtrong áo ngoài; các cấu trúc này có thể đi vào bên trong áogiữa

Các động mạch chun cỡ lớn

Các động mạch chun cỡ lớn (large elastic artery) có vai trò ổn

định dòng máu chảy Các động mạch chun bao gồm động mạchchủ và các nhánh lớn của nó Áo giữa có màu ngã vàng docó nhiều sợi chun (hình 11.8 và 11.14) Áo trong dày hơn so vớiáo trong của động mạch cơ Màng chun trong, khó nhìn thấy, cóhình ảnh khá giống các lá sợi chun kế cận Áo giữa cấu tạobởi các sợi chun và các lá chun có lỗ thủng sắp xếp đồngtâm, có số lớp tăng theo số tuổi (40 ở sơ sinh, 70 ở ngườitrưởng thành) Xen giữa các lá chun là các tế bào cơ trơn, cáctế bào lưới, proteoglycan và glycoprotein Áo ngoài kém pháttriển

Một số lá chun góp phần quan trọng vào chức năng giữ máu

chảy một chiều Trong thì tâm thu (systole) tâm thất co bóp, các

lá chun của các động mạch lớn giãn ra làm giảm áp suất

Trong thì tâm trương (diastole) tâm thất giãn ra, các lá chun siết

lại quanh các động mạch lớn giúp duy trì áp suất động mạch.Hệ quả là áp suất động mạch và vận tốc máu chảy giảmvà ít thay đổi ở các vị trí xa tim (hình 11.15)

Hình 11.9 Ảnh vi thể cắt ngang một tiểu động mạch và tiểu tĩnh mạch đi kèm trong lớp cơ tử cung Chú ý chu bào có nhân dài và to (đầu mũi tên) bao quanh thành tiểu tĩnh mạch Nhuộm xanh toluidine Độ phóng đại lớn

Hình 11.10 Ảnh vi thể cắt ngang một động mạch nhỏ và tĩnh mạch cơ đi kèm Do có giãn mạch, các tiểu động mạch thường chứa nhiều máu, lúc này màng chun trong không nhìn rõ Có nhiều nhánh động mạch nhỏ và các mao mạch có trong mô liên kết xung quanh Nhuộm pararosaniline-xanh toluidine (PT) Độ phóng đại trung bình