Zázračné vlastnosti ciev

Cieva – to je omnoho zaujímavejšia štruktúra než iba akási trubica pasívne vedúca krv. Tepny, žily i najmenšie kapiláry disponujú širokou škálou autoregulačných vlastností, ktoré sú dôležité pre prúdenie krvi naším telom.

 

CIEVY V PRIEBEHU ŽIVOTA

Na to, aby bunky organizmu mohli prežívať a plniť svoje funkcie, potrebujú neustále vymieňať látky a energiu s okolím. Na počiatku nášho vnútromaternicového vývoja je postačujúca difúzia, avšak už na konci tretieho týždňa sa telíčko embrya zväčší natoľko, že potrebuje efektívnejší systém na transport a dodávku živín. A tak sa začína formovať srdce a cievy. Deje sa tak splývaním krvných buniek v krvné ostrovčeky. Tento proces si môžeme zjednodušene predstaviť tak, že krvné elementy umiestnené v strede vytvárajúcej sa masy dajú základ neskorším doštičkám a krvinkám, teda vytvoria prúdiacu zložku, zatiaľ čo z tých zvyšných, na obvode sa nachádzajúcich buniek, sa vytvorí cievna stena. Ďalšie a ďalšie cievy pribúdajú štiepením už vytvorených ciev. Tento spôsob pribúdania nových ciev a cievok je preferovaný predovšetkým v embryonálnom období. Drvivá väčšina ciev sa však vytvára odlišným spôsobom – pučaním, teda tvorbou „výhonkov“ z už existujúcich ciev. Je potrebné uvedomiť si, že rast ciev, hoci sa spomalí, sa nezastaví ani po narodení – veď je potrebný už aj pri takom častom deji, akým je menštruácia ženy. Počas každého cyklu žene narastú v povrchovej časti maternice nové cievy. Tieto cievy na konci cyklu zdegenerujú, výstelka maternice už nemá byť čím vyživovaná, odlúpne sa a nastúpi pravidelné mesačné krvácanie. Rast nových ciev však nediskriminuje ani mužov – ako sa im športom zväčšujú svaly, pribúda im prislúchajúce cievne zásobenie. Je to logické – keď sa zvýši spotreba kyslíka, musí sa primerane zväčšiť aj jeho dodávka.

Svalová bunka v srdci. Oranžovo sú zvýraznené kapiláry, zelenou farbou bunky zodpovedné za automatickú činnosť srdca.

Funguje to aj naopak, akonáhle majú tkanivá nadbytok kyslíka, strácajú motiváciu, aby si nechali narásť nové kapiláry. K tomuto poznatku sa veda dopracovala pomerne smutnou cestou – predčasne narodení novorodenci ležali v inkubátoroch, kde bola vyššia koncentrácia kyslíka. Bola taká vysoká, že kyslík im dodifundoval až k sietnici. Sietnica týchto detí spohodlnela a prestali sa na nej vytvárať nové cievy. Prinútiť cievy sietnice, aby sa vyvíjali inokedy ako v určitej krátkej perióde v živote plodu, bohužiaľ nejde. A tak daň za lenivosť bola privysoká – inak štrukturálne úplne normálne oči stratili šancu vidieť.

V tele sa občas vyvinú aj cievy, bez ktorých by sme sa všetci ochotne zaobišli. Ide o cievy vyživujúce nádor. Zavše sa stane, že nádor rastie tak rýchlo, že vyvíjajúce cievy s ním nestíhajú držať krok. Výsledkom je, že takýto nádor prepadá nekróze, zničí sám seba. Tento prirodzene zriedkavo sa vyskytujúci priebeh nádorového ochorenia vnukol vedcom novú myšlienku, ako bojovať s nádorovými ochoreniami. Avšak na to, aby dokázali zastaviť rast ciev v nádore, je potrebné do hĺbky poznať štruktúru cievnej steny a látky ňou produkované. Poďme sa zblízka prizrieť na náš obehový systém aj my.

