Obtočila, tudi kardiovaskularni oziroma srčno-žilni sistem ali cirkulacijski oziroma cirkulatorni sistem, so organski sistem, ki omogoča kroženje krvi in transport hranil (na primer aminokislin in elektrolitov), kisika, ogljikovega dioksida, hormonov in krvnih celic do in iz celic v telesu. S tem se zagotovi prehrana celic in pomoč pri boju proti boleznim, stabilizacija telesne temperature in pH-ja ter vzdrževanje homeostaze. Študija krvnega pretoka se imenuje hemodinamika, študija njegovih lastnosti pa hemoreologija.
Cirkulatorni sistem pogosto zajema dva ločena sistema: kardiovaskularni sistem, ki porazdeli kri, in limfni sistem, po katerem kroži limfa. Njeno kroženje traja precej dlje kot kroženje krvi. Kri je tekočina, sestavljena iz plazme, rdečih krvnih celic (eritrocitov) in belih krvnih celic (levkocitov), trombocitov ter plazemskih beljakovin, ki zaradi delovanja srca kroži skozi žilni sistem vretenčarjev. Prenaša kisik in hranila v telesna tkiva ter odpadne produkte iz njih. Limfa je v bistvu reciklirana presežna krvna plazma, ki jo je prefiltrirala intersticijska tekočina (ki se nahaja med celicami) in jo vrnila v limfni sistem. Kardiovaskularni (beseda je sestavljena iz latinskih izrazov za srce in žile) sistem sestavljajo kri, srce in krvne žile. Limfa, limfni vozli in mezgovnice tvorijo limfni sistem, ki vrne filtrirano krvno plazmo iz intersticijske tekočine kot limfo.
Cirkulatorni sistem krvi je sestavljen iz dveh delov, in sicer iz sistemskega obtoka in pljučnega obtoka.
Medtem ko imajo ljudje tako kot drugi vretenčarji zaprti kardiovaskularni sistem (to pomeni, da kri nikoli ne zapusti mreže arterij, ven in kapilar), imajo nekateri nevretenčarji odprti kardiovaskularni sistem. Limfni sistem je na drugi strani odprti sistem, ki omogoča, da se prekomerna intersticijska tekočina po dodatni poti vrne v kri. Bolj primitivne vrste nimajo cirkulacijskih sistemov.
Obtočila lahko prizadene veliko različnih bolezni. Lahko gre za kardiovaskularne bolezni, ki prizadenejo srčnožilni sistem, ali limfne bolezni, ki vplivajo na limfatični sistem. Kardiologi so specialisti, ki se specializirajo za srce, kardiotorakalni kirurgi pa se specializirajo za srce in okolico. Žilni kirurgi se osredotočajo na druge dele obtočil.
Struktura
Srčnožilni sistem
Glavne sestavine človeškega srčnožilnega sistema so srce, kri in krvne žile. Sistem je sestavljen iz pljučne cirkulacije, kjer se kri ob prehodu skozi pljuča oksigenira, in iz sistemske cirkulacije, ko se oksidirana kri dostavi preostalemu delu telesa. Sistemsko cirkulacijo lahko razdelimo naprej na dva dela, na makrocirkulacijo in mikrocirkulacijo. V povprečni odrasli osebi se nahaja približno 4,7 do 5,7 litra krvi, kar predstavlja približno 7% celotne telesne mase. Tudi prebavni sistem prispeva k delovanju obtočil z zagotavljanjem hranil, ki jih sistem potrebuje za ohranjanje srčne črpalne funkcije.
Srčnožilni sistem ljudi je zaprt, kar pomeni, da kri nikoli ne zapusti mreže krvnih žil. V nasprotju s krvjo pa kisik in hranila prehajajo z difuzijo skozi stene krvnih žil in vstopajo v intersticijsko tekočino, ki jih dostavi ciljnim celicam. V nasprotno smer prehajajo ogljikov dioksid in odpadne snovi. Limfni sistem je za razliko od srčnožilnega odprt.
Arterije
Oksigenirana kri vstopi v sistemski obtok, ko zapusti levi prekat skozi aortno semilunarno zaklopko. Prvi del sistemskega obtoka predstavlja aorta, velika arterija s široko steno. V prsnem košu oblikuje lok in daje veje, ki oskrbujejo zgornji del telesa. Po prehodu skozi aortno odprtino v trebušni preponi na nivoju desetega prsnega vretenca vstopi v trebuh. Od tam se še naprej spušča navzdol in daje veje za oskrbo trebuha, medenice in spodnjih okončin. Njene stene so zelo elastične. Ta lastnost pomaga vzdrževati krvni tlak po telesu. Ko se aorta deli na manjše arterije, njihova elastičnost pada, njihova komplianca, ki je ravno nasprotje elastičnosti, pa narašča.
