Kapiláry: Důležitý systém mikrocirkulace těla

Oběhový systém je pro nás velmi důležitý. Krev z arteriol vstupuje do kapilár. Pak na venule. Venuly kondenzují do větších žil, aby se vrátily do srdce. Mikrocirkulace neboli kapilární oběh je místem, kde je realizován konečný cíl krevního oběhu. Má přinášet živiny do tkání a odstraňovat odpadní produkty z buněk. Kapiláry jsou také přítomny v lymfatickém systému. Lymfatické kapiláry se spojují s většími lymfatickými cévami, aby odváděly lymfu shromážděnou v mikrocirkulaci.

obsah

• 1/ Kapilární struktura
• 2/ Klasifikace kapilár
• 3/ Kapilární síť 
• 4/ Vaskularita
• 5/ Funkce kapilár

1/ Kapilární struktura

Každý orgán má unikátní síť mikrocirkulace, přizpůsobenou jeho vlastním potřebám. Obvykle se tepna, která vyživuje orgán, větví 6 až 8krát do arteriol. Arterie mají vnitřní průměr menší než 20 µm.

1.1/ Krevní kapiláry

• Cévní stěna nemá hladké svalstvo. Průměr je cca 5 – 10 um. Dostatečná velikost, aby se erytrocyt natáhl, aby prošel. Jeho struktura se také liší v závislosti na tkáni.
• Špička cévy má svěrač, který pomáhá cévě stáhnout se a otevřít cévu.
• Stěna má vrstvu endoteliálních buněk, vně je bazální membrána.
• Mezi endoteliálními buňkami jsou mezibuněčné prostory. Pomáhá komunikovat mezi vnitřkem a vnějškem plavidla. Štěrbiny zabírají asi 1/1000 celkové plochy kapilár. Většina vody a elektrolytů může procházet štěrbinou.

V kapilárách krev neprochází nepřetržitě, ale ve vlnách. Je způsobena kontrakcí předkapilárních svěračů a hladkých svalů ve stěnách přímých cév. Tyto svaly se stahují rychlostí 5 až 10krát za minutu. Důležitým faktorem ovlivňujícím toto otevření je koncentrace kyslíku v tkáni. Čím větší je požadavek, tím větší množství krve se dostane do tkáně. Jde o kapilární samoregulaci. 

Kromě toho existují cévy, které se spojují přímo z arteriol s venulami, aniž by procházely kapilární sítí.

Na křižovatce tepen jsou svěrače 

Krevní kapiláry:

V daný čas je v kapilárách pouze 5 % cirkulující krve. Ale těchto 5 % je nejdůležitější část. Dochází totiž k výměně látek: živin, kyslíku, CO, mezi krví a tkáněmi. Existuje asi 10 miliard kapilár. Celková výměnná plocha je cca 500 - 700 m2. Je vzácné, aby funkční buňka těla byla tak daleko od kapilár. Každá funkční buňka má kapiláru, která ji vyživuje ne dále než 20 až 30 µm.

Jednotlivé kapiláry jsou součástí kapilárního řečiště. Je to protkaná síť krevních cév, které zásobují tkáně a orgány. Čím aktivnější je tkáň, tím více kapilár potřebuje. Pomáhají poskytovat živiny a odvádět produkty metabolismu.

Existují dva typy:

• Skutečné kapiláry:

Větve z arteriol. Zajišťuje výměnu mezi tkání a krví.

• Sinusovité kapiláry:

Typ perforované krevní cévy nacházející se v játrech, kostní dřeni, přední hypofýze a ventrálních orgánech. Jsou to zkraty, které přímo spojují arterioly a žíly na opačných koncích lůžka. Nacházejí se především v mezenterické mikrocirkulaci.

1.2/ Lymfatické kapiláry

Mírně větší v průměru než krevní kapiláry. Mají uzavřené konce (na rozdíl od krevních kapilár, které ústí na jednom konci do arteriol a na druhém do venul). Tato struktura umožňuje intersticiální tekutině proudit do nich, ale ne ven. Tyto cévy mají větší vnitřní tlak než krevní cévy. Vzhledem k větší koncentraci plazmatických bílkovin v lymfě.