Dorastajúce krvné cievy vyživujúce nádor (čierna oblasť)

TEPNY, ŽILY, KAPILÁRY

Obehový systém sa skladá zo srdca (ktoré nie je ničím iným ako veľmi zhrubnutou cievou s prídavkom špecifických buniek, ktoré zabezpečujú jeho automatickú činnosť) a ciev. Rozoznávame tri typy funkčne odlišných ciev: žily, kapiláry a tepny, ktoré sa vetvením stále zmenšujú a prepravujú krv bohatú na kyslík i iné živiny. Tepny prechádzajú v drobné kapiláry, ktoré vytvárajú bohatú sieť vnútri našich orgánov. Dĺžka všetkých kapilár v ľudskom tele sa odhaduje na 96 000 kilometrov, čo je viac než dvojnásobok dĺžky rovníka. Toto ohromné číslo je dané ich ohromnou dôležitosťou pre náš organizmus. Práve na úrovni kapilár (na ploche asi 6 000 m2) totiž prebieha výmena metabolitov medzi krvou a tkanivami.

Kapiláry vytvorené vetvením tepny postupne začínajú prechádzať do odvodných kapilár, ktorých zlučovaním sa tvoria žily. Žily odvádzajú produkty metabolizmu ako napr. oxid uhličitý smerom k srdcu. Navyše majú úlohu zásobárne krvi, vo svojom riečisku môžu obsahovať až 70 % z jej celkového objemu.

Cievne zásobenie obličky

Rozličným funkciám jednotlivých typov ciev zodpovedá aj rozdielna kvantitatívna stavba ich stien. Kvalitatívna stavba je u všetkých ciev rovnaká, všetky sa totiž skladajú z troch rôznych zložiek.

Najvrchnejšia zložka je tvorená bunkami a kolagénnymi a elastickými vláknami, ktoré na povrchu prechádzajú do väziva orgánu, ktorým cieva prechádza. Ako bunky, tak i vlákna sú usporiadané súbežne s priebehom cievy.

Môžeme povedať, že táto vrstva cievu chráni, zosilňuje jej stenu a zakotvuje ju do okolitých tkanív. Pozoruhodné je, že najväčšie tepny a žily majú v tejto vrstve drobnučké cievy, tzv. „cievy ciev“. Je to spôsobené hrúbkou ich steny, ktorá je už priveľká na to, aby na výživu buniek tvoriacich túto vrstvu stačila jednoduchá difúzia živín z krvi prúdiacej vnútri. U žíl je tento fenomén ešte zvýraznený, pretože v nich prúdi krv pod nižším tlakom, takže kyslík dodifunduje do ešte menšej vzdialenosti.

Difúziou sú vyživované bunky dvoch nasledujúcich vnútornejších vrstiev. Stredná vrstva steny je tvorená bunkami hladkej svaloviny usporiadanými kolmo na predchádzajúco vrstvu (cirkulárne). To má obrovský význam z hľadiska regulácie hrúbky cievy, pretože sťahom hladkej svaloviny dochádza k zúženiu cievy. Zmeny polomeru ciev sú rozhodujúcim mechanizmom, ktorý určuje prietok krvi, ako i odpor kladený prúdiacej krvi a aj tlak. Hladké svaly tejto vrstvy sú pod regulačným dohľadom vegetatívneho nervového systému, ktorý dohliada na to, aby bola krv v tých orgánových sústavách, kde je aktuálne najviac potrebná. Po výdatnom obede sa nám krv nahrnie do tráviaceho traktu a svaly sú prekrvené poslabšie, zato pri športe sa nám rozšíria cievy v svaloch a zúžia cievy napr. v obličkách a koži, ktoré v danej chvíli pre organizmus nie sú zaujímavé. Tepny majú strednú, svalovú, vrstvu vyvinutejšiu než žily, pretože v nich krv prúdi pod väčším tlakom.

