İnsan vücudunun su, besin, oksijen ve atıklarını taşıyan kanal ağı sistemini damarlar oluşturur. Bu kanal ağı şehrin su şebekesi gibi düşünülebilir ve canlılığın olmazsa olmazıdır. Üç tip damardan oluşmuş kanal ağ sisteminde atardamarlar, toplardamarlar ve kılcal damarlar yer almaktadır. Kan damarlarının en iç kısmını endotel tabakası (endotelyum) kaplamıştır.
Tek sıra yassı epitel hücrelerden oluşan endotel tabakası damarların iç yüzeyini örter ve pürüzsüz bu yüzey kan akışını kolaylaştırır. Kılcal damarlar sadece endotelyumdan yapılı iken atar ve toplardamarların en iç kısmında endotelyum bulunmaktadır.
Endotel tabakanın üst kısmında damarın özel görevine bağlı olarak kalınlığı değişen düz kas tabakası yer alır. Atar ve toplardamarların duvar yapısında yer alan düz kas tabakası, kasılıp gevşeyerek kanın damar içinde ilerlemesini kolaylaştırır ve kanın tüm vücudu dolaştığı büyük dolaşımın gerçekleşmesini sağlar. Düz kas tabakasının kontrolü, otonom sinir sistemi tarafından sağlanır.
Düz kas tabakası içerisinde yer alan elastik lifler de kasılıp gevşeme hareketinin gerçekleşmesine katkı sağlar. Atardamarların düz kas tabakası kan basıncına dayanacak güçte ve kalınlıktadır. Toplardamarlarındaki düz kas tabakasının kalınlığı atardamarların düz kas tabakası kalınlığının üçte biri kadardır.
Atar ve toplardamarların en üst kısmında bağ dokudan yapılmış olan koruyucu bir dış tabaka bulunur. Bağ doku yapısındaki elastik lifler atardamarda fazla, toplardamarda ise az bulunur. Damarların ısı değişimleri karşısında büzülüp gevşemesini kolaylaştıran bu lifler, yaşlılığa ve beslenmeye bağlı olarak elastikiyetini kaybettiğinde damar sertliği (ateroskleroz) hastalığı gelişir. Damar sertliği hastalığı kan basıncının artmasına yol açar.
Atardamarlar, karıncıklardan çıkan kanı doku ve organlara taşıyan damarlardır. Sol karıncıktan vücudun en büyük atardamarı olan aort çıkar. Aort oksijen yoğunluğu fazla olan temiz kanı, akciğer dışındaki organ ve dokulara taşır.
Sağ karıncıktan çıkan atardamar, karbondioksit yoğunluğu fazla olan kirli kanı akciğere taşır. Bu damar, akciğer atardamarı adını alır. Aorttaki basınç yaklaşık 100 mmHg’dır. Atardamarların gerilme özelliği, kalpten alınan basınçlı kanın dokulara kadar taşınmasında etkili olur.
Kılcal damarlar, hücreler ile kan arasındaki madde alışverişinin gerçekleşmesi için sadece tek sıra yassı epitel dokudan (endotel) oluşur. Kılcal damarlar atar ve toplardamar arasında yer aldığından kan vücut boşluklarına dökülmeden kapalı bir sistem içinde dolaşır.
Tüm vücuda yayılan en ince ve en yaygın damarlardır. İnce çeperli yapısı ve geniş alana yayılmasından dolayı kılcal damarlarda kan basıncı düşüktür. Kılcal damarlar, bu düşük basıncın sağladığı yavaş kan akımı sayesinde, kanın içeriğindeki besin ve oksijenin dokulara daha kolay ulaşmasını sağlar. Aynı zamanda metabolik atıkların da kılcal damarlara verilmesi bu sayede kolaylaşır. Kılcal damarlardaki kan ile hücre doku sıvısı arasındaki madde alışverişi difüzyon ve süzülme ile gerçekleşir.
