Морфологические основы коллатерального кровообращения. Анастомозы

¹История вопроса

Еще в древности было замечено, что при выключении крупных кровеносных сосудов кровь устремляется по окольным путям, и питание органа через некоторое время восстанавливается.

В III веке до н. э. древнегреческий врач Эразистрат высказал предположение о наличии анастомозов (соединений) между мелкими сосудами.

В XIII веке арабский врач Ибн Ан-Нафис, комментируя труды Авиценны, высказал мнение о замкнутости кровеносной системы, однако его идеи не привлекли внимания современников.

В эпоху Возрождения испанский ученый Мигель Сервет также предположил, что кровеносная система замкнута: кровь переходит из одних сосудов в другие через систему микрососудов. Это противоречило некоторым положениям учения Галена и церковным догмам, за что Сервет был сожжен на костре.

В 1661 году итальянский исследователь Марчелло Мальпиги, используя микроскоп, описал микрососуды в брыжейке животных, экспериментально доказав замкнутость кровеносной системы.

Многочисленные эксперименты по перевязке кровеносных сосудов показали, что они не только замкнуты, но и имеют дополнительные окольные, или коллатеральные, пути оттока крови.

Основоположником хирургической анатомии крупных кровеносных сосудов является Николай Иванович Пирогов. Он выяснил значение анастомозов при перевязке сосудов и механизмы их формирования, что положило начало систематическому изучению коллатерального кровообращения.

Современный этап изучения коллатерального кровообращения связан с именем профессора Владимира Николаевича Шевкуненко и его учениками. В результате экспериментов было установлено, что кровеносная система обладает высокими адаптационными возможностями при пережатии или сужении сосудов. Была выявлена зависимость этих процессов от состояния нервной системы.

Широкое изучение развития и формирования анастомозов началось во второй половине XX века, что сыграло важную роль в развитии восстановительной хирургии и трансплантологии.

Современные исследования включают как эксперименты в контролируемых условиях, так и изучение формирования анастомозов под влиянием внешних факторов. Широко применяются методы прижизненного изучения сосудистой системы, в частности ангиография.

Исследования показали, что в подвижных частях тела (область суставов, органы с перистальтикой) сосуды широко анастомозируют между собой. Это обеспечивает непрерывность кровоснабжения при движениях: даже если один сосуд растягивается или пережимается, кровоток не нарушается благодаря другим путям. Чем подвижнее орган, тем больше у него анастомозов.

²Коллатеральное кровообращение

Коллатеральное кровообращение — это ток крови по боковым (окольным) сосудам в обход основного (магистрального) сосуда.

Коллатеральное кровообращение может существовать в норме (как анатомическая особенность) и развиваться при патологии (сужение, сдавление или закупорка сосуда). Оно осуществляется двумя путями:

1. Через анастомозы (существующие в норме и вновь образуемые при патологии).
2. По паравазальным сосудам (vasa vasorum) — сосудам, питающим стенку сосуда. В рыхлой соединительной ткани вокруг сосудисто-нервных пучков могут формироваться новые сосуды для обеспечения коллатерального кровотока.

³Анастомозы

Анастомоз — это соединение двух сосудов посредством третьего. В зависимости от типа соединяющихся сосудов выделяют три вида анастомозов:

1. Артериоловенулярные анастомозы (впервые описаны Суке в 1862 г.) — соединения между артериолами и венулами.
2. Межартериальные анастомозы — соединения между двумя артериями.
3. Межвенозные анастомозы — соединения между двумя венами.

Примечание: термин «артериовенозные анастомозы» не совсем корректен, так как соединяются не артерии и вены, а их мелкие ветви (артериолы и венулы).

Артериоловенулярные анастомозы

Профессор В.В. Куприянов, детально изучавший микроциркуляторное русло, выделил два типа артериоловенулярных анастомозов:

• Шунт — кровь из артериолы напрямую сбрасывается в венулу, минуя капиллярную сеть.
• Полушунт — между артериолой и венулой имеется короткий переходный участок, похожий на капилляр.

В области этих анастомозов расположены замыкательные механизмы (мышечные сфинктеры, выросты эндотелия), позволяющие быстро открывать или закрывать путь для сброса крови. Это необходимо для регуляции кровотока в микрорегионе, разгрузки капиллярной сети и выравнивания давления.

В.В. Куприянов, применяя закон Пуазёйля, установил, что через один артериоловенулярный анастомоз может проходить в 10 000 раз больше крови, чем через один капилляр (поскольку в капиллярах происходит медленный обмен веществ, а в анастомозах — быстрый транспорт крови). В клинике это используется для снятия спазма этих сосудов и улучшения кровотока.