2/ Klasifikace kapilár

Existují 3 hlavní typy kapilár:

• Kontinuální.
• Je tam díra (okno).
• Nespojité: v játrech se nacházejí sinusové kapiláry.

2.1/ ​​Nepřetržité kapiláry

Kontinuita znamená: endoteliální buňky ve výstelce nejsou přerušeny. Umožňují průchod pouze menším molekulám. Například voda a ionty procházejí jejich mezibuněčnými štěrbinami. Molekuly rozpustné v tucích mohou pasivně difundovat přes endoteliální buněčnou membránu podél koncentračního gradientu.

Tato forma je přítomna ve všech buňkách kromě epitelu a chrupavky. Endoteliální buňky tohoto typu jsou specificky rozšířeny po celém centrálním nervovém systému a dosáhnou brzlíku, kde jsou spojeny těsným spojením. Tyto krevní cévy se vyznačují omezenou propustností.

Kontinuální formu lze rozdělit do dvou podtypů:

• Kapiláry mají mnoho transportních váčků: nacházejí se hlavně v kosterním svalstvu, prstech, gonádách a kůži.
• Kapiláry mají několik transportních váčků: nacházejí se hlavně v centrálním nervovém systému. Jsou součástí hematoencefalické bariéry.

2.2/ Kapiláry s otvory

Denaturované krevní cévy mají v endoteliálních buňkách otvory zvané fenestrae (latinsky „okno“). Mají průměr 60–80 nm. Natažená membránou sestávající z aferentních vláken. To umožňuje difundovat malým molekulám a omezenému množství bílkovin. V glomerulu jsou buňky bez membrány.

Tyto buňky mají štěrbiny s funkcí podobnou membráně kapilár. Oba tyto typy krevních cév mají spojité stroma. Nacházejí se především v: žlázách s vnitřní sekrecí, střevech, slinivce břišní a glomerulech.

Krevní cévy mají otvory v endoteliální výstelce

2.3/ Nespojité nebo sinusové kapiláry

Jedná se o typ krevní cévy se speciálním otvorem. Mají průměr více než 30–40 μm; širší otvory v endotelu. Upravené krevní cévy mají membránu, která zakrývá otvor. Mezitím sinusové cévy nemají membránu a mají pouze perforaci. Tyto typy krevních cév umožňují průchod buňkám: červeným krvinkám, bílým krvinkám a různým sérovým proteinům. Krev se pohybuje sinusovými kapilárami poměrně pomalu. Tím se prodlouží doba výměny přes cévní stěnu.

Tyto kapiláry postrádají tubulární váčky. Využití prostor přítomných v buněčných spojích k přenosu mezi endoteliálními buňkami, což napomáhá transmembráně. Sinusoidní cévy se nacházejí především v: játrech, kostní dřeni, slezině a periventrikulárních orgánech.

3/ Kapilární síť 

Kapiláry nefungují jako jedna jednotka. Jsou jako propojená síť nazývaná kapilární síť; nebo kapilárního plexu. Společná arteriola tvoří desítky kapilár, které ústí do mnoha venul.

Vstup do každé cévy je chráněn pásem hladkého svalstva. Nazývá se laterální svěrač kapiláry. Kontrakce buněk hladkého svalstva stahuje a zužuje průměr cévního vchodu. Tím se snižuje průtok krve. Uvolněním svěrače se vstup rozšiřuje, což umožňuje rychlejší pronikání krve do cévy. 

Kapilární síť může být zásobována krví z více než jedné tepny. Vstupují do této oblasti a spojují se před vytvořením arteriol. Spojení dvou větvených tepen zásobujících kapilární síť je příkladem arteriální fúze. Spojení mezi přední a zadní komorovou tepnou srdce je spojnicí těchto dvou tepen.

Spojení arteriol a venul: je přímý vztah mezi arteriolami a venulami. Když je arteriovenózní spojení zvětšeno, krev obchází kapilární síť; proudí přímo do žilního oběhu.

