V lidském těle funguje arteriální řečiště oběhového systému na principu „od velkého k malému“. Krevní zásobení orgánů a tkání je prováděno nejmenšími cévami, do kterých krev proudí středními a velkými tepnami. Tento typ se nazývá hlavní, když se tvoří četné arteriální pánve. Kolaterální oběh je přítomnost spojovacích cév mezi větvemi hlavních tepen. Tepny různých povodí jsou tedy propojeny prostřednictvím anastomóz, které fungují jako záložní zdroj krevního zásobení v případě obstrukce nebo komprese hlavní přívodní větve.
Fyziologie kolaterál
Kolaterální oběh je funkční schopnost zajistit nepřerušovanou výživu tělesných tkání díky plasticitě cév. Tohle jekruhový (laterální) průtok krve do orgánových buněk v případě oslabení průtoku krve podél hlavní (hlavní) cesty. Za fyziologických podmínek je to možné při přechodných potížích s prokrvením hlavními tepnami v přítomnosti anastomóz a spojovacích větví mezi cévami sousedních bazénů.
Pokud je například v určité oblasti tepna, která vyživuje sval, sevřena nějakou tkání po dobu 2-3 minut, dojde k ischemii buněk. A pokud dojde ke spojení tohoto arteriálního povodí se sousedním, pak bude přívod krve do postižené oblasti prováděn z jiné artérie rozšířením komunikujících (anastomozujících) větví.
Příklady a vaskulární patologie
Jako příklad uveďme výživu m. gastrocnemius, kolaterální oběh stehenní tepny a jejích větví. Normálně je hlavním zdrojem jeho krevního zásobení zadní tibiální tepna s jejími větvemi. Směřuje k ní ale i spousta malých větví ze sousedních pánví z podkolenních a peroneálních tepen. V případě výrazného oslabení průtoku krve zadní tibiální tepnou bude průtok krve proveden také přes otevřené kolaterály.
Ale i tento fenomenální mechanismus bude neúčinný u patologie spojené s poškozením společné hlavní tepny, z níž jsou plněny všechny ostatní cévy dolní končetiny. Zejména s Lericheovým syndromem nebo významnou aterosklerotickou lézí femorutepen, rozvoj kolaterálního oběhu neumožňuje zbavit se intermitentní klaudikace. Podobná situace je pozorována v srdci: jsou-li poškozeny kmeny obou koronárních tepen, kolaterály nepomohou zbavit se anginy pectoris.
Růst nových kolaterálů
Kolaterály v arteriálním řečišti se tvoří uložením a vývojem tepen a orgánů, které vyživují. Děje se tak i během vývoje plodu v těle matky. To znamená, že dítě se již narodí s přítomností kolaterálního oběhového systému mezi různými arteriálními povodími těla. Například Willisův kruh a systém krevního zásobení srdce jsou plně vytvořeny a připraveny na funkční zátěže, včetně zátěží spojených s přerušením plnění hlavních cév krví.
I v procesu růstu a s výskytem aterosklerotických lézí tepen v pozdějším věku se soustavně vytváří systém regionálních anastomóz k zajištění rozvoje kolaterálního oběhu. V případě epizodické ischemie každá tkáňová buňka, pokud prodělala hladovění kyslíkem a musela na nějakou dobu přejít na anaerobní oxidaci, uvolňuje faktory angiogeneze do intersticiálního prostoru.
Angiogeneze
Tyto specifické molekuly jsou jakoby kotvami nebo markery, na jejichž místě by se měly vyvíjet adventiciální buňky. Vznikne zde také nová arteriální céva a skupina kapilár, jejichž průtok krve zajistí fungování buněk bez přerušení krevního zásobení. To znamená, že angiogeneze, tedy tvorba nových krevních cév, jenepřetržitý proces navržený tak, aby vyhovoval potřebám fungující tkáně nebo zabránil rozvoji ischemie.
Fyziologická role kolaterál
Význam kolaterálního oběhu v životě těla spočívá v možnosti zajištění záložního krevního oběhu pro části těla. To je nejcennější u těch struktur, které při pohybu mění svou polohu, což je typické pro všechny části pohybového aparátu. Kolaterální oběh v kloubech a svalech je proto jediným způsobem, jak zajistit jejich výživu v podmínkách neustálé změny jejich polohy, která je periodicky spojena s různými deformacemi hlavních tepen.
Vzhledem k tomu, že kroucení nebo komprese způsobuje zúžení tepen, může u tkání, do kterých jsou nasměrovány, dojít k občasné ischemii. Kolaterální oběh, tedy přítomnost kruhových cest zásobování tkání krví a živinami, tuto možnost vylučuje. Také kolaterály a anastomózy mezi bazény umožňují zvýšit funkční rezervu orgánu a také omezit rozsah léze v případě akutní obstrukce.
Tento bezpečnostní mechanismus zásobování krví je typický pro srdce a mozek. V srdci jsou dva arteriální kruhy tvořené větvemi koronárních tepen a v mozku je Willisův kruh. Tyto struktury umožňují omezit ztrátu živé tkáně při trombóze na minimum namísto poloviny hmoty myokardu.
V mozku se Willisův kruh omezujemaximální objem ischemického poškození na 1/10 místo 1/6. Když známe tyto údaje, můžeme dojít k závěru, že bez kolaterálního oběhu by jakákoli ischemická epizoda v srdci nebo mozku způsobená trombózou regionální nebo hlavní tepny zaručeně vedla ke smrti.