Межартериальные анастомозы

Выделяют два вида:

• Межсистемные — соединяют ветви двух и более разных магистральных артерий (например, верхняя и нижняя прямокишечные артерии из систем разных подвздошных артерий).
• Внутрисистемные — соединяют ветви одной крупной артерии (например, передняя и задняя артерии, огибающие плечевую кость, — обе ветви подмышечной артерии).

Знание этих анастомозов необходимо при перевязке сосудов, чтобы обеспечить кровоток между проксимальным и дистальным участками конечности.

Межвенозные анастомозы

Также делятся на:

• Внутрисистемные — между притоками одной крупной вены.
• Межсистемные — между притоками разных венозных систем. Наибольшее клиническое значение имеют анастомозы между тремя крупными венозными магистралями: верхней полой веной (ВПВ), нижней полой веной (НПВ) и воротной веной печени (кава-кавальные и портокавальные анастомозы).

Классификация анастомозов по форме:

• В виде дуги (аркадные): брыжейка тонкой и ободочной кишки, артериальные дуги кисти и стопы.
• В виде сети: венозные сплетения конечностей, вокруг суставов и органов.
• В виде кольца: артериальный круг большого мозга (Виллизиев круг), артериальные кольца сердца.
• Длинные анастомозы (продольные): вдоль позвоночника, в межреберных промежутках.

⁴Стадии формирования коллатералей после перевязки сосуда

Восстановление кровотока по коллатералям происходит в течение 2-3 недель (иногда дольше) и проходит три стадии:

1. Расширение и удлинение существующих анастомозов. Кровь устремляется в обход основного сосуда, вызывая расширение и гипертрофию стенки коллатералей.
2. Структурная перестройка сосудистой стенки (ремоделирование).
3. Стабилизация кровотока.

Задачи врача при оперативных вмешательствах: обеспечить трофику органа, создать условия для формирования анастомозов, а при их недостаточности — провести искусственную реваскуляризацию.

Классификация органов по пластичности сосудистой сети (способности к развитию коллатералей):

1. С хорошей пластичностью: артерии кишечника, мочевого пузыря, щитовидной железы. Заживление происходит без последствий.
2. Со средней пластичностью: артерии печени, легких, надпочечников.
3. С низкой пластичностью: сосуды почки, сердца, головного мозга. Спазм или закупорка здесь часто приводит к инфаркту или инсульту.

⁵Коллатеральные сети в области суставов (примеры)

Кровеносные сосуды вокруг суставов располагаются преимущественно по сгибательной поверхности (для защиты от перерастяжения и сдавления), а сама сеть лучше развита на разгибательной стороне.

1. Артериальная сеть плечевого сустава

• Основной источник — подмышечная артерия (a. axillaris).
• Ветви: передняя и задняя артерии, огибающие плечевую кость (aa. circumflexae humeri anterior et posterior). Они анастомозируют в области хирургической шейки плеча.
• Дополнительный источник — акромиальная ветвь грудоакромиальной артерии (r. acromialis a. thoracoacromialis).

2. Артериальная сеть локтевого сустава
Формируется 8 ветвями:

• От плечевой артерии (a. brachialis): верхняя и нижняя локтевые коллатеральные артерии (aa. collaterales ulnares superior et inferior).
• От глубокой артерии плеча (a. profunda brachii): лучевая и средняя коллатеральные артерии (aa. collaterales radialis et media).
• От лучевой артерии (a. radialis): лучевая возвратная артерия (a. recurrens radialis).
• От локтевой артерии (a. ulnaris): локтевая возвратная артерия (a. recurrens ulnaris) и общая межкостная артерия (a. interossea communis), от которой, в свою очередь, отходят передняя и задняя межкостные возвратные артерии.

3. Кровоснабжение кисти
Лучевая и локтевая артерии формируют на ладони две дуги:

• Поверхностная ладонная дуга (arcus palmaris superficialis): образована в основном локтевой артерией и поверхностной ветвью лучевой. Расположена на середине тел пястных костей. Отдает общие пальцевые артерии.
• Глубокая ладонная дуга (arcus palmaris profundus): образована в основном лучевой артерией и глубокой ветвью локтевой. Расположена у основания пястных костей. Отдает ладонные пястные артерии.

У головок пястных костей ветви поверхностной и глубокой дуг анастомозируют, и от них отходят собственные пальцевые артерии к каждому пальцу. Это обеспечивает бесперебойное кровоснабжение при захвате предметов. Большой палец получает кровь из собственных ветвей лучевой артерии.

4. Артериальная сеть тазобедренного сустава

• Источники: медиальная и латеральная артерии, огибающие бедренную кость (aa. circumflexae femoris medialis et lateralis), отходящие от глубокой артерии бедра (из системы бедренной артерии).
• Важную роль играет артерия круглой связки бедра (a. ligamenti capitis femoris) — ветвь запирательной артерии (a. obturatoria) из системы внутренней подвздошной артерии. У детей она кровоснабжает головку бедра до ее окостенения; у взрослых анастомозирует с вышеуказанными артериями.

