В норме венозный отток из нижних конечностей затруднен, по сравнению с другими участками тела, так как крови приходится преодолевать не только сосудистое сопротивление, но и силу тяжести. Поэтому одним из важнейших факторов, способствующих нормальному оттоку, является работа клапанного аппарата. Эта особенность венозной системы является самой уникальной. История изучения венозных клапанов относится к XV–XVI вв. Впервые они были упомянуты испанским анатомом Л. Вассаеусом в 1544 г., а Я. Сильвий указан как первооткрыватель. Функция ясно описана в 1559 г. А. Сизалпино. В 1603 г. И. Фабриций написал первый трактат о венозных клапанах. В течение 25 лет он изучал структуру клапанов и подробно описал их в своем труде «De venarum ostiolis» [198]. Кроме того, он описывал методику для оценки состоятельности венозных клапанов, которые проводил его студент У. Гарвей при изучении кровообращения. Среди современных работ наиболее известными являются труды J.E. Edwards, E.A. Edwards, И.А. Костромова, В.Н. Ванкова, А.Н. Веденского, F. Lurie [24, 31, 362]. Однако несмотря на большое число специальных работ по этому вопросу, в оценке конкретных физиологических механизмов остается немало сложностей.
Внутренняя оболочка венозной стенки формирует тонкие складки — венозные клапаны, открытые по направлению тока крови [96]. Функционирующий клапан имеет парные створки с валиком — основанием на внутренней оболочке сосуда — и полулунными вогнутыми краями, направленными к сердцу [96, 198]. Остов створок формируют коллагеновые волокна, покрытые эндотелием. Коллагеновые волокна формируют перекрещивающуюся решетку из волокон, а по краям створки сливающиеся волокна формируют мощный фиброзный тяж. Благодаря этому створка способна выдерживать большое давление и одновременно сохранять высокую подвижность. У основания клапанов боковые фиброзные тяжи вплетаются в коллагеновый каркас средней оболочки. В створке клапана имеется хорошо развитая плоская сеть эластических волокон, переходящая во внутреннюю эластическую мембрану венозной стенки. Она расположена на стороне, обращенной в просвет сосуда, поэтому за счет упругости эластики и асимметричности ее расположения створка как бы стремится к закрытию, противодействию силе потока, открывающего клапан. Структура и ориентация клеток эндотелия, выстилающего створку клапана, также различна: на стороне, обращенной к потоку крови, клетки эндотелия вытянутые, на стороне, обращенной в синус, — плоские полигональные. Несомненно, что это различие отражает особенности нагрузки: в первом случае — это сдвигающее воздействие потока в открытом клапане, а во втором — давление на поверхность в закрытом клапане [225].
Створки располагаются относительно друг друга под острым углом (менее 70°). В мелких венах межстворчатый угол меньше, в крупных — больше. Межстворчатый треугольник состоит из плоскостей наклона противоположных створок к продольной оси клапана, проходящей через середину створчатой щели. Углы наклона противоположных створок в клапане всегда равны. Одинаковый наклон створок к продольной оси сохраняется даже при изгибе осевой линии [198]. Равнонаклонное положение створок позволяет сохранить осевое направление кровяного потока. Свободные края створок венозного клапана, обращенные друг к другу и фиксированные в области комиссуральных возвышений, образуют межстворчатую щель, которая имеет вид «кошачьего зрачка» [225]. Створки не содержат никаких сосудов, питательные вещества проходят только через эндотелий сосудов [24].
Клапанные валики считаются местом прикрепления створок [24], они расположены в синусах по внутренней стороне от прикрепленного края створок клапана. Часть гладкомышечных волокон в валике переходит в край створки. Ход клапанного валика в точности повторяет форму прикрепленного края соответствующей створки. Пучки мышечных волокон, расположенных в валике, не имеют прямого отношения к движению створки, положение которой целиком определяется гемодинамическими условиями потока. Однако их сократительная активность зависит от величины диаметра сосуда в области клапана, а это в свою очередь влияет на местные гемодинамические показатели [225].
