Sydämen ja verenkiertoelimistön makroanatomiaa HEIKKI HERVONEN suuri laskimo adventitia media intima sileälihassolut keskikokoinen laskimo pieni laskimo venuli sss sileälihassolut perisyytit kapillaari intima media lihasvaltimo perisyytti kapillaariverkosto elastinen valtimo adventitia pieni valtimo arterioli Rubin & Farber: Pathology. Lippincott Raven
LUKU 1 Sydämen ja verenkiertoelimistön makroanatomiaa* Yleistä verenkiertoelimistöstä Sydämen ja verenkiertoelimistön tehtävä on kuljettaa verta kudoksiin ja toisaalta verta ja imunestettä pois kudoksista. Järjestelmä käsittää sydämen, verisuonet ja imusuonet. Verenkierto jakautuu keuhkoverenkiertoon ja systeemiseen verenkiertoon. Valtimot kuljettavat verta sydämestä poispäin ja laskimot kapillaariverkoston jälkeen sydämeen päin. Hapen, hiilidioksidin, ravinto- ja kuona-aineiden sekä, plasman aineosien sekä veren solujen kulkeutuminen veren ja kudosten välillä tapahtuu kapillaariverkoston ja venuleiden tasolla ja niiden seinämän läpi. suuri laskimo adventitia media intima sileälihassolut keskikokoinen laskimo Histology. LWW pieni laskimo venuli sss sileälihassolut perisyytit kapillaari intima media lihasvaltimo perisyytti kapillaariverkosto elastinen valtimo adventitia pieni valtimo arterioli Valtimoissa veri kiertää sydämen paine- ja volyymityön sekä valtimoiden kimmoisuuden ajamana suurella paineella. Laskimoissa veren virtaus tapahtuu pienellä paineella ja perustuu verenkiertoelimistön ulkopuolisiin paineenvaihteluihin (esim. pohkeen lihaspumppuvaikutus) ja siihen, että läpät estävät veren takaperoisen virtauksen. *Tämä moniste on tarkoitettu yksinomaan Helsingin yliiopiston lääketieteellisen tiedekunnan opiskelijoiden ja opettajien käyttöön ja jaettavaksi ainostaan Terkon digitaalisen kurssikirjaston kautta. Teoksen osittainenkin kopiointi, muuttaminen ja edelleen jakaminen on tekijänoikeuslain nojalla ehdottomasti kielletty. 1
Sydän Sydämen yleisrakenne: Sydämen seinämässä erotetaan rakenteellisesti kolme kerrosta: endokardium, myokardium ja epikardium. Toiminnallisesti tietysti keskeinen on itse sydänlihas, joka muodostaa kerroksista paksuimman, myokardiumin. Sydämessä on lisäksi sidekudoksinen tukiranka, joka toimii sydämen läppien (läppärenkaat) tuki- ja kiinnittymisrakenteena. Lisäksi se toimii sydänlihaksen kiinnityskohtana: eteisen lihas kiinnittyy tämän sidekudoslevyn toiselle puolelle ja kammioiden lihas toiselle puolelle. Tämä sidekudos-tukiranka eristää sähköisesti eteisten lihaksiston täydelleen kammioiden lihaksistosta. Ainoastaan johtoradan eteiskammiokimppu (His) yhdistää eteisen ja kammion lihakset toisiinsa. Supistumisimpulssia kuljettava johtoratajärjestelmä sekä tuottaa sähköimpulssit (sinussolmuke) että kuljettaa sitä oikealla tahdilla eteenpäin päätyäkseen oikea-aikaisesti sydänlihakseen supistumisimpulssiksi. Tämä järjestelmä sijaitsee sydämen subendokardiaalisessa kerroksessa aivan myokardiumin sisäpinnalla. (Epäloogisesti subendokardiaalinen kerros luokitellaan osaksi endokardiumia. Sitä voisi pitää nimensä mukaisena omana kerroksenaan vrt. subcutis.) Sydämen hapen ja ravinnon saannin kannalta tärkeitä ovat sepelvaltimot, jotka sijaitsevat epicardiumissa ja pienempinä haaroina sukeltavat sieltä myokardiumiin. Sydämen seinämän kerrokset Sobotta. Atlas of Human Anatomy Elsevier Urban & Fischer Myocardium Endokardium Sydämen toiminnalliset osat Sydälihas, myocardium koostuu kahdesta toisistaan erillään olevasta lihasosasta: eteislihas ja kammioiden