5. Артериальная сеть коленного сустава
Формируется 8 ветвями:

• Нисходящая артерия колена (a. descendens genicularis) — от бедренной артерии.
• Пять ветвей от подколенной артерии (a. poplitea): верхние латеральная и медиальная, нижние латеральная и медиальная, а также средняя (центральная) артерия колена.
• Возвратные ветви от передней большеберцовой артерии (a. tibialis anterior): передняя и задняя возвратные большеберцовые артерии.

6. Кровоснабжение стопы
На стопе можно выделить три дуги, обеспечивающие надежное кровоснабжение при опоре и ходьбе:

• Тыльная артериальная дуга: образуется дугообразной артерией (a. arcuata) от тыльной артерии стопы (a. dorsalis pedis).
• Подошвенная дуга: образуется латеральной и медиальной подошвенными артериями (ветви задней большеберцовой артерии).
• Вертикальная дуга: образуется глубокой подошвенной ветвью (r. plantaris profundus), соединяющей тыльную и подошвенную системы.

Все дуги связаны между собой, что гарантирует кровоснабжение пальцев при любом положении стопы.

⁶Межсистемные венозные анастомозы

Имеют огромное клиническое значение как естественные пути оттока крови при нарушениях в магистральных венах.

1. Кава-кавальные анастомозы (между притоками верхней и нижней полых вен)

• Передние (подкожные): на передней брюшной стенке.
  • В норме: v. thoracoepigastrica (впадает в подмышечную в. → подключичную в. → систему ВПВ) и v. epigastrica superficialis (впадает в бедренную в. → систему НПВ) анастомозируют в области пупка.
  • Глубокие: aнастомоз между v. epigastrica superior (из системы внутренней грудной в. → ВПВ) и v. epigastrica inferior (из системы наружной подвздошной в. → НПВ).
• Задние:
  • Вдоль задней стенки живота: анастомоз между поясничными венами (притоки НПВ) и восходящими поясничными венами. Восходящие поясничные вены продолжаются в непарную вену (справа) и полунепарную вену (слева), которые впадают в ВПВ.
  • В позвоночном канале: через внутренние позвоночные венозные сплетения. Кровь из этих сплетений может оттекать как в систему ВПВ (через межреберные вены), так и в систему НПВ (через поясничные вены). Эти пути важны для метастазирования опухолей малого таза.

2. Портокавальные анастомозы (между притоками воротной вены и полых вен)

• Верхний (пищеводно-желудочный): в стенке брюшной и грудной части пищевода. Вены пищевода (притоки непарной вены → ВПВ) анастомозируют с желудочными венами (притоки воротной вены). Расширение этих вен (варикоз) — признак портальной гипертензии.
• Нижний (прямокишечный): в стенке прямой кишки. Верхняя прямокишечная вена (v. rectalis superior) впадает в нижнюю брыжеечную вену (система воротной вены). Средние и нижние прямокишечные вены впадают во внутренние подвздошные вены (система НПВ). Анастомоз между ними формирует геморроидальное сплетение.
• Передний (пупочный): в круглой связке печени. Околопупочные вены (vv. paraumbilicales), идущие к воротной вене, анастомозируют с подкожными венами передней брюшной стенки (система полых вен). При патологии этот анастомоз расширяется, формируя симптом «головы медузы» (caput Medusae).
• Задний (забрюшинный): в забрюшинном пространстве. Вены восходящей и нисходящей ободочной кишки (из системы воротной вены) анастомозируют с притоками поясничных и других забрюшинных вен (система НПВ). В норме функционирует слабо, активируется при патологии.

⁷Особенности кровоснабжения некоторых органов (чудесная сеть)

В легких, почках и печени имеются две последовательные капиллярные сети.

• Легкие:
  1. Капилляры малого круга (оплетают альвеолы) — для газообмена.
  2. Капилляры большого круга (бронхиальные артерии) — питают ткань легкого и стенки бронхов.
     Между этими системами существуют анастомозы.
• Почки (чудесная артериальная сеть почки — rete mirabile):
  1. Капиллярный клубочек (сосудистый клубочек почечного тельца) — для фильтрации.
  2. Вторичная капиллярная сеть (перитубулярная) — для обратного всасывания и обмена веществ.
     Артерия дважды распадается на капилляры, прежде чем кровь попадет в вены.
• Печень:
  1. Внутридольковые капиллярные сети (синусоиды), куда поступает кровь из воротной вены (несущей продукты из ЖКТ) и печеночной артерии (несущей кислород).
  2. Эти две системы сливаются в единую сеть синусоидов, которые затем собираются в центральную вену. При нарушении кровотока в печени активируются портокавальные анастомозы, сбрасывая кровь в обход органа.