4/ Vaskularita

I když normálně krev proudí z arteriol do venul konstantní rychlostí. Ale proudění v každé kapiláře je většinou proměnlivé. Každý kapilární laterální svěrač se postupně stahuje a uvolňuje, možná dvanáctkrát za minutu.

Efekt sítě je ten, že krev se může dostat do žilek jednou linií nyní a druhou později. Cyklus kontrakce a relaxace hladkého svalstva, který mění průtok krve přes mikrocirkulační síť, je známý jako vazomotorický. 

Vazomotorická lokalizace řídí změny v koncentracích chemikálií a rozpuštěných plynů v intersticiální tekutině.

Když odpočíváte, krev cirkuluje asi 25 procenty cév v kapilární síti vašeho těla. Kardiovaskulární systém neobsahuje dostatek krve k udržení průtoku krve do všech kapilár ve všech sítích současně.

5/ Funkce kapilár

Spojují arterioly s venulami. To umožňuje výměnu živin a odpadních produktů mezi krví a tkáňovými buňkami spolu s intersticiální tekutinou. K této výměně dochází pasivní difúzí a vysoušením. Buňky komárů se používají pro proteiny a některé lipidy. Důležité je, že bílé krvinky se mohou pohybovat přes spojení mezi buňkami, aby opravily poškození a bojovaly s infekcí. Tuto dráhu využívají i metastatické rakovinné buňky.

3 mechanismy účinku jsou: difúze, zvlhčování a ultrafiltrace.

5.1. Difuzní mechanismus

Difúze je nejdůležitějším způsobem metabolismu mezi plazmou a intersticiální tekutinou. Jak krev protéká lumen, část vody a rozpuštěných látek difunduje stěnou kapiláry.

Difúze je způsobena tepelnými pohyby molekul vody a rozpuštěné látky se pohybují dvěma směry. Především tlakem vytlačujícím z kapilár do intersticiální tekutiny a koloidním tlakem plazmatických bílkovin . Koloidní tlak má vliv na udržení vody a rozpuštěných látek v kapilárách.

Difúzní formy:

• Difúze přes endoteliální buněčnou membránu: Látky rozpustné ve tkáni budou difundovat přímo přes buněčnou membránu. Není třeba procházet otvory. O2, CO2,.. se pohybují tímto mechanismem.
• Difúze mezerou: existuje mnoho látek potřebných pro tkáně, které jsou rozpustné ve vodě, ale obtížně procházejí lipidovou membránou endoteliálních buněk, jako jsou: Na', CI', glukóza atd. budou difundovat štěrbinou. 
• Difúze přes membrány a štěrbiny: voda rychle difunduje ve dvou směrech přes membrány a štěrbiny. Rychlost pohybu vody přes membránu je 80krát větší než rychlost proudění plazmy podél kapilár.

Difúze přes cévní membránu závisí kromě výše uvedených dvou typů tlaku:

• Velikost hmoty.
• Cévní permeabilita: liší se podle typu tkáně.
• Žebřík koncentrace.
• Hlavní rychlost difúze přes cévnatku.

Mechanismus difúze stěnou cévy

5.2. Mechanismus vlhkých buněk

Mnoho látek s velkou molekulovou hmotností (větší než 7 nm) jako jsou lipoproteinové molekuly, velké polysacharidové molekuly jako dextran, proteoglykan... štěrbinami nemůže projít. Obvykle dokážou membránu trochu překročit hygroskopickým mechanismem.

5.3. Ultrafiltrační mechanismus

Kinetika metabolismu přes kapilární stěnu závisí na čtyřech dominantních silách: kapilární hydrostatický tlak, hydrostatický tlak intersticiální tekutiny, kapilární koloidní tlak a koloidní tlak intersticiální tekutiny.

Kapiláry jsou malé, ale důležité krevní cévy/lymfatické cévy pro oběhový systém. V těchto cévách je zajištěna hlavní funkce cévního systému. Je to místo, kde dochází k výměně vody, 02, C02, živin a odpadních produktů mezi krví a tkáněmi kolem nich. Činnost kapilár pomáhá oběhovému systému efektivně a přesně fungovat při vyživování a vylučování tělesných látek.