lihas. Sidekudoksinen tukiranka sydämen sidekudoksinen tukiranka on mekaaninen tuki läpille ja läppäaukoille, kiiniittymiskohta sydänlihakselle ja eristää sähköisesti eteiset kammioista. Johtoratajärjestelmä impulssia johtava johtoratajärjestelmä sekä sähköimpulssien generoimiseksi että viemiseksi eteenpäin sydänlihaksen supistumista varten. Sepelvaltimot Huolehtivat sydänlihaksen ja johtoradan hapen ja ravintoaineiden saannista Netter: Atlas of Human Anatomy Heikki Epikardium Sobotta. Atlas of Human Anatomy Elsevier Urban & Fischer Moore et al.: Clinically Oriented anatomy, LWW 2010 2
Endokardium verhoaa sydämen sisäpintaa. Sydämen sisimmän kerroksen muodostaa yhtenäinen yksinkertaisen levyepiteelin endoteelisolukerros ja sen alla oleva niukka löyhä sidekudos. Nämä kerrokset jatkuvat isoihin verisuoniin niiden intimakerroksena. Endoteeli pinnoittaa myös sydämen läppiä ja niihin liittyviä rakenteita. Endokardiumin seuraavassa kerroksessa on tiiviimpää sidekudosta ja mm. sileälihassoluja ja tämän alla vielä subendo- kardiaalinen sidekudos, joka sisältää siis johtoratajärjestelmän. Johtorata Sydämen johtoradan solut ovat muuntuneita sydänlihassoluja. Solmukkeissa solut ovat pienempiä kuin tavalliset sydänlihassolut mutta impulssia johtavissa osissa (AV-kimppu, vasen ja oikea johtoratahaara sekä Purkinjen säikeet) solut ovat suurempia kuin tavalliset sydänlihassolut. Heikki Hervonen2011 2011 Heikki Hervonen Endokardiumin ja johtoradan histologia Endoteeli, yksinkertainen levyepiteeli PF=Purkinjen säikeitä Tiiviimpi sidekudoskerros, jossa sileälihassoluja (SMC) Purkinjen säikeitä Myokardium, sydänlihassoluja Myokardium, sydänlihassoluja Sydämen johtoradan solut värjäytyvä vaalemmin kuin sydänlihassolut koska niiden sytoplasmassa on vain vähän myofibrilleja. Niissä on paljon mitokondrioita ja paljon glykogeenia, joka liukenee pois. Histology A Text and Atlas. 6 p. 2010 LWW Sinussolmuke on sydämen normaali tahdistin puhutaan sinusrytmistä. Tahdistusjärjestelmä on hierarkkinen: jos sinussolmuke ei pysty määräämään rytmiä ottaa sen haltuunsa eteiskammiosolmuke, jos sekään ei toimi kunnolla siirtyy rytmi AV-kimppuun jne..alemmaksi mennessä ominaisrytmi hidastuu joka askeleella (muutenhan systeemi menisikin pahasti sekaisin). Johtojärjestelmän soluissa on sytoplasmassa suhteellisen vähän myofibrillejä ja runsaasti glykogeenia - tästä vaalea värjäytyminen histologisessa valmisteessa. Mallory-Azan värjäys Myokardium Sydänlihaksen histologisassa rakenteessa sydänlihassolut muodostavat haarautuvan kolmiulotteisen verkoston. Sydänlihassolut ovat järjestäytyneet lihaskimpuiksi siten, että ne muodostavat kierteiset lihaslamellit sydämen 3
kummankin kammion seinämään ja septumiin. Lihaksiston supistuessa sydän ei pelkästään painu kasaan vaan kiertyy osin rullalle. Lihassolujen väleissä on niukasti löyhää sidekudosta ja verisuonia. Hiusssuonien määrä on huomattavan suuri. Sydänlihassolun rakenne. Sydänlihassolut ovat luurankolihassoluja huomattavasti pienempiä, yksitumaisia, sylinteerimäisiä tai haarautuvia soluja. Kukin sydänlihassolu liittyy pääty päätyä vasten ainakin kahteen toiseen sydänlihassoluun. Niiden supistuvat elementit ovat järjestyneet peräkkäisiin sarkomeereihin kuten luurankolihaksessa, siitä myös sydänlihassolujen poikkijuovaisuus. Peräkkäiset solut kiinnittyvät toisiinsa pääty päätyä vasten, liitoksessa, jota kutsutaan kytkylevyksi (intercalated disc). Kytkylevyssä kummankin solun sarkomeerin Z-linja liittyy solukalvojen välillä