Коллатерали могут открываться по двум причинам. Во-первых, при закрытии просвета основного сосуда выше и ниже препятствия возникает разность давления. Ниже препятствия оно становится нулевым, а выше - сохраняется на прежнем уровне. Вследствие этого чисто физического фактора раскрываются коллатерали, поскольку кровь стремится из области высокого давления перейти в область более низкого.
Этот механизм раскрытия коллатералей не является главным, а тем более единственным. Ставили следующие эксперименты. Перевязывали магистральный сосуд, а затем в сосудистом русле ниже препятствия повышали внутрисосудистое давление введением в эти сосуды физиологического раствора. Несмотря на отсутствие разности давлений, коллатерали все же открывались. Таким образом был установлен второй, более важный механизм раскрытия коллатералей. Его действие связано с тем, что в той области, в которой нарушен кровоток и возникает состояние ишемии (местного малокровия), накапливаются недоокисленные продукты, в частности, молочная кислота, раздражающие нервные окончания - рецепторные поля. Раздражение рецепторов рефлекторно вызывает раскрытие коллатералей.
Различают три степени развития коллатерального кровообращения.
Первая - абсолютная достаточность коллатералей, т. е. такая степень их выраженности, когда сумма просветов коллатералей равна или превышает просвет основной магистральной артерии. В этом случае при полном раскрытии коллатералей кровоснабжение будет полностью восстановлено, несмотря на окклюзию основной артерии.
Вторая - относительная достаточность (или относительная недостаточность) коллатералей, когда сумма просветов коллатералей меньше" просвета основного магистрального сосуда. При открытии коллатералей здесь не происходит полной компенсации нарушенного кровообращения.
И, наконец, третья - абсолютная недостаточность коллатералей: сумма просветов открывающихся коллатералей значительно меньше просвета основной артерии или они вообще отсутствуют. В этом случае закрытие основной артерии является катастрофой для того органа, который эта артерия питает: развивается инфаркт данного участка.
К сожалению, по странному капризу природы абсолютная недостаточность коллатералей характерна для коронарных сосудов, питающих сердечную мышцу, и для мозговых артерий. Эти сосуды получили название функционально концевых, т. е. сосудов, чьи коллатерали выражены настолько слабо, что ни в коей мере не могут компенсировать функцию основного артериального ствола.
Но наличие коллатералей даже с абсолютно достаточной выраженностью еще не означает, что в данной области при перекрытии основного артериального ствола сразу же восстановится кровообращение. Все зависит от скорости раскрытия коллатералей. Для того чтобы по коллатеральным артериям пошла кровь, требуется определенное время. А пока она не поступила в ткани ишемизированной области, могут произойти патологические, порой необратимые изменения, такие, которые уже не ликвидируются при восстановлении кровоснабжения. Например, на раненую конечность можно наложить жгут, полностью лишив конечность кровоснабжения на два часа. Если по истечении этого времени зашить поврежденные сосуды и не дать возможности в дальнейшем возникнуть кровотечению, то после снятия жгута никаких нарушений в деятельности тканей данной конечности не будет. Для сердечной мышцы срок ишемии без возникновения необратимых изменений значительно меньше, не более 10-15 минут (и то в том случае, если ишемизирован небольшой участок миокарда). Головной мозг, лишенный кровоснабжения, погибает через семь минут, в частности, клетки коры головного мозга. Поэтому для сохранения функции того или иного органа в условиях перекрытия основной артериальной магистрали важнейшую роль играет скорость раскрытия коллатералей.