Blodkärlen

Blodkärlen är de rör som blodet transporteras i. Det finns tre huvudsakliga typer av blodkärl: artärer, kapillärer och vener.

Artärer och arterioler

Artärerna transporterar blodet från hjärtat och ut till vävnaderna. Alla artärer i systemkretsloppet härstammar från aorta. Aorta – den huvudartär som kommer från vänster kammare i hjärtat – är som en trädstam som förgrenar sig om och om igen. Till slut finns ett kärlträd med flera miljoner små artärer. Små artärer kallas för arterioler. Diametern hos aorta är i genomsnitt 2,5 cm. Även om aorta förgrenar sig så att varje artär efter en förgrening blir mindre än den tidigare, blir den sammanslagna diametern hos kärlen större och större för varje delning. Det medför att resistensen (motståndet mot blodflödet) inte ökar så pass drastiskt som man kanske skulle kunna tro, sett till storleken på det kärlträd som bildas av alla förgreningar.

Kapillärer

De små artärerna, arteriolerna, övergår till slut i kapillärer. Det är bara med kapillärerna kroppens vävnader kan utbyta ämnen.

Vener och venoler

Kapillärerna övergår i små vener och fungerar därför som en länk mellan artärsidan av cirkulationen och vensidan. De små venerna kallas venoler. Precis som på artärsidan är venerna arrangerade som ett kärlträd. Sett i blodets riktning går venerna ihop och bildar till slut huvudstammar. Till skillnad från artärsidan – som utgår från ett enda stort huvudkärl (aorta) – bildar venerna två stycken huvudkärl som leder tillbaks blodet till hjärtat. Den ena, som kallas för övre hålvenen (v. cava superior) bildas av vener som kommer från överkroppens vävnader, det vill säga armar, hals, huvud och bröstkorg. Den andra, som kallas för nedre hålvenen (v. cava inferior), bildas av vener som  samlar ihop blodet från den nedre delen av kroppen, det vill säga från buken och ner. Båda den övre och den nedre hålvenen leder till höger förmak.

 

Figur 4. Schematisk bild över hjärtrummen och huvudkärlen. Ofta betecknas kärl som innehåller venöst syrefattigt blod med blå färg, medan kärl med arteriellt syrerikt blod betecknas med röd färg. Färgen kännetecknar därför inte om kärlet är en ven eller en artär, tvärt emot vad man kan tro.

Blodkärlens uppbyggnad och funktion

Blodkärlsväggen byggs – liksom alla kroppens vävnader – av en kombination av celler och material som ligger utanför och mellan cellerna. Det här materialet består framför allt av kolhydrater och proteinfibrer och kallas för extracellulärmatrix. Funktionen hos extracellulärmatrix är att ge strukturellt stöd åt vävnaden.  Proteinfibrerna bildas av vissa av de celler som vilar i vävnaden. Man kan säga att de ”bäddar in” sig själva och varandra i extracellulärmatrix.

Allra innerst mot lumen (själva håligheten i blodkärlet) finns i alla blodkärl ett lager av celler som kallas för endotel. Cellerna som utgör endotelet kallas för endotelceller. Dessa celler är en barriär mellan själva kärlväggen och blodet som flödar i lumen, men spelar också en mycket viktig roll i regleringen av cirkulationssystemet. Det gör de genom att producera signalsubstanser och enzymer. Signalsubstanserna som bildas kan exempelvis kommunicera med de muskelceller som också finns i kärlväggen. På så sätt kan endotelcellerna få muskelcellerna att relaxera (slappna av) eller kontrahera (dra ihop sig). Tack vare dessa muskelceller kan kärlet variera sin egen diameter efter behov. Denna reglering är mycket viktig för att upprätthålla ett bra blodtryck vid olika situationer. Det är framför allt artärväggen som har muskelceller, men även venernas kärlvägg består av muskelceller som kan reglera kärldiametern.

Enzymerna som produceras av endotelcellerna är bland annat inblandade i de processer som styr blodets koagulation. När ett hål har uppstått i en kärlvägg koagulerar blodet för att täppa till hålet. Om för mycket blod koagulerar finns dock risken att kärlet helt och hållet täpps igen på stället eller att koagulerat blod åker vidare och täpper igen kärl längre fram. Det är det som händer vid exempelvis hjärtinfarkt eller stroke (hjärninfarkt). Därför producerar friska endotelceller ständigt enzymer som bryter ner koagulerat blod och signalsubstanser som gör så att blodplättar inte koagulerar. På så sätt koagulerar normalt blodet bara vid själva kärlskadan, inte runt omkring.

Eftersom artärerna, kapillärerna och venerna till viss del har lite olika funktioner är uppbyggnaden i respektive blodkärlstyp lite speciell för just den typen.  

Artärerna

Artärerna transporterar blod med ett högre blodtryck än venerna. För att kompensera mot detta högre tryck är artärväggen i regel mycket tjockare än venväggen. Artärerna spelar dessutom en central roll för regleringen av blodflödet i kroppen. När en viss vävnad har ett stort behov av blodcirkulation – såsom en muskel i arbete – ökar diametern hos de artärer som försörjer den arbetande vävnaden. Man säger att artärerna dilaterar. Detta möjliggörs genom att det i artärväggen finns muskelceller som ligger runt kärlet. Normalt kontraherar dessa muskelceller till viss del. Vid behov kan de därför minska sin kontraktion, så att artären dilaterar. När diametern i blodkärlet ökar, minskar resistensen, det vill säga motståndet mot blodflödet. En liten ökning av diametern ger en mycket stor minskning av resistensen och vice versa. 