olevaan rakenteeltaan vyöliitosta muistuttavaan fascia adherens-liitokseen. Kytkylevyyn kuuluu myös desmosomeja, jotka antavat liitokselle lisää mekaanista kestävyyttä. Liitoksessa on myös aukkoliitoksia, jotka toimivat sähköisinä synapseina, joten solukko käyttäytyy yhtenäisesti. HE-värjäys: Tumat (N) solun keskellä, tuman ympärillä sytoplasmassa soluelimet. Solujen haarautuminen ja kytkylevyt Sydänlihaksessa T-putket ovat asettuvat Z-linjan kohdalle, toisin kuin luuranko- A lihaksessa, jossa T-putket ovat A-I-liitoksen Triadi I kohdalla. Endoplasmakalvoston sisternat ovat Luurankolihas suhteellisen vaatimattomat ja verkkomaiset. Sydänlihassolussa T-putken solukalvon depolarisaatio johtaa siinä olevien kalsiumkanavien avautumisen Ca2+ sisäänvirtaus soluun, mikä vasta laukaisee N Kuva: University of Kansas, verkkosivut N Fascia adherens Sydänlihassolun histologiaa Aukkoliitos T-putkin ja sileän-er:n suhteet luuranko- ja sydänlihassoluissa T-putket Z Sydänlihas Desmo somi Fascia adherens Wheater s Functional Histology. Churchill Livingstone Mitokondrio SER sisternat vaatimattomia Histology. A Text and Atlas. 6 p. 2010 LWW 4
lisäkalsiumin vapautumisen endoplasmakalvostosta. (Tämä sujuu siis eri tavalla kuin luurankolihaksessa, vrt. kalsium-salpaajien vaikutukset, sbpk tapaus 8) Sydänlihassoluissa on runsaasti mitokondrioita, n. ¼ solun tilavuudesta. Ne voivat varastoida suuria määriä kalsiumia. Sydänlihassolut varastoivat myös runsaasti glykogeenia. Troponiini. Hypertrofia: Epikardium ja perikardium parietale muodostavat sydänpussin Epikardiumin pintakerroksen muodostaa yksinkertainen levyepiteeli, mesoteeli. Tämä jatkuu pienen matkaa verisuonten ulkopinnalle ja kääntyy päällystämään sydänpussin seinämänpuoleista pintaa. Näiden lehtien väliin jää sydänpussin ontelo, johon mesoteelisolut erittävät pienen määrän liukasta, kitkaa vähentävää nestettä. Epikardiumissa mesoteelin alla on löyhää sidekudosta, jossa sydäntä huoltavat sepelvaltimot kulkevat usein runsaan rasvakudoksen sisällä. Terveet sepelvaltimot imaisevat levossa 4-5 % sydämen pumppaamasta verimäärästä, vaikka sydämen paino on vain 0,5 % koko kehon painosta. Läpät Läpät ovat ohuita, verisuonettomia, joustavia ja herkkäliikkeisiä rakenteita. Kiinnittyvät sydämen sidekudoksiseen tukirankaan, jonka tiivis sidekudos jatkuu läpän ytimenä (=fibrosa). Aotta ja pulmonaaliläpän valtimon ja eteiskammioläppien eteisten puolella pinnalla on löyhää, elastista sidekudosta vaimentamassa värähtelyjä (spongiosa). Läppien toisen puolen kudos endoteelin alla on tiivistä runsaasti elastista säikeistöä sisältävää sidekudosta, joka eteiskammioläppien kohdalla jatkuu chordae tendinae -säikeinä papillaarilihaksiin. Läppien arpeutuminen 5
Verisuonet Yleistä verisuonista Pienimpiä suonia lukuun ottamatta verisuonten seinämässä erotetaan kolme kerrosta: tunica intima, tunica media ja tunica adventitia. Valtimoiden rakenteessa on eri kokoluokissa suurempia eroja kuin laskimoissa. Valtimot luokitellaan suuriin, elastisiin/kimmovaltimoihin, kuten aortta ja sen isot haarat, keskisuuriin eli lihasvaltimoihin kuten värttinä, kyynärvaltimo tai sepelvaltimot sekä pieniin valtimoihin ja arterioleihin. Luokkien väliset rajat ovat liukuvia, rakenne kuitenkin kertoo suonen toiminnasta. Kimmovaltimon mikroskooppinen rakenne (samalla valtimon perusrakenne) Tunica intima koostuu endoteelisolukerroksesta, sen alla olevasta tyvikalvosta, endoteelin alaisesta sidekudoskerroksesta sekä sisimmästä kimmolevystä (lamina elastica interna). Endoteeli on yhtenäinen, litteistä soluista muodostuva mosaiikkimainen solukko, jossa solut liittyvät toisiinsa tiiviillä liitoksilla ja aukkoliitoksilla (communicating junction). Tässä Ross ja Pawlina: Histology, LLW, kuvassa 13.11 sivulla 374 on virhe. Oikeasti ei esiinny desmosomeja eikä hemidesmosomeja. Solut ovat asettuneet pitkittäin virtaussuuntaan. Endoteelisolujen sytoplasmassa näkyy Waibel-Paladen kappaleita, jotka sisältävät hyytymistekijöitä (tekijä VIII/ von Willebrandin tekijä) sekä pino/transsytoottisia rakkuloita. Verisuonen intima, endoteelisolut Solut asettuvat veren virtaussuuntaan. Elimistössä yhteensä noin 1 kg endoteelisolun sytoplasma liitoskompleksi endoteelisolun tumat endoteelisolut Histology. A Text and Atlas. LWW Transsytoosi Subendoteliaalikerros koostuu löyhästä sidekudoksesta, jossa perusaineen joukossa on harvakseltaan kollageeni ja elastiini-säikeitä. Sileälihassolut on vallitseva solutyyppi, lisäksi esiintyy joitakin makrofageja. 6
Sisin kimmolevy (lamina elastica interna) ei elastisessa valtimossa erotu erityisenä rakenteena vaan on kaikkein sisin lukuisista kimmolevyistä. Lihasvaltimoissa ja pienissä valtimoissa lamina elastica interna erottuu tunnusmerkillisen selvästi valtimon seinämässä. Tunica media, kimmovaltimossa koostuu vuorottelevista sileälihas- ja kimmolevykerroksista. Sileälihassolut ovat rakenteeltaan tavanomaisia sileälihassoluja, sukkulamaisia, niitä ympäröi tyvilevy, lamina externa paitsi kohdissa, missä soluja yhdistävät aukkoliitokset. Sileälihassolut ovat järjestyneet kehän suuntaisesti, tosin lievästi spiraalimaisesti. Sileälihassolut valmistavat valtimon seinämän soluväliaineen, kimmolevyt mukaan lukien. Fibroblasteja tunica mediassa ei ole. Kun valtimon koko pienenee, niin siirtymä tyypillisestä elastisesta valtimosta lihasvaltimoon tapahtuu liukuvasti: tunica median kimmolevyt/kehät ohenevat ja harvenevat kunnes tämä kerros koostuu pelkästään sileälihassoluista (ja aivan niukasta soluväliaineesta). Tyypillisen lihasvaltimon seinämässä erottuu kaksi erillistä kimmolevyä, yksi lihaskerroksen kummallakin puolella: intiman puoleinen sisempi kimmolevy ja adventitian puoleinen ulompi kimmolevy (lamina elastica externa). Elastisia säikeitä aortan seinämässä. Ne näkyvät tyypillisinä, säännöllisinä lamelleina normaalissa kudoksessa. Fibroblasti Hermoja Vasa vasorum Tunica adventitia Tunica media Intima Endoteelisolut Elastisia lamelleja Sileälihassoluja tunica media van Giesonin värjäys Histology. A Text and Atlas. LWW Tunica adventitia koostuu pääosin tiiviistä järjestäytymättömästä sidekudoksesta, jossa on pääosin kollageenisäikeitä ja jonkun verran elastisia säikeitä. Fibroblastit ja makrofagit ovat tämän sidekudoksen pääsolut. Isojen valtimoden adventitiassa kulkee hermoja (nervi vasorum) ja verisuonia (vasa vasorum), jotka huolehtivat suonen seinämän uloimpien osien hermotuksesta ja ravinnon saannista. Sisäosat hoituvat suonen ontelon puolelta. Lihasvaltimossa adventitian ja median välissä erottuu useimmiten (ei aina) ulompi kimmolevy (lamina elastica externa). 7
