В природе все подчиняется простому закону. «Структура управляет функцией, функция определяет структуру». Возьмем, например, основные кровеносные "реки" в теле человека: артерии и вены. Функции у них разные - и строение отражает эту разницу.
Вспомним некоторые сведения из школьного курса анатомии. Сердце человека состоит из правого и левого отделов, каждый из которых включает предсердие и желудочек, разделенные клапанами, обеспечивающими движение крови только в одном направлении. Непосредственно между собой эти отделы не сообщаются.
В правое предсердие по верхней и нижней полой венам поступает венозная кровь (с малым содержанием кислорода). Затем кровь попадает в правый желудочек, который, сокращаясь, перекачивает ее в легочный ствол. Вскоре ствол делится на правую и левую легочные артерии, несущие кровь к обоим легким. Артерии, в свою очередь, распадаются на долевые и сегментарные ветви, которые делятся далее - до артериол и капилляров. В легких венозная кровь очищается от углекислого газа и, обогащаясь кислородом, становится артериальной. По легочным венам она поступает в левое предсердие и затем в левый желудочек. Оттуда под высоким давлением кровь выталкивается в аорту, затем идет по артериям ко всем органам. Артерии разветвляются на все более и более мелкие и в конце концов переходят в капилляры. Скорость течения крови и ее давление к этому времени значительно уменьшаются. В ткани через стенки капилляров из крови поступают кислород и питательные вещества, а в кровь проникают углекислый газ, вода и другие продукты обмена. После прохождения сети капилляров кровь становится венозной. Капилляры сливаются в венулы, затем во все более крупные вены, и в итоге две самые крупные вены - верхняя и нижняя полая - впадают в правое предсердие. Пока мы живы, этот цикл повторяется вновь и вновь.
Кровь в артериях движется под влиянием градиента давления в сосудах, создаваемого мощными сокращениями левого желудочка.
Гораздо сложнее, чем в артериях, осуществляется движение крови по венам. Из ног и нижней половины туловища кровь возвращается к сердцу снизу вверх, против силы тяжести. Что же способствует этому процессу?
Наибольшее давление крови будет на выходе крови из сердца (в левом желудочке), несколько меньшее давление будет в артериях, ещё более низкое в капиллярах, а самое низкое - в венах и на входе сердца (в правом предсердии).
Артерии, несущие насыщенную кислородом кровь, вытолкнутую сердцем, должны сопротивляться высокому давлению в кровеносной системе. Поэтому у них есть эластическая оболочка. Кроме этого, она также должны менять свой просвет, чтобы варьировать уровень кровотока в различных органах в ответ на действия вегетативной нервной системы - для этого у них хорошо развита прослойка из гладкомышечной ткани. Поэтому стенки артерий значительно толще венозных, они намного эластичнее и с одержат большое количество мышечных элементов.
Стенки вен, в свою очередь, тонкие и податливые, практически не содержат мышечных элементов, обеспечивают возврат крови к сердцу. Вены нижней части тела имеют клапаны, препятствующие обратному току крови. Таким образом, сосудистое русло адаптируется к меняющемуся уровню нагрузки главным образом, за счет изменения просвета артерий.
На рисунке видна разница в строении артерий и вен, а также показано строение капилляра, которые состоит из одного слоя клеток – эндотелия, для максимального обмена веществ между кровью и клетками организма.