血管的概述

高等动物，包括人的循环系统是个封闭而连续的管道网，血管是这个网络系统的主要部分，心脏则是推动血液沿着血管流动的动力器官。血管各节段（动脉、毛细血管和静脉）是连续的，管壁的组成成分都呈分层状结构，除毛细血管外，都具有内膜、中膜和外膜三层，由于血管所在器官和血管本身功能的不同，各层组织成分和排列方式各有差异，一般地讲，内膜包括内皮、内皮下层和内弹性膜；中膜主要是平滑肌和弹性组织，外膜主要是结缔组织。

一、内　　膜

在血管称为血管内皮（vascular　endothelium），其厚薄不一，在大血管内皮的厚度为1μm，在毛细血管和微静脉，其厚度为0．1μm。内皮细胞大小较一致，形态扁平，宽10～15μm。长25～50μm，呈多边形。内皮细胞排列紧密，其长轴与血液流动方向一致，但在血管分叉的部位，内皮细胞的排列不太规则。扫描电镜观察，在内皮细胞的中央，即细胞核所在部位，略为隆起。在心脏及大部分血管为连续性内皮，而在某些脏器的毛细血管为“有孔内皮”；在某些器官如造血组织和肝脏，血窦内衬以不连续内皮。整个血管床，据统计大约有6×1013个内皮细胞，其净重约1kg。

近10余年，内皮细胞的研究进展很大并引起极大关注，根本改变了内皮细胞仅是一种血管内衬的概念。大量试验证明内皮细胞具有多方面功能，诸如调节血管通透性，物质代谢和合成与分泌作用，以及与凝血功能调节的相关作用等。

1．调节血管通透性作用。

2．维持血管壁的完整性。

3．内皮细胞的合成功能。血管内皮细胞具备复杂的酶系统，有活跃的蛋白质合成功能，能合成和分泌许多生物活性物质：①Willebrand因子（vWE）。②内皮下成分：血管内皮细胞能合成和分泌大部分内皮下成分，包括Ⅰ型、Ⅲ型、Ⅳ型和Ⅴ型等多种胶原分子，其中Ⅳ型胶原是内皮下基膜的主要成分，只有内皮细胞能合成这种胶原。③前列环素（PGI2）：PGI2是前列腺素代谢途径中的一个重要产物，是迄今所知最强的血小板聚集抑制剂。血管内皮细胞是PGI2的主要合成场所。④组织纤溶酶原激活物（tissue　piasminogen　activator，TPA）；⑤内皮细胞生长因子　能刺激平滑肌细胞和成纤维细胞的生长；⑥血浆凝血因子；⑦内皮素（endothelin，ET）：是迄今所知的最强缩血管物质；⑧内皮细胞舒张因子（EDRF）；⑨成纤维细胞生长因子（fibroblast　growth　factor，FGF）。

总之，现在人们已开始认识到内皮是一个重要的代谢及内分泌器官，关于它的基础研究正在广泛、深入地开展。另一方面，内皮细胞功能的异常与几种严重威胁人类健康的疾病如动脉粥样硬化、高血压、血栓形成、肿瘤发展及免疫疾病也存在有直接关系。

这一切使内皮细胞的研究成为当今生物学和医学研究中的一个热点。

二、中　　膜

血管的中膜由血管平滑肌构成。除毛细血管外，多数血管的管壁都有平滑肌，成为血管平滑肌，平滑肌是肌性动脉血管中膜的惟一细胞成分。它具有成纤维细胞的功能，可产生胶原纤维和弹性纤维，能对各种刺激（如高血压的物理性刺激、血脂浸润的化学性刺激等）有很活跃的反应能力。组织工程血管构建的一项主要工作就是重建具有一定弹性和韧性的中膜层。

三、外　　膜

外膜主要由成纤维细胞、胶原纤维和基质（蛋白多糖、硫酸软骨素等成分）构成。

通常根据动脉管壁的主要结构成分及其功能，将动脉分成两类：一类是弹性动脉，另一类是肌性动脉。

1．弹性动脉　又称大动脉，是由心脏输送血液到肌性动脉的血管，属于此类血管的有主动脉、肺动脉、颈总动脉、髂总动脉、锁骨下动脉等。这类动脉的重建在临床上已有较多的替代物，远期的通畅率也比较高。因此不是组织工程血管研究的重点。

2．肌性动脉（muscular　artery）　又称分配动脉，为输送血液到身体各器官的血管，其基本结构与弹性动脉相似，但细胞种类和纤维比例不同。管壁中最丰富的组织是肌组织，肌组织的舒缩可控制管腔的大小，从而调节血流。除前述的弹性动脉外，身体中的大多数血管属于此类，肌性动脉的大小差别很大，直径可由0．3cm至1mm。常将肌性动脉分为中动脉和小动脉，但其间并无明显的分界。大多数肌性动脉，其壁厚为管径的1／4。

肌性动脉的内皮与弹性动脉的类似。小动脉中可见内皮细胞的突起穿过内弹性膜与中膜平滑肌接触。通过内弹性膜的孔隙，内膜的基质也与中膜的基质相通。肌性动脉内皮也有缝隙连接和紧密连接。受某些因素刺激时（如糖尿病、尼古丁、肾上腺素、血管紧张素Ⅱ和5－羟色胺等），连接可松解或变宽，使脂蛋白和其他大分子进入血管壁。基膜薄而连续。内皮下层随血管变小而渐薄，其中含胶原纤维和少许平滑肌细胞。在某些结构特殊的动脉中，可有纵形平滑肌束。在某些血管（冠状动脉、甲状腺动脉、肾动脉、脾动脉、颅内动脉和鼻黏膜的血管）的分支处，可见内膜凸入腔内形成“内膜垫（intimal　cushion）”。

肌性动脉的中膜主要为平滑肌，有10～40层，呈同心环状排列。小动脉的平滑肌可减到3～4层。下肢血管的平滑肌比上肢多。肌细胞有基膜和网状纤维包绕，并有少许弹性纤维或弹性膜穿插于平滑肌间，弹性膜也有窗孔，因中膜没有成纤维细胞，此层中的结缔组织纤维和蛋白多糖是由平滑肌生成的。

肌性动脉的外膜较厚，外侧部较疏松，内侧部较致密。其中含胶原纤维束和弹性纤维，大多纵行或螺旋行，也有散在的成纤维细胞、脂肪细胞和少许纵形平滑肌。外弹性膜薄而断续，小动脉尤为如此。外膜内也有营养血管、淋巴管和神经。

目前组织工程血管研究的重点就在于对含有平滑肌成分的肌性动脉的重建。

目前尚没有理想的组织工程血管构建的动物模型。有学者将血管壁细胞与可降解材料复合种植于裸鼠的皮下，形成类组织样结构，但形态、强度等方面与实际还是有较大差距。