Капиляри: важната микроциркулационна система на тялото

Кръвоносната система е много важна за нас. Кръвта от артериолите навлиза в капилярите. След това на венулите. Венулите кондензират в по-големите вени, за да се върнат към сърцето. Микроциркулацията или капилярната циркулация е мястото, където се реализира крайната цел на кръвообращението. Това е да донесе хранителни вещества в тъканите и да премахне отпадъчните продукти от клетките. Капилярите също присъстват в лимфната система. Лимфните капиляри се свързват с по-големи лимфни съдове за дрениране на лимфата, събрана в микроциркулацията.

съдържание

• 1/ Капилярна структура
• 2/ Класификация на капилярите
• 3/ Капилярна мрежа 
• 4/ Васкуларност
• 5/ Функция на капилярите

1/ Капилярна структура

Всеки орган има уникална микроциркулационна мрежа, съобразена със собствените му нужди. Обикновено артерията, която захранва органа, се разклонява 6 до 8 пъти в артериоли. Артериите имат вътрешен диаметър по-малък от 20 µm.

1.1/ Кръвоносни капиляри

• Съдовната стена няма гладка мускулатура. Диаметърът е около 5-10 um. Достатъчен размер, за да може еритроцитът да се разтегне, за да премине. Структурата му също варира в зависимост от тъканта.
• Върхът на съда има сфинктер, който помага на съда да се свие и да отвори кръвоносния съд.
• Стената има слой от ендотелни клетки, отвън е базалната мембрана.
• Между ендотелните клетки има междуклетъчни пространства. Помага за комуникация между вътрешността и външната страна на съда. Прорезите заемат около 1/1000 от общата площ на капилярите. Повечето вода и електролити могат да преминат през процепа.

В капилярите кръвта не преминава непрекъснато, а на вълни. Причинява се от свиване на прекапилярните сфинктери и гладката мускулатура в стените на правите съдове. Тези мускули се свиват със скорост от 5 до 10 пъти в минута. Важният фактор, влияещ на това отваряне, е концентрацията на кислород в тъканта. Колкото по-голямо е търсенето, толкова по-голямо количество кръв достига до тъканта. Това е капилярна саморегулация. 

Освен това има съдове, които се свързват директно от артериолите към венулите, без да преминават през капилярната мрежа.

На кръстовището на артериите има сфинктери 

Кръвоносни капиляри:

В даден момент само 5% от циркулиращата кръв е в капилярите. Но тези 5% са най-важната част. Защото там има обмен на вещества: хранителни вещества, кислород, CO, между кръвта и тъканите. Има около 10 милиарда капиляри. Общата разменна площ е около 500 - 700 м2. Рядко се случва функционална клетка на тялото да е толкова далеч от капилярите. Всяка функционална клетка има капиляр, който я захранва не повече от 20 до 30 µm.

Отделните капиляри са част от капилярното легло. Това е преплетена мрежа от кръвоносни съдове, които доставят тъкани и органи. Колкото по-активна е тъканта, толкова повече капиляри са й необходими. Те помагат за осигуряване на хранителни вещества и отвеждат продуктите на метаболизма.

Има два вида:

• Истински капиляри:

Клонове от артериоли. Осигурява обмен между тъкан и кръв.

• Синусовидни капиляри:

Вид перфориран кръвоносен съд, открит в черния дроб, костния мозък, предната хипофизна жлеза и вентралните органи. Те са къси съединения, които директно свързват артериоли и вени в противоположните краища на леглото. Те се намират главно в мезентериалната микроциркулация.

1.2/ Лимфни капиляри

Малко по-голям диаметър от кръвоносните капиляри. Те имат затворени краища (за разлика от кръвоносните капиляри, които се отварят в единия край към артериолите, а в другия се отварят към венулите). Тази структура позволява на интерстициалната течност да тече в тях, но не и навън. Тези съдове имат по-голямо вътрешно налягане от кръвоносните съдове. Поради по-голямата концентрация на плазмените протеини в лимфата.