Množstvo nervových zakončení roztrúsených medzi hladkou svalovinou strednej vrstvy nie je jediným faktorom rozhodujúcim o priemere ciev. Nemenej dôležitú rolu pri rozširovaní/zužovaní ciev tu zohrávajú molekuly vytvárané endotelom. Cievny endotel je výstelka najvnútornejšej vrstvy ciev, ktorá prichádza priamo do kontaktu s prúdiacou krvou. Na svojom povrchu obsahuje mnoho receptorov pre signálne molekuly či hormóny a pomocou nich určuje stupeň kontrakcie hladkej svaloviny. Najsilnejším „rozťahovačom“ ciev je oxid dusnatý. Jeho malá nepolárna molekula z neho robí ideálny regulačný prvok. Práve jemu vďačíme za najznámejší liek, používaný pri poruchách erekcie – Viagru. Na jej dopad na sexuálne funkcie muža sa prišlo čisto náhodne – boli ňou experimentálne liečení ľudia po prekonanom srdcovom infarkte. Po skončení štúdie sa späť k experimentátorom vrátilo zarážajúco málo liekov. Napokon niekto priznal príčinu (skúšaná látka účinne rozširovala aj iné cievy než len tie na srdci) – a na svete sa objavila malá modrá pilulka proti impotencii.

Endotel sa však podieľa aj na zrážaní krvi. Predpokladom pre plynulý tok krvi je práve neporušená výstelka jej steny – keď sa z nej časť odtrhne, odhalia sa vlákna kolagénu a nasleduje celá kaskáda dejov, ktorých výsledkom je, že sa aktivuje v krvi bežne rozpustená bielkovina fibrinogén a vytvorí nerozpustnú fibrínovú sieť. Do tejto siete sa potom zachytávajú červené krvinky a krvné doštičky, ktorých nahromadením vzniká krvná zrazenina. Je to proces, s ktorým sa stretol hádam každý z nás, pretože nastáva pri každom, i tom najmenšom krvácaní.

Krvnú zrazeninu vytvárajú erytrocyty zachytávané do fibrínovej siete

Poškodenie endotelu však môže nastať aj zvnútra, dokonca existuje hneď viacero ciest: bakteriálnou či vírusovou infekciou, pôsobením škodlivých látok – oxidom uhoľnatým, voľnými radikálmi obsiahnutými v cigaretovom dyme či vysokým krvným tlakom. Ako najpravdepodobnejšia príčina sa však udáva nadmerné ukladanie cholesterolu do stien ciev. Obmedziť cholesterol prijímaný potravou nestačí – väčšina ľudského cholesterolu sa totiž v tele sama vytvára. Cholesterol obsiahnutý vo forme LDL (Low Density Lipoproteins) sa stáva nebezpečným až po tom, ako sa ho neúspešne snažia z cievnej steny dostať bunky imunitného systému zvané makrofágy. Tie ho dokážu „prehltnúť“, ale nie zneškodniť. A tak sa z nich stávajú obrovské bunky obsahujúce tuky vyvolávajúce zápalové procesy v cievach, ktorými bývajú takmer výhradne tepny.

Lipidové škvrny na tepnách sú prvým štádiom kôrnatenia tepien, tzv. aterosklerózy. Bežne sa môžu objavovať u ľudí po dvadsiatom roku života. Zápalové procesy na cieve však pokračujú a prehlbujú sa, do postihnutého miesta migrujú bunky hladkej svaloviny z hlbších vrstiev steny a bunky väziva. Tieto bunky sú poškodzované prebiehajúcim zápalom a zanikajú, čím vytvárajú plát zužujúci priesvit cievy. Na dôvažok sa do celej tej masy ukladá vápnik a obaľuje sa väzivom. Akonáhle dôjde k rozpadu tohto väzivového obalu, obnažený odumretý materiál podnecuje masívne zrážanie krvi vo vnútri cievy vedúce k vzniku zrazeniny, trombu.