Пространство между стенкой вены и створками называется синусом [96]. В венозном клапане имеется два синуса, образующих ампулу клапана, клапан вдавливается в это пространство при движении крови. Синусы практически не содержат мышечных волокон, их стенки сравнительно более эластичны и легко растягиваются. Развитые синусы являются простым и эффективным устройством, использующим давление крови в ампуле клапана для закрытия створок. Функцию выполняют пассивно. Глубина синусов обеспечивает быстроту изменения характера потока — пульсирующий или непрерывный [225]. В синусах глубоких вен имеются участки отсутствия сосудов, так, в бедренной вене большая часть синуса бывает аваскулярной. В подкожных венах стенкисинусов, как правило, хорошо васкуляризированы [24].
Клапаны впервые появляются в посткапиллярных венулах, и особенно многочисленны они в венах нижних конечностей, т.е. в венах, кровоток в которые направлен против гравитации. Однако характер распределения клапанов в венозной системе нижних конечностей неодинаков [342, 368]. Известно, что количество клапанов на протяжении крупных поверхностных и глубоких вен зависит от величины гидростатического давления, а на уровне голени их количество, приходящееся на отрезок сосуда, выше, чем на уровне бедра [24]. В общей подвздошной вене иногда как исключение находят один клапан — одностворчатый, в виде шпоры. Внутренняя подвздошная вена без клапанов. В наружной подвздошной вене клапаны встречаются в 1/3 случаев, причем в правой в 3 раза чаще, чем в левой [342]. Общее количество клапанов в БВ — до 7, наиболее постоянные: первый — ниже соединения ПБВ и глубокой вены бедра (встречается в 92% случаев), второй — на уровне нижней трети ПБВ (встречается в 81,1% случаев) [24, 451]. Интересно, что, по данным А.С. Лебедева, в общей бедренной вене (ОБВ) выше уровня СФС клапаны встречаются только в 33,8% случаев. По данным В.Г. Лелюк и С.Э. Лелюк, клапаны могут отсутствовать на этом участке ОБВ в 30–40% случаев [107]. В ПкВ может быть от 1 до 3 клапанов. Берцовые вены могут содержать 8–11 и более [342]. По данным Ю.И. Ухова, установлено интенсивное развитие клапанного аппарата в тонкостенных внутримышечных венах камбаловидной и икроножной мышц [225]. БПВ содержит от 7 до 13 клапанов, наиболее постоянные — у СФС и на два поперечных пальца ниже остиального клапана; МПВ, как правило, содержит 6–8 клапанов [372, 380]. Интересно, что в глубоких венах голени клапанный аппарат развит сильнее, чем в подкожной сети голени [225]. Большинство ПВ имеют от 1 до 5 клапанов, но существуют сообщения о бесклапанных ПВ [94, 204].
В современной литературе встречаются довольно противоречивые данные о функциях венозных клапанов. Согласно П.Г. Швальбу и Ю.И. Ухову, главная функция клапанов — регуляция направленности кровотока при работе мышечно-венозной помпы голени [225]. В нормальных условиях в венах с сохраненными клапанами «мышечная систола», прогоняя кровь к сердцу, в ниже расположенных участках тоже повышает давление, но клапаны не дают возможности этому давлению вызвать ретроградный кровоток. Они создают в нескольких сегментах совместно с тоническим растяжением стенки систему «камер напряжения», срабатывающих во время расслабления мышц. Тем не менее в современной литературе часто встречается утверждение, что клапаны «делят» гидростатический столб на ряд сегментов и тем самым способствуют снижению гидростатического давления [372]. Однако при измерении давления над и под клапаном в спокойной вертикальной позиции П.Г. Швальб и А.Е. Качинский не выявили никаких различий. Авторы делают вывод, что взгляд на клапаны как на структуры, призванные уменьшать гидростатическое давление в вертикальной позиции, ошибочен [83, 225, 227].