Кровеносные сосуды разделяются на артерии, несущие кровь от сердца, и вены, которые возвращают венозную кровь к сердцу. Вены и артерии связаны между собой микроциркуляторным руслом – капиллярами. От сердца артерии отходят одним стволом (аорта от левого желудочка, легочная артерия от правого желудочка), в дальнейшем разделяясь на более мелкие ветви, в основном дихотомически – надвое. Мелкие ветви разделяются до микроциркуляторного русла, которое состоит из сосудов притока – артериол – и оттока – венул; между собой артериолы и венулы связаны диффузной капиллярной сетью. На уровне капиллярной сети происходит обмен веществ и газов между кровью и тканями. Затем кровь поступает в венулы, которые объединяются в более крупные ветви, возвращающие кровь к сердцу.
Строение различных сосудов отличается между собой и зависит от выполняемых ими функций. Так, стенка артерий состоит из трех слоев, причем средний слой включает эластическую ткань и гладкие мышцы, которые поддерживают упругость и сократимость сосудистой стенки. Эти качества обеспечивают нормальное артериальное давление и регулируют просвет сосудов. Внутренний слой артерий (интима) по толщине составляет несколько клеток, придающих внутренней стенке артерий гладкость для лучшего движения крови.
Стенки капилляров состоят только из эндотелия (нескольких слоев клеток), что обеспечивает хороший обмен веществ и газов через сосудистую стенку.
Строение вен отличается от артерий тем, что мышечный слой выражен значительно слабее, так как венозное давление намного ниже артериального; вторая особенность заключается в наличии в них клапанов, поддерживающих кровоток в одном направлении.
В целом удобнее рассматривать систему кровообращения, начиная с возврата крови к правым отделам сердца. В правое предсердие кровь поступает по двум крупным венам: верхняя полая вена возвращает кровь от верхней половины туловища, нижняя – несет кровь от нижней половины тела. Из предсердия кровь поступает в правый желудочек, при сокращении которого через легочную артерию кровь нагнетается в легкие. Разветвление легочных артерий образует капиллярную сеть, которая связана с альвеолами. Именно на этом уровне происходит обмен газами между альвеолами и кровью, так называемый этап тканевого дыхания. Затем кровь, обогащенная кислородом, возвращается к сердцу и по четырем венам (две от каждого легкого) впадает в левое предсердие. В дальнейшем во время систолы левый желудочек под высоким давлением выталкивает кровь в аорту, от которой ответвляются все артерии, образующие большой круг кровообращения, снабжающие кровью все органы и ткани организма.
Кровь в сосудах распределена неравномерно: около 12 % присутствует в артериях и венах малого круга кровообращения (в легких), около 60 % – в венах большого круга, 15 % – в артериях большого круга, 5 % – в капиллярах, остальная кровь находится в сердце. Такое распределение крови характерно для состояния покоя.