Elastisiin valtimoihin kohdistuu sydämen pumppaamana kaikista suurin paine. Paine aiheuttaa suonen laajenemisen ja suonen elastisuus taas palautumisen. Seinämän vähäinenkin heikkous voi johtaa rakenteiden vähittäisiin mikrovammoihin, ajan mittaan vauriot karttuvat ja seinämän heikkoudet kasvavat. Tämä tapahtumasarja voi johtaa aortan seinämän repeämään, dissekoivaan aortta-aneurysmaan, kuten esim. Marfanin syndromassa, jossa perusheikkous on elastisten lamellien syntyä säätelevän fibrilliini- molekyylin rakenteen poikkeavuus. Tulehdus aortan seinämässä (esim. syfilis), korkean verenpaineen aiheuttama liiallinen venytys tai ateroskleroosi voivat johtaa samantyyppiseen aortan sisäkerrosten repeämään. Endoteelisolut Endoteelisolut verhoavat kaikkia veri- ja imusuonia. Niitä on noin 1 kg ja aikuisessa ihmisessä ne kattavat yhteensä noin 7 neliömetriä. Endoteelisoluilla on hyvin aktiivinen rooli niin veren hyytymisessä/ hyytymättömyydessä kuin verisuonen (lue valtimon) seinämän tapahtumien säätelyssä. Endoteelisolut voivat aktivoitua mm. bakteeri- tai virusantigeeneista, komplementin vaikutuksesta ja hypoksiasta. Silloin ne voivat ilmentää pinnallaan uusia adheesiomolekyylejä ja tuottaa sytokiineja, lymfokiineja, kasvutekijöitä, verisuoniktiivisia tekijöitä veren hyytymiseen vaikuttavien tekijöiden lisäksi. Entoeelisolujen keskeisiin toimintoihin kuuluvat: 1. Valikoivan esteen ylläpito (katso hiussuonet), 2. Veren hyytymisen estäminen (antikoagulantit, esim. trombomodulin sekä antitrombogeeniset yhdisteet, kuten prostasykliini ja kudosplasminogeeni aktivaattori). Toisaalta vahingoittuneet endoteelisolut vapauttavat protrombogeenisiä aineita (von Willebrandin tekijä, plasminogeeniaktivaattorin inhibiittori), jotka edistävät syntyvän tulpan muodostusta. 8
3. Osallistuvat verenkierron säätelyyn erittämällä verisuonia supistavia aineita (endoteliini, ACE, PGH2, tromboxaani A2) ja laajentavia aineita (EDRF/NO eli endoteeliperäiset rentouttavat tekijät ja typpioksidi sekä prostasykliini), 4. Immuunireaktioiden säätely ohjaamalla tulehdussoluja alueille joissa niitä tarvitaan, 5. Hormoni- ym. synteesi ja metabolia: hemopoeettisia kasvutekijöitä, fibroblastikasvutekijä, PDGF, mutta myös kasvua inhiboivia tekijöitä (hepariini, TGF-alfa). Lisäksi endoteelisolut osallistuvat mm. noradrenaliinin, trombiinin, prostaglandiinien, bradykiniinin, serotoniinin ja angiotensiinin metaboliaan. Endoteelisolu ja suonen laajeneminen Endoteelisolu ja suonen supistuminen Histology. A Text and Atlas. 6 p. 2010 LWW 6. Lipidien käsittely: Endoteelisolut tuottavat vapaita radikaaleja, jotka hapettavat intimaan joutuneita lipoproteiineja. Makrofagit ja sileälihassolut syövät nämä lipidit, muuttuvat vaahtosoluiksi. Nämä solut eivät kuitenkaan pysty poistamaan lipidejä intimasta vaan jäävät paikoilleen, erittävät sytokiineja, jotka aloittavat tulehdusreaktion. Syntyvä tulehdusreaktio lietsoo prosessia edelleen ja syntyy itsellään jatkuva prosessi, joka johtaa yhä suuremman lipidimäärän kertymiseen suonen intimaan. Myöhemmässä vaiheessa vuosien kuluttua lipidimassaan alkaa kertyä kalkkia, se kovettuu ja meillä on käsissä valtimonkovettumataudin, arterioskleroosin ilmentymä: intiman kalkkilevy. Verihiutaleiden toiminta endoteelivauriossa. Verihiutaleet kiertävät veressä ikään kuin tarkkailemassa että endoteelisolukerros on ehjä ja toimii normaalisti (ehkäisee trombosyyttien takertumista). Ongelman havaittuaan ne toimivat veren hyytymisessä, hyytymän vetäytymisessä ja liukenemis-prosessissa. Verihiutaleet kiinnittyvät verisuonten 9