2/ Класификация на капилярите

Има 3 основни типа капиляри:

• Непрекъснато.
• Има дупка (прозорец).
• Прекъснати: в черния дроб се откриват синусоидални капиляри.

2.1/ ​​Непрекъснати капиляри

Непрекъснатостта означава: ендотелните клетки в лигавицата не се прекъсват. Те позволяват само на по-малки молекули да преминават. Например водата и йоните преминават през техните междуклетъчни процепи. Липидноразтворимите молекули могат пасивно да дифундират през ендотелната клетъчна мембрана по градиент на концентрация.

Тази форма присъства във всички клетки с изключение на епитела и хрущяла. Ендотелните клетки от този тип са специфично разпространени в централната нервна система и достигат до тимуса, където се съединяват чрез тясна връзка. Тези кръвоносни съдове се характеризират с ограничена пропускливост.

Непрекъснатата форма може да бъде разделена на два подтипа:

• Капилярите имат много транспортни везикули: намират се главно в скелетните мускули, пръстите, половите жлези и кожата.
• Капилярите имат няколко транспортни везикули: главно в централната нервна система. Те са част от кръвно-мозъчната бариера.

2.2/ Капиляри с дупки

Денатурираните кръвоносни съдове имат дупки, наречени fenestrae (на латински „прозорец“) в ендотелните клетки. Те са с диаметър 60-80 nm. Разтегнат от диафрагма, състояща се от аферентни влакна. Това позволява на малки молекули и ограничено количество протеин да дифундират. В гломерула има клетки без мембрана.

Тези клетки имат прорези с функция, подобна на диафрагмата на капилярите. И двата вида кръвоносни съдове имат непрекъсната строма. Те се намират главно в: ендокринни жлези, черва, панкреас и гломерули.

Кръвоносните съдове имат отвори в ендотелната лигавица

2.3/ Прекъснати или синусоидални капиляри

Това е вид кръвоносен съд със специален отвор. Те са с диаметър повече от 30–40 μm; по-широки отвори в ендотела. Модифицираните кръвоносни съдове имат мембрана, която покрива дупката. Междувременно синусоидалните съдове нямат диафрагма и имат само перфорация. Тези видове кръвоносни съдове позволяват преминаването на клетки: червени кръвни клетки, бели кръвни клетки и различни серумни протеини. Кръвта се движи през синусоидалните капиляри сравнително бавно. Това увеличава времето за обмен през стената на съда.

Тези капиляри нямат тръбни везикули. По този начин се използват пространствата, присъстващи в клетъчните връзки, за прехвърляне между ендотелните клетки, което помага за трансмембрана. Синусоидните съдове се намират главно в: черния дроб, костния мозък, далака и перивентрикуларните органи.

3/ Капилярна мрежа 

Капилярите не функционират като едно цяло. Те са като взаимосвързана мрежа, наречена капилярна мрежа; или капилярен сплит. Една обща артериола образува десетки капиляри, които се изпразват в много венули.

Входът на всеки кръвоносен съд е защитен от гладкомускулен пояс. Нарича се страничен сфинктер на капиляра. Свиването на гладкомускулните клетки свива и стеснява диаметъра на съдовия вход. По този начин се намалява притока на кръв. Отпускането на сфинктера разширява входа, позволявайки на кръвта да навлезе в съда по-бързо. 

Капилярната мрежа може да се снабдява с кръв от повече от една артерия. Те влизат в тази област и се сливат, преди да образуват артериоли. Съединението на двете клонови артерии, захранващи капилярната мрежа, е пример за артериално сливане. Връзката между предната и задната вентрикуларни артерии на сърцето е кръстовището на двете артерии.

Съединението на артериоли и венули: е пряката връзка между артериоли и венули. Когато артериовенозното съединение е разширено, кръвта заобикаля капилярната мрежа; се влива директно във венозната циркулация.