Problémy sa začínajú objavovať, až keď je zúžených viac než 70 % priesvitu cievy

BLUDNÝ KRUH MENOM VYSOKÝ KRVNÝ TLAK

Vo vyspelých krajinách umiera viac ľudí na srdcovo-cievne ochorenia než na všetky ostatné choroby dohromady. Príčiny – vysoký krvný tlak a kôrnatenie tepien sú tak úzko späté, až je takmer nemožné rozlíšiť príčinu a následok. Vysoký krvný tlak mechanicky poškodzuje endotel a urýchľuje aterosklerotické procesy. Kôrnatenie tepien znamená zúženie cievy a povrch, ktorý už nie je viac hladký. Nerovnosti endotelu menia laminárne prúdenie na turbulentné, ktoré mechanicky poškodzuje cievnu stenu. Potom sa zvyšuje odpor kladený prúdiacej krvi. Zvýšený odpor znamená ešte väčšmi zvýšený krvný tlak... a bludný kruh sa uzatvára.

CITLIVEJŠIE MUŽSKÉ CIEVY

Muži sú trápení srdcovo-cievnymi ochoreniami asi štvornásobne častejšie ako ženy. Avšak keď opustia reprodukčný vek, začínajú sa rozdiely stierať. Po osemdesiatke dokonca ženy vedú. Pomalšie starnutie ženských ciev bolo vysvetľované ochranným účinkom estrogénov, ktorých vysoká hladina začína po menopauze klesať. Pozoruhodný a doteraz nevysvetlený jav je fakt, prečo telom tvorené estrogény cievam pomáhajú, zato hormóny obsiahnuté v antikoncepcii sú rovnako silným rizikovým faktorom ako fajčenie.

Druhé vysvetlenie sexuálnych rozdielov v rozvoji aterosklerózy by mohlo byť v rozdielnych zásobách železa v krvi. To je u žien v reprodukčnom veku znížené z dôvodu menštruačného krvácania. Voľné dvojmocné atómy železa zvyšujú totiž tvorbu kyslíkových radikálov, ktoré sú veľmi reaktívne a poškodzujú cievny endotel. Avšak, proti týmto názorom hovorí fakt, že ľudia trpiaci na dedične zvýšené množstvo železa v tele majú množstvo problémov, no zvýšený výskyt aterosklerotických zmien u nich pozorovaný nebol.

ČO TO PRE NÁS ZNAMENÁ?

Vysoký krvný tlak a s ním spojené postupné vytváranie trombov a upchávanie ciev sú zákerné v tom, že nebolia. Prvé problémy sa začínajú objavovať, až keď je upchatých viac než 70 % priesvitu tepny. Pacienti znášajú ťažko fyzickú záťaž, napr. ako im postupne narastajú tromby v dolných končatinách, skracuje sa vzdialenosť, ktorú dokážu prejsť. Najväčšie riziko však spočíva v odtrhnutí trombu. Ten je unášaný prúdom krvi do čoraz menších a menších tepien, až jednu z nich upchá. Takto vzniká smutne slávny infarkt (druhou možnosťou je prasknutie cievnej steny oslabenej aterosklerotickými procesmi napr. pri námahe). Ak je miestom diania mozog, ľudovo sa zvykne nazývať mŕtvica alebo cievna mozgová príhoda či porážka. Jeho závažnosť samozrejme závisí od toho, akú veľkú cievu upchal. A samozrejme aj na jej lokalizácii – ak nám takto praskne tepna na zátylku, vyradí sa zrakové centrum a prestávame vidieť, hoci oči máme v úplnom poriadku. Možno ste sa stretli s prípadom, keď človek po infarkte prestal rozprávať – môže za to strata funkčnosti cievy v oblasti rečového centra. V prípade ochrnutia ide o poškodenie cievy vyživujúcej motorickú oblasť mozgu.

KEĎ BOLÍ SRDIEČKO

Ešte častejšie než mozog postihujú cievne zmeny srdce. S pokročilým procesom kôrnatenia sa bolesti z nedostatočného prekrvenia srdca objavujú čoraz častejšie a častejšie. Keď sa cieva uzavrie úplne, takýto človek musí byť čo najrýchlejšie dopravený do špecializovaného centra, kde sa mu pomocou kontrastnej látky zvýraznia cievy na srdci (na obrázku). Tým sa chirurgovi objasní, ktorá cieva je upchatá, a môže začať pracovať: cez tepnu na stehne sa posúva (proti prúdu krvi) tenučký drôtik, ktorý slúži ako koľajnička pre balónik, ktorého úlohou je cievu roztiahnuť, a kovový drôtik zvaný stent, ktorý bráni opätovnému zúženiu cievy.