Toplardamarlar, kanı organlardan toplayıp kalbin kulakçıklarına doğru taşıyan damarlardır. Karbondioksit yoğunluğu yüksek olan kirli kan kalbin sağ kulakçığına, oksijen yoğunluğu yüksek olan kan (akciğer toplardamarı ile) sol kulakçığa getirilir. Vücudun sağ ve solundan gelen toplardamarlar birleşerek kalbe girer. Bu birleşme yerinde toplardamarın içindeki basınç sıfırdır.
Toplardamarlar tüm damarlar arasında en fazla gerilebilme yeteneğine sahiptir. Bu yüzden gerektiğinde dolaşımın başka bir yerinde kullanılmak üzere büyük miktarda kanın depolanması için toplardamar kullanılabilir.
Atar, toplar ve kılcal damarlarda kanın akış hızı farklıdır. Yapılarındaki kas tabakasının kalınlığı, damar çaplarındaki farklılık, kılcal damarların oluşturduğu yüzey alanının çok büyük olması bu damarların kan akış hızının farklı olmasının nedenleridir. Kanın kılcallardaki akış hızı saniyede 1 mm kadar, aorttaki akış hızı ise saniyede 40-50 cm kadardır.
Kan kılcallarından geçip toplardamarlara erişen kanın akış hızı toplardamarlarda artar. Bunun nedeni yüzey alanlarının kılcal yüzey alanından daha az olmasıdır. Tüm sıvılar gibi kan da yüksek basınçlı bölgelerden alçak basınçlı bölgelere doğru akar. Karıncıkların kasılmasıyla her yöne yayılan bir kan basıncı oluşur ve kanın, en yüksek basınçlı yer olan kalpten uzaklaşmasını sağlar.
Kılcal Damarlarla Hücreler Arasında Madde Alışverişi
[Starling (Starlin) Hipotezi]
Dolaşım sisteminin en önemli işlevi olan hücrelerle kan arasındaki madde alışverişi kılcal damarlarda gerçekleşir. Vücutta toplam yüzey alanı 500-700 metrekare olduğu düşünülen kılcal damarlar, bu görevi yerine getirir. Kılcal damarlarla hücreler arasındaki madde alışverişi, doku sıvısı ortamında gerçekleşir.
Doku sıvısı; hücreler arası boşlukta yer alan kılcal damarlardan dışarı çıkabilen, birçok organik ve inorganik maddeyi içeren sıvıdır. Doku sıvısı içinde besin maddeleri, üre, ürik asit, kreatin gibi metabolizma ürünleri, çeşitli iyonlar, su, solunum gazları (O2, CO2) bulunur. Doku sıvısında alyuvar ve büyük kan proteinleri bulunmaz.
Kan basıncı, kalbin kasılmasıyla oluşan sıvı basıncıdır. Kılcal damarlar içindeki kandan hücreler arası sıvı olan doku sıvısına doğru su ve maddelerin geçişini sağlar. Madde geçişlerini; kan basıncı, kandaki protein osmotik basıncı ve dokular arasındaki sıvıların osmotik basıncı arasındaki fark sağlar.
Kılcal kan damarlarında atardamar ucundan, toplardamar ucuna doğru gidildikçe kan basıncı azalır. Fakat kan protein osmotik basıncı, kılcal damarlar boyunca sabittir. Kan basıncının, protein osmotik basıncından büyük olduğu yerde, kılcal damarlardan doku sıvısına besin ve madde geçişi; protein osmotik basıncının büyük olduğu yerlerde ise kılcal damara atık maddelerin geçişi hızlanır. Kılcal damarlarda gerçekleşen madde alışverişini açıklayan bu olaylar Starling Hipotezi olarak adlandırılır.
Kılcal damarların atardamar ucunda kandan dokulara, toplardamar ucunda dokulardan kana madde geçişi fazladır.
Kan basıncı artar veya protein osmotik basıncı azalırsa kanda bulunan plazma sıvısı hücreler arası boşluğa daha çok geçer ve sıvı, hücreler arası boşlukta birikmeye başlar. Buna ödem (sıvı birikmesi) denir. Kan basıncı düştüğünde, kanın osmotik basıncı yüksek olacağından dokular arası sıvıdan kana sıvı girişi hızlanır. Bu durumda hücreler arası sıvı hacminde azalma, kan hacminde artma meydana gelir.