vaurioituneeseen seinämään, kun verisuonten seinämää suojaavien endoteelisolujen alainen kollageeni-tyvikalvoverkosto paljastuu tai kun endoteelisolu erittää protrombogeenisiä (tulpan muodostumista edistäviä) tekijöitä. Kun ensimmäiset verihiutaleet tarttuvat vauriopintaan, ne muuttuvat takertuviksi ja erittävät ADP:tä ja tromboksaani A2:sta, mikä aiheuttavat uusien verihiutaleiden takertumista paikalle ja syntyy trombosyyttitulppa Verihiutale, trombosyytti mito δ-jyväset kond rioita Rakennevyöhyke mikrotubulukset aktiini myosiini Kalvojärjestelmä avoimet kanavat tiivisainesputket, Ca 2+ (primaarinen hemostaasi). Samalla erittyy serotoniinia, joka supistaa verisuonta ja hillitsee verenvuotoa. Samalla vapautuvat α-jyvästen fibrinogeeni ja hyytymistekijät. Verihiutaleiden glycocalyx tarjoaa sopivan alustan veren hyytymiskaskadille, joka johtaa fibrinogeenin muuttumisen fibriiniksi, joka polymerisoituu ja muodostuu fibriinitulppa, johon jää vangiksi myös veren soluelementtejä. Kun nyt verenvuoto on tukittu ja verisuoni on tukossa seuraa verihiutaleiden supistuminen (mikrofilamentit!), jolloin veri pääsee virtaamaan ainakin osittain hyytymän ohi. Samaan aikaan hyytymän muodostumisen kanssa sitä aletaan myös liuottaa seerumin plasminogeenistä syntyneen plasmiinin toimesta hyytymän kohta kanalisoituu uudelleen. Vihon viimein verihiutaleet osallistuvat myös kudosvaurion paranemisen edistämiseen erittämällä ainakin fibroblasteihin ja sileälihassoluihin vaikuttavia kasvutekijöitä (mm. PDGF, platelet derived growth factor). α-jyväset myös: mitokondrioita glykogeenia α-jyväsissä on trombogeenisia aineksia mm. fibrinogeenia, myös δ-granuloiden sisältö edistää hyytymän syntyä. Periferinen vyöhyke glycocalyx solukalvo Soluorganellivyöhyke λ-jyväset (lysosomit) punasolu Histology. A Text and Atlas. 6p 2010, LWW 10
Laskimot Laskimoissa verenpaine on vähäinen eikä se aseta suonen seinämälle suuria kestävyysvaatimuksia. Niinpä laskimot ovat valtimoita selvästi ohutseinäisempiä. Toisaalta kudosleikkeessä laskimo on yleensä vastaavaa valtimoa kookkaampi läpimitaltaan ja varsinkin sen ontelo on paljon laajempi. Verivolyymistä n. 70 % sijaitsee laskimoissa. Laskimoiden seinämä jaotellaan samoihin kerroksiin kuin valtimot, mutta eri kerroksia on kudosnäytteestä todella vaikea erottaa toisistaan. Jonkunmoinen yhteenveto: Pienissä ja keskisuurissa laskimoissa on läpät. Niitä on erityisen paljon raajoissa, jossa yhdessä ulkopuolelta lihaksista kohdistuvan paineen avustuksella ohjaavat veren virtausta kohti sydäntä. Tunica intima koostuu samoista elementeistä kuin valtimoissakin: endoteelisolukerros, tyvikalvo sen alla ja vielä ulompana subendoteliaalinen löyhän sidekudoksen kerros, jossa esiintyy joitakin sileälihassoluja. Tunica media on laskimoissa suhteellisen ohut kun taas adventitia on paksuin kerros. Mediassa on kehän suuntaan järjestyneitä sileälihassoluja, joitakin fibroblasteja sekä Keskisuuri ja Adventitia Media suuri laskimo Intima kollageeni- ja elastisia säikeitä. Keskisuurten Mediassa yhtenäinen sileän lihaksen kerros laskimoiden median ulkoreunalla on Adventitiassa joitakin sileän lihaksen kimppuja pitkittäissuuntaaisia sileälihassoluja. Isoissa Adventitia Media laskimoissa sileälihassolut muodostavat Intima Adventitiassa vahva pitkittäisiä lihaskimppuja, näissä suonissa niiden pitkittäinen sileälihaskerros luetaan kuuluvan adventitian puolelle. Histology. A Text and Atlas. LWW Tunica adventitia on laskimoissa paksuin kerros, jossa sidekudos on vallitseva kudosmuoto fibroblasteineen, makrofageineen sekä kollageenija elastiinisäikeineen. Isoimmissa laskimoissa esiintyy seinämän omia hermoja ja verisuonia. Laskimon seinämän sileälihaskerrokset kielivät siitä, että nämä eivät ole pelkästään passiivisia verikanavia vaan pystyvät säätelemään seinämän jäntevyyttä 11