4/ Васкуларност

Въпреки че нормално кръвта тече от артериоли към венули с постоянна скорост. Но потокът във всяка капиляра е предимно променлив. Всеки капилярен страничен сфинктер на свой ред се свива и отпуска, вероятно дванадесет пъти в минута.

Ефектът от мрежата е, че кръвта може да достигне до венулите по една линия сега и друга по-късно. Цикълът на свиване и отпускане на гладката мускулатура, който променя притока на кръв през микроциркулаторната мрежа, е известен като вазомотор. 

Вазомоторната локализация контролира промените в концентрациите на химикали и разтворени газове в интерстициалната течност.

Когато си почивате, кръвта циркулира през около 25 процента от съдовете в капилярната мрежа на тялото ви. Сърдечно-съдовата система не съдържа достатъчно кръв, за да поддържа притока на кръв към всички капиляри във всички мрежи едновременно.

5/ Функция на капилярите

Те свързват артериоли с венули. Това позволява обмена на хранителни вещества и отпадъчни продукти между кръвта и тъканните клетки, заедно с интерстициалната течност. Този обмен се осъществява чрез пасивна дифузия и чрез изсушаване. Клетките на комарите се използват за протеини и някои липиди. Важно е, че белите кръвни клетки могат да се движат през връзките между клетките, за да поправят щетите и да се борят с инфекцията. Този път се използва и от метастатични ракови клетки.

3 механизма на действие са: дифузия, овлажняване и ултрафилтрация.

5.1. Дифузионен механизъм

Дифузията е най-важният начин на метаболизъм между плазмата и интерстициалната течност. Тъй като кръвта тече през лумена, малко вода и разтворени вещества дифундират през стената на капилярите.

Дифузията се причинява от термични движения на водните молекули и разтворените вещества се движат в две посоки. Основно поради налягането, изтласкващо се от капилярите в интерстициалната течност и колоидно налягане на плазмените протеини . Колоидното налягане има ефект за задържане на вода и разтворени вещества в капилярите.

Дифузионни форми:

• Дифузия през ендотелната клетъчна мембрана: Тъканноразтворимите вещества ще дифундират директно през клетъчната мембрана. Няма нужда да преминавате през отворите. O2, CO2,.. се движат през този механизъм.
• Дифузия през празнината: има много вещества, необходими на тъканите, разтворими във вода, но трудни за преминаване през липидната мембрана на ендотелните клетки като: Na', CI', глюкоза и др. ще дифундират през цепнатината. 
• Дифузия през мембрани и процепи: водата бързо се дифузира в две посоки през мембрани и процепи. Скоростта на движение на водата през мембраната е 80 пъти по-висока от скоростта на плазмения поток по капилярите.

Дифузията през съдовата мембрана зависи, в допълнение към горните два вида налягане:

• Размер на материята.
• Съдова пропускливост: варира според типа тъкан.
• Стълба за концентрация.
• Основната скорост на дифузия през хороидеята.

Механизъм на дифузия през стената на съда

5.2. Механизъм на влажна клетка

Много вещества с голямо молекулно тегло (повече от 7 nm) като липопротеинови молекули, големи полизахаридни молекули като декстран, протеогликан... не могат да преминат през процепите. Обикновено те са в състояние да преминат малко през мембраната чрез хигроскопичен механизъм.

5.3. Механизъм за ултрафилтрация

Кинетиката на метаболизма през капилярната стена зависи от четири доминиращи сили: капилярно хидростатично налягане, хидростатично налягане на интерстициалната течност, капилярно колоидно налягане и колоидно налягане на интерстициалната течност.

Капилярите са малки, но важни кръвоносни/лимфни съдове за кръвоносната система. Тези кръвоносни съдове са мястото, където се осигурява основната функция на съдовата система. Там се осъществява обменът на вода, 02, C02, хранителни вещества и отпадъчни продукти между кръвта и тъканите около тях. Действието на капилярите помага на кръвоносната система да работи ефективно и точно при подхранване и отделяне на веществата от тялото.