Kapilare Arterije se najprej razdelijo v manjše žile, imenovane arteriole, te pa naprej v kapilare. Kapilare se združijo in prenesejo kri v venski sistem.
Vene Po prehodu skozi telesna tkiva se kapilare združujejo najprej v venule, te pa naprej v vene. Venski sistem se združi v dve večji žili: zgornjo votlo veno (ki večinoma zbere kri iz območij nad srcem) in spodnjo votlo veno (ki večinoma zbere kri iz območij pod srcem). Ti dve veliki žili vstopata v desni preddvor srca.
Koronarne žile Srce dobi manjši delež celotnega krvnega pretoka s kisikom in hranili iz sistemske cirkulacije za ohranjanje funkcije.
Portalne vene Splošno pravilo je, da se arterije, ki gredo iz srca, najprej razdelijo v kapilare, te pa se spet zberejo v vene, ki vodijo nazaj v srce. Izjema so portalne vene. Pri človeku je edini pomemben primer teh ven jetrna portalna vena, ki združi kapilare okoli črevesja, kjer se absorbirajo različni produkti prebave. Ta žila ne vodi neposredno nazaj v srce, ampak se predtem znova razdeli na manjše žile v jetrih.
Srce
Srče črpa oksigenirano kri v telo in deoksigenirano kri v pljuča. V človeškem srcu sta za vsak obtok na voljo po en preddvor in en prekat. Skupaj je tako srce razdeljeno na štiri komore: levi preddvor in levi prekat za sistemski obtok ter desni preddvor in desni prekat za pljučni obtok. Desni preddvor je zgornja komora desne strani srca. Vanj se steka deoksigenirana (kar pomeni, da vsebuje zelo malo kisika) kri, ki skozi trikuspidalno zaklopko prehaja v desni prekat, od koder jo srce prečrpa skozi pljučno arterijo do pljuč za ponovno oksigenacijo in odstranitev ogljikovega dioksida. Levi preddvor prejme reoksigenirano kri iz pljučnih ven. Skozi mitralno zaklopko ta kri preide v levi prekat, od tam pa jo srce prečrpa skozi aorto v različne telesne organe.
Sistem koronarnega obtoka zagotavlja oskrbo s krvjo za samo srčno mišico. Koronarni obtok se začne v bližini izstopišča aorte iz srca kot dve koronarni arteriji, desna in leva. Deoksigenirana kri se nato po koronarnih venah vrne v koronarni sinus in od tam v desni preddvor. Tako imenovana Thebezijeva zaklopka preprečuje povratni tok krvi skozi odprtino med izstisom preddvorov. Najmanjše srčne žile potekajo neposredno v srčne komore.
Pljuča
Pljučni obtok je del obtočil, po katerem potuje deoksigenirana kri iz srca po pljučni arteriji do pljuč, se tam oksigenira in nato vrne v srce po pljučnih venah.
Deoksigenirana kri vstopi v desni preddvor srca iz zgornje in spodnje votle vene. Nato teče iz preddvora v prekat skozi desno atrioventrikularno zaklopko, imenovano tudi trikuspidalna zaklopka, iz prekata pa se iztisne skozi pljučno semilunarno zaklopko v pljučno arterijo. Ta dovede kri do pljuč, kjer poteka izmenjava plinov. Ogljikov dioksid se izloči, kisik pa absorbira. Pljučna vena vrne reoksigenirano kri v levi preddvor.
Obstaja še poseben manjši obtok, ki se imenuje bronhialni obtok. Po njem se kri dostavi do tkiva večjih dihalnih poti v pljučih.
Sistemski obtok
Sistemski obtok je del srčnožilnega obtoka, po katerem se oksigenirana kri prenese iz levega prekata srca, kamor je prišla iz pljučnega obtoka, skozi aorto do preostalih delov telesa. Po istem sistemu se nato deoksigenirana kri vrne v desni preddvor srca.
Možgani Možgani dobivajo dvojno oskrbo s krvjo, ki jo dostavljajo arterije na sprednji strani glave in zadnji. Glede na lokacijo se imenujejo anteriorne in posteriorne žile (ime izhaja iz latinskih poimenovanj). Anteriorne (sprednje) žile izhajajo iz notranjih karotidnih arterij in oskrbujejo sprednji del možganov. Posteriorne (zadnje) žile izhajajo iz vertebralnih, to je vretenčnih arterij in oskrbujejo zadnji del možganov ter možgansko deblo. Sprednje in zadnje žile se anatomsko združijo v Willisov krog.
Ledvice Ledvični obtok prejme približno 20% celotnega minutnega volumna srca. Veje zanje izhajajo iz trebušnega dela aorte, deoksigenirana kri pa se vrača po ledvičnih venah v spodnjo votlo veno. Ta obtok zagotovi kri za ledvice, vsebuje pa tudi veliko drugih specializiranih žil.