ja ontelon läpimittaa. Esimerkki: aikanaan oletettiin, että sydänperäisen hapenpuutteesta johtuvan rintakipukohtauksen hoidossa käytetyn Nitron (nitroglyseriini) vaikutus perustui siihen, että se rentoutaa sepelvaltimoiden seinämän lihaksistoa, jolloin suoni laajeni ja sydän sai enemmän verta ja happea ja kipu lievittyi. Nyt tiedetään, että kyse onkin laskimon seinämän sileän lihaksen rentoutumisesta, mikä johtaa veren laskimopaluun vähenemiseen, mikä taas vähentää sydämen kuormitusta, jolloin käytettävissä oleva happi riittää paremmin. Mikroverenkierto Arteriolit säätelevät veren virtausta hiussuonistoon. Arteriolit ovat nk. resistanssisuonia, jotka koko elimistön tasolla säätelevät yksittäisistä verisuonista kaikkein vahvimpana verenpainetta. Arterioli pystyy laajenemaan kaksinkertaiseen laajuuteen ja supistumaan pitkäksi aikaa puoleen läpimitastaan. Elin ja kudostasolla arteriolien ohjaus säätelee veren virtausta sinne missä sitä tarvitaan; juostessa lihaksiin, aterian jälkeen suolistoon. Arteriolin seinämässä on useamman sileälihassolun muodostama paksunnos juuri ennen hiussuonia. Kyseessä on prekapillaarikuroja, joka viimekädessä päästää verta hiussuonistoon tai sulkee yhteyden. Toinen mahdollisuus säätää verenvirtausta hiussuonissa ovat valtimosta laskimoon johtavat yhdys/oikosuonet, joiden toimintaa säätelee erityinen valtimopuolen suoni, metarterioli. Kun veri ohjataan AV-sunttiin, se ei kierrä hiusuoniverkoston kautta. Imukapillaari Metarterioli AV-shuntti Imukapillaari Arterioli Ankkurifilamentit Mikroverenkierto Prekapillaarikurojat Venuli Retinan hiussuoniverkostoa Venuli Arterioli Histology. A Text and Atlas. LWW Verenvirtausta hiussuoniverkostoon säädellään toisaalta systeemiseltä tasolta (sympaattinen hermosto ja lisämunuaisen adrenaliinieritys) toisaalta paikallisesti (endoteelisolujen erittämät säätelytekijät, NO ja matala happiosapaine). Kapillaariverkoston tiheys on verrannollinen kudoksen verenkierron (hapen) tarpeesta. Sydänlihaksessa on tiheä hiussuoniverkosto verrattuna sileäänlihakseen, 12
jossa hiussuonia on suhteellisen harvakseltaan. Samoin maksa ja munuainen ovat tiheästi suonitettuja. Hiussuonet, kapillaarit Ihmiselimistössä on 70-80 kilometriä hiussuonia. Hiussuonten kautta ja seinämän läpi kudokset saavat hapen ja ravintoaineensa. Hiussuonet ovat niin kapeita, että punasolu pääsee vaivoin siitä läpi. Tosiasiassa se joutuu usein litistymään päästäkseen läpi. Tällöin syntyy mahdollisimman läheinen suhde (lyhyt diffuusiomatka punasolun hemoglobiinista kudosnesteeseen) punasolun ja suonen seinämän kanssa. Samalla myös veriplasmasta suuri osa kulkee aivan seinämän vieritse. Hiussuonen perusrakenne on yksi endoteelisolu ja sen tyvikalvo. Endoteelisolu on kiertynyt putkeksi niin, että sen toinen reuna liittyy toiseen reunaan tiiviillä liitoksella, joka sulkee soluvälitilan. Näin ollen endoteelisolu pystyy kontrolloimaan ainesten kulkua seinämän läpi. Perisyyttejä esiintyy hiussuonten seinämissä sijoittuen niin, että ne jäävät osin tyvikalvon ulkopuolelle, mutta vielä osin sen sisäpuolelle. Nämä edustavat mesenkymaalisia kantasoluja, jotka aktivoituessaan voivat erilaistua endoteelisoluiksi tai muuksi mesenkymaaliseksi soluksi. Hiussuonet jaotellaan kolmeen tyyppiin sen mukaan millaisia poikkeamia niissä on tähän perusrakenteeseen. Jatkuvassa kapillaarissa on tiiviit liitokset, joten soluseinämä on aukoton, jatkuva. Kuljetus tapahtuu erillisten valikoivien kuljetusmekanismien kautta tai vähemmän