Omvänt kan artärerna minska blodgenomströmningen i ett organ genom att kontrahera. Man säger då att artären konstringerar. Förmågan hos artärerna att styra blodflödet i kroppen är en för cirkulationen mycket viktig mekanism. När du har ätit styr dina artärer blodflödet så att en stor del av blodet går till mag-tarmkanalen och en mindre del till andra delar av kroppen, såsom musklerna. Därför känner man sig ofta trött och orkeslös efter en måltid. När du är fysiskt aktiv styr artärerna istället blodflödet till de arbetande musklerna, medan artärerna vid mag-tarmkanalen konstringerar så att blodflödet minskar. Är du för varm öppnar sig artärer ytligt i huden så att blodets värme avges till omgivningen.

De största artärerna (de som följaktligen ligger närmast hjärtat) har inte samma förmåga till att styra sin diameter, som de mindre artärerna och arteriolerna. Istället är de tämligen elastiska. Elasticiteten kommer av att proteinfibrerna mellan cellerna i artärväggen, extracellulärmatrix, till stor del utgörs av en specifik typ proteinfibrer som kallas för elastin. Elastin är ett elastiskt fiber och ger artärväggen samma egenskap. Anledningen till att de stora artärerna har denna elastiska egenskap är att blodet måste kunna flöda genom cirkulationen både i hjärtats pumpfas, systole, och i dess avslappningsfas, diastole. Om alla kärlväggar vore stela som stålrör skulle ett påtagligt flöde i systemet bara uppstå då hjärtat pumpar, men inte då hjärtat relaxerar och fyller sig självt. Blodtrycket, som är ett resultat av hjärtats pumpslag, skulle vara väldigt högt då hjärtat pumpar ut blodet i artärträdet men mycket lågt då hjärtat inte pumpar. Det vore ofördelaktigt för kroppen, därför att ett jämnt flöde genom cirkulationssystemet innebär ett mer kontinuerligt utbyte mellan blodet och kroppens celler.

Genom att de stora artärerna – speciellt aorta – kan expandera förvaras en stor del av det blod som hjärtat pumpar ut i uttänjningen av artärväggen. När hjärtat vilar, i diastole, drar sig artärväggen samman igen tack vare sin elasticitet. På så sätt fortsätter flödet även i diastole och blodtrycket varierar mindre. Med åldern minskar hos människor andelen elastin i artärväggens extracellulärmatrix. Det gör att äldre människor ofta har ett för högt systoliskt blodtryck (trycket i de större artärerna under hjärtats pumpfas) och ett för lågt diastoliskt blodtryck (trycket i de större artärerna under hjärtats avslappningsfas). Blodkärlen går med tiden alltså mot att bli mer och mer som stålrör.

Kapillärerna

Även om kapillärerna är de minsta kärlen i cirkulatonen utgör de på sätt och vis målet med hela cirkulationssystemet. Ingen del av cirkulationssystemet skulle vara till någon nytta om det inte vore för kapillärerna.  Det är nämligen i kapillärerna utbytet av ämnen med vävnaden sker.

Detta ämnesutbyte är möjligt tack vare att kapillärväggen består av ett enkelt lager endotelceller. Ämnen kan transporteras ut och in från cirkulationen mellan eller genom dessa celler. Utrymmena mellan cellerna i kapillärväggen är emellertid normalt för små för att exempelvis stora partiklar – såsom de röda blodkropparna eller stora blodproteiner – ska kunna åka ut från cirkulationen. Bara vid olika sjukdomstillstånd eller skador rubbas denna integritet. Vid en inflammation i en vävnad frisätts signalsubstanser som ökar spalterna mellan endotelcellerna i kapillärerna. Det ger ett utflöde av blodplasma (vätskan i blodet). Resultatet blir svullnad och ett ökat blodflöde ger också rodnad – två typiska tecken på inflammation.

Venerna

Som tidigare beskrivet har blodet i venerna ett lägre tryck än blodet i artärerna. Venernas kärlvägg behöver därför inte vara lika tjock som artärernas. Dessutom spelar venerna en mindre roll för regleringen av blodflödet i kroppen. Andelen muskelceller i venväggen är därför långt i från lika stor som hos de mindre artärerna och arteriolerna. Det finns dock en viss andel muskelceller i venväggen som vid behov kan konstringera. Venerna är något större än artärerna och detta, i kombination med den tunna venväggen, gör att mycket mer blod finns ansamlat på vensidan av cirkulationen än på artärsidan. Venerna fungerar på så sätt som en reservoar för en stor del av blodet. Vid en stor akut blodförlust, som vid en blödning, har muskelcellerna i venväggen förmåga att konstringera så att reservoiren används. Denna funktion kan vara livräddande hos individer som råkar ut för fysiska trauman med stora blodförluster. Eftersom venerna har denna kapacitet till att distribuera om stora blodvolymer i cirkulationen kallas de ofta också för kapacitanskärl.

Figur 5. Den principiella uppbyggnaden av kroppens kärl. I realiteten består kärlväggen av mer adekvata strukturer som histologiskt (vävnadsmikroskopiskt) ofta delas in i olika lager. Beroende på var i kärlträdet man tittar finns också en stor variation inom de olika kärltyperna.