Limfni sistem Limfni sistem je del obtočil. Gre za mrežo limfnih žil in kapilar, mezgovnic, limfnih vozlov, limfatičnih organov (vranica) in krožeče limfe. Ena glavnih nalog tega obtoka je dreniranje limfe v limfne kanale in vračanje odvečne intersticijske tekočine nazaj v srce, od tam pa v srčnožilni sistem. Druga pomembna funkcija limfnega sistema je njegova vloga v pridobljenem imunskem sistemu.
Funkcija
Pri zdravem človeku pri tlaku na nadmorski višini 0 metrov vsebuje arterijska kri približno 98,5% kisika. Kemijsko je ta vezan na molekule hemoglobina, ki je primarni prenašalec kisika pri sesalcih in tudi pri nekaterih drugih vrstah. Približno 1,5% kisika je raztopljenega in nevezanega na hemoglobin.
Razvoj Razvoj obtočil se začne z vaskulogenezo, to je razvojem žil v zarodku. Človeški arterijski in venski sistem se razvijeta iz različnih področij v zarodku. Arterijski sistem se razvije predvsem iz aortnih lokov, šestih parov lokov, ki se razvijejo v zgornjem delu zarodka. Venski sistem se razvije iz treh bilateralnih ven med 4. in 8. tednom embriogeneze. Fetalni obtok začne delovati v osmem tednu razvoja. Obtočila v plodu ne vključujejo pljuč, saj jih obidejo preko truncusa arteriosusa. Pred rojstvom plod dobiva kisika in hranila od matere preko posteljice in popkovine.
Razvoj arterij Človeški arterijski sistem izvira iz aortnih lokov in dorzalne aorte, ki se razvije 4. teden embrionalnega življenja. Prvi in drugi aortni lok regresirata in tvorita le maksilarne in stapidialne arterije. Sam arterijski sistem nastane iz 3., 4. In 6. aortnega loka. 5. aortni lok tekom razvoj v celoti izgine.
Na začetku je na obeh straneh hrbtnega dela zarodka prisotnih več dorzalnih aort, ki se kasneje združijo in tvorijo osnovo za aorto. Iz te aortne iz hrbtnega dela in od strani izhaja približno trideset manjših arterij, ki tvorijo interkostalne (medrebrne) arterije, veje za roke in noge ter arterije za ledveni in križnični del. Iz strani izhajajo ledvične, nadledvične in gonadalne arterije. Iz sprednje strani aorte se odcepijo veje, ki tvorijo vitelinske in popkovne arterije. Vitelinske arterije pozneje tvorijo truncus coeliacus ter zgornjo in spodnjo mezenterično arterijo, ki oskrbujejo prebavila. Popkovne arterije po rojstvu oblikujejo notranje iliakalne arterije.
Razvoj ven Človeški venski sistem se razvije predvsem iz vitelnih, popkovne in kardinalnih ven, ki se vse stekajo v sinus venosus.
Klinični pomen Obtočila lahko prizadene veliko bolezni. Kardiovaskularne oziroma srčnožilne bolezni vplivajo na srčnožilni sistem, lifmne bolezni pa na lifmni sistem. Kardiologi so medicinski strokovnjaki, specializirani za srce, kardiotorakalni kirurgi pa za operacije srca in njegove okolice. Žilni kirurgi se osredotočajo na druge dele obtočil.
Srčnožilne bolezni Mnoge izmed teh bolezni imenujemo bolezni življenjskega sloga, saj se razvijajo skozi čas in so povezane z osebnimi navadami, vadbo, prehrano, kajenjem in drugimi oblikami načina življenja. Predhodnik večine te bolezni je ateroskleroza, pri kateri se v stenah srednjih in velikih arterij kopičijo majhne ateromatozni plaki. Ti se lahko povečajo ali pa raztrgajo in tako zamašijo arterije. Ateroskleroza je tudi dejavnik tveganja za akutni koronarni sindrom, ki opisuje stanje, za katerega je značilen nenaden primanjkljaj krvi s kisikom v srčnem tkivu. Povezana je tudi s težavami, kot so nastanek anevrizme ali pa cepljenje arterij, ki ga imenujemo disekcija.
Drugo pomembnejše srčnožilno obolenje vključuje nastanek strdka, imenovanega tromb. Ta lahko izvira iz ven ali arterij. Globoka venska tromboza večinoma nastane v nogah in je eden od vzrokov nastanka strdkov v nogah, še posebej v primeru, da se oseba dlje časa ni mogla gibati. Ti strdki lahko embolizirajo, kar pomeni, da lahko potujejo na drugo mesto v telesu. Posledica tega so lahko pljučna embolija, prehodni ishemični napadi ali možganska kap.