valikoivan rakkulaisen transsytoosin avulla. Fenestroitu kapillaari Jatkuvan kapillaarin rakenne noudattaa tuota perustyyppiä, jossa endoteelisolu ja tiivis liitos muodostavat läpäisyesteen. Keskushermostossa, jossa hiussuonitasolla on veri-aivo-este, hiussuonen seinämässä ei todellakaan näy fenesteroita eikä transsytoosirakkuloita. Nämä suonet eivät päästäkään lävitseen muuta kuin valikoituja, erikseen kuljetettavia vesiliukoisia molekyylejä. Yleisempi jatkuvan kapillaarin tyyppi löytyy lihaksen suonistossa. Niiden endoteelisoluissa näkyy runsaasti pieniä (70 nm) pinosytoosi-, oikeastaan Jatkuva kapillaari Histology. A Text and Atlas. 6 p. 2010 LWW Kapillaarissa on erittäin ohuita kohtia. Niissä transsytoottiset rakkulat ulottuvat solun koko ohuen osan läpi! fenestra 13
transsytoosirakkuloita. Rakkulat kuljettavat pieniä nestemääriä puolelta toiselle, suuremmin valikoimatta sisältöä. Ikkunallisia, fenestroituja kapillaareja esiintyy sisäeritysrauhasissa ja alueilla, joissa tapahtuu runsaasti absorbtiota, kuten sappirakossa ja suolistossa. Näissä suonissa on muuta endoteelisolua ohuempia alueita, joissa esiintyy aukkoja fenestroita. Niiden kohdalla lumenin puoleinen solukalvo kiertää ulkopuolen solukalvoksi samalla tavalla kuin tumahuokosessa tumakotelon kalvot käyttäytyvät. Tarkkaan ottaen aukon sulkee ohut hahtuvamainen kalvo (ikkunalasi). Fenestroidussa kapillaarissa on myös runsaasti transsytoosirakkuloita. Fenestroiden määrä soluissa vaihtelee. Kun absorbtio on vilkasta niiden määrä kasvaa. Näyttää siltä, että fenestrat syntyvät runsaista transsytoosirakkuoista silloin kun ne ohuessa solun osassa aukeavat yhtaikaa kummallekin pinnalle. Ikkunalasi edustaa solunpinnan glycocalyxia. Munuaisen suodattavan osan endoteelisolujen fenetroissa ei ole tätä kalvoa. Epäjatkuvat kapillaarit, hiussuonisinusoidit (maksa, perna, luuydin) ovat muodoltaan ja kooltaan vaihtelevia, epäsäännöllisiä endoteelin verhoamia onteloita, joiden rakenne on kussakin kudoksessa omanlaisensa. Tyvikalvo on useimmiten sekin epäjatkuva, aukollinen. Venulit Postkapillaarivenulit ottavat vastaan veren hiusuonista. Rakenteessa nähdään jälleen endoteelisolukerros ja sen alla tyvikalvo. Postkapillaarivenuli on kohta, johon kudosreaktioissa eritetyt histamiini ja serotoniini vaikuttavat. Se on myös kohta, jonka kautta tulehdussolut pääsevät kudokseen. Samoin lymfosyytit kulkeutuvat lymfaattisiin kudoksiin eriyisten korkeaendoteelisten venuleiden kautta. Nesteen poisto kudoksista: imusuonet Mikroverenkierron hiussuonissa tapahtuu nestevirtauksissa pieni nettovirtaus hieman suurempipaineisesta suonesta kudokseen. Tätä on tasapainottamassa venuleiden tasolla tapahtuva nettovirtaus suoneen päin. Yhteenlaskettu lopputulos 14
on se, että kudokseen pyrkii kertymään pikkuhiljaa ylimäärin kudosnestettä. Kun kertymä on poikkeuksellisen suuri, näkyy se kudoksen turvotuksena. Imusuonet toimivat tämän kertyvä ylimääräisen kudosnesteen poistajina. Hiussuonessakin on endoteelisolut, mutta tyvikalvo puuttuu. Solut eivät ole joka taholta kiinnittyneet toisiin soluihin, joten imusuonen seinämässä on rakoja, joiden kautta kudosneste ja sen mukana isommatkin proteiinit, jopa pienet kappaleet pääsevät imusuonen onteloon. Endoteelisoluista kudokseen suuntautuu pieniä ankkurisäikeitä jos kudokseen kertyy ylimääräistä nestettä, ankkurisäikeet kiristyvät ja vetävät endoteelisoluja eri suuntiin, jolloin solujen väliset raot suurenevat ja kudosneste pääsee vapaammin suonen onteloon. 15