Obávanou komplikáciou je prasknutie tepny, ktorá vedie k úmrtiu pacienta, ale to sa deje asi v 1 % týchto operácií. Pacientovi so srdcovým infarktom sa ešte zvykne podávať látka na spriechodnenie zapchatej cievy, najčastejšie ide o enzým streptokinázu získanú z baktérií, ktorá znižuje zrážanlivosť krvi a rozpúšťa vzniknuté tromby.

V snahe vyhnúť sa zaťažujúcej celkovej anestézii sa táto operácia robí iba pri miestnom umŕtvení oblasti, kde sa vstupuje do stehennej tepny a tak pacienti môžu sledovať zákrok na vlastnom srdci v priamom prenose! Je to veľmi rýchla a elegantná operácia, avšak v polovici prípadov v priebehu prvého roka dochádza k opätovnému zúženiu spôsobenému rastom buniek poškodeného endotelu.

Ak je však koronárna tepna (tepna vyživujúca srdce) postihnutá na viacerých miestach, potom prichádza čas na koronárny by-pass. Počas tejto operácie je použitá časť inej cievy, ktorá je po odobratí zo svojho pôvodného miesta našitá do steny srdca. Toto premostenie potom spája aortu s nepoškodenou časťou koronárnej tepny (za miestom poškodenia). Ako premosťujúce cievy sa najčastejšie používajú povrchové žily dolných končatín, bez ktorých sa dá spokojne zaobísť.

Operácia by-pass využíva žily najčastejšie z dolnej končatiny


KEĎ V HRUDI TLČIE CUDZIE SRDCE

Je smutnou skutočnosťou, že zavše nepomáha ani by-pass, ani spriechodnenie cievy, ani umelé chlopne či kardiostimulátor. Ako posledná voľba prichádza na rad transplantácia srdca. Avšak ani tí čakatelia, ktorí sa dočkajú vhodného darcu, nemajú vyhrané – kým jedného roka po operácii sa dožíva 90 % pacientov, po piatich rokoch tento počet klesá na 70 % a po desiatich je prežívanie skôr zriedkavé. Rekord v tejto oblasti drží muž, ktorému srdce transplantovali ako dvadsaťročnému. V súčasnosti mu už tridsať rokov v hrudnom koši tlčie cudzie srdce. Nemenej pozoruhodná je skutočnosť, že existujú ľudia, ktorí dvadsať rokov po transplantácii dokážu liezť na najvyššie hory sveta či vyhrať v triatlone.

Oproti prvej ľudskej transplantácii srdca v roku 1964 toto odvetvie medicíny zaznamenalo obrovský pokrok, pacienti však naďalej musia brať silné lieky na potlačenie imunity, aby telo neodmietlo cudzí orgán.

Pravdou zostáva, že starnutiu cievnej steny a istému stupňu aterosklerózy sa nevyhne asi nikto z nás. Dobrou správou zostáva, že keďže sú srdcovo-cievne problémy v súčasnosti najväčšou metlou ľudstva, investujú sa do výskumov v tejto oblasti neuveriteľné peniaze.

Ešte lepšou správou je, že existujú aj lacnejšie prostriedky, ako tieto procesy spomaliť. Potrava bohatá na antioxidanty (teda ovocie a zelenina) bráni oxidácii LDL častíc usadených v cievnej stene. Šport zasa zvyšuje počet LDL receptorov v pečeni, ktoré tieto častice vychytávajú a z cholesterolu v nich obsiahnutom vyrábajú pre telo pohlavné hormóny.

Katarína Molnárová

LDL častica. Modré častice sú proteíny, vnútri je ukrytý cholesterol.