Kapillárisok: A szervezet fontos mikrokeringési rendszere

A keringési rendszer nagyon fontos számunkra. Az arteriolákból származó vér a kapillárisokba kerül. Aztán a venulákon. A venulák a nagyobb vénákba tömörülnek, hogy visszatérjenek a szívbe. A mikrokeringés vagy kapilláris keringés az, ahol a vérkeringés végső célja megvalósul. Célja a tápanyagok eljuttatása a szövetekbe és a salakanyagok eltávolítása a sejtekből. A kapillárisok a nyirokrendszerben is jelen vannak. A nyirokkapillárisok nagyobb nyirokerekkel kapcsolódnak a mikrocirkulációban összegyűlt nyirok elvezetésére.

tartalom

• 1/ Kapilláris szerkezet
• 2/ A kapillárisok osztályozása
• 3/ Kapilláris hálózat 
• 4/ Érrendszer
• 5/ A kapillárisok működése

1/ Kapilláris szerkezet

Minden szerv egyedi mikrokeringési hálózattal rendelkezik, saját igényeire szabva. Általában a szervet tápláló artéria 6-8-szor ágazik el arteriolákba. Az artériák belső átmérője kisebb, mint 20 µm.

1.1/ Vérkapillárisok

• Az érfalnak nincs simaizom. Az átmérő körülbelül 5-10 um. Elegendő méret ahhoz, hogy egy vörösvértest kinyúljon, hogy áthaladjon. Szerkezete is a szövettől függően változik.
• Az ér hegyén van egy záróizom, amely segíti az ér összehúzódását és a véredény kinyitását.
• A falon endothel sejtréteg található, kívül pedig az alapmembrán.
• Az endothel sejtek között intercelluláris terek vannak. Segíti a kommunikációt az edény belső és külső része között. A rések a kapillárisok teljes területének körülbelül 1/1000-ét foglalják el. A legtöbb víz és elektrolit áthatol a résen.

A kapillárisokban a vér nem folyamatosan, hanem hullámokban halad át. A kapilláris előtti záróizmok és az egyenes erek falában lévő simaizomzat összehúzódása okozza. Ezek az izmok percenként 5-10 alkalommal húzódnak össze. A nyitást befolyásoló fontos tényező a szövet oxigénkoncentrációja. Minél nagyobb az igény, annál nagyobb mennyiségű vér éri el a szövetet. Ez a kapilláris önszabályozás. 

Ezenkívül vannak olyan erek, amelyek közvetlenül kapcsolódnak az arterioláktól a venulákhoz anélkül, hogy átmennének a kapilláris hálózaton.

Az artériák találkozásánál sphincterek találhatók 

Hajszálerek:

Egy adott időpontban a keringő vérnek csak 5%-a van a kapillárisokban. De ez az 5% a legfontosabb rész. A vér és a szövetek között ugyanis anyagcsere zajlik: tápanyagok, oxigén, CO. Körülbelül 10 milliárd kapilláris van. A teljes csereterület kb. 500 - 700 m2. Ritka, hogy a szervezet funkcionális sejtje ennyire távol legyen a kapillárisoktól. Minden funkcionális sejtnek van egy kapillárisa, amely legfeljebb 20-30 µm-re táplálja.

Az egyes kapillárisok a kapilláriságy részét képezik. Ez egy összefonódott erek hálózata, amely szöveteket és szerveket lát el. Minél aktívabb a szövet, annál több kapillárisra van szüksége. Segítenek a tápanyagellátásban és az anyagcsere termékeinek elszállításában.

Két típusa van:

• Valódi kapillárisok:

Arteriolákból származó ágak. Biztosítja a szövet és a vér közötti cserét.

• Szinusz alakú kapillárisok:

Egyfajta perforált véredény, amely a májban, a csontvelőben, az agyalapi mirigy elülső részében és a hasi szervekben található. Ezek olyan rövidzárlatok, amelyek közvetlenül összekötik az arteriolákat és a vénákat az ágy ellentétes végén. Főleg a mesenterialis mikrocirkulációban találhatók.

1.2/ Nyirokkapillárisok

Kissé nagyobb átmérőjű, mint a vérkapillárisok. Zárt végük van (ellentétben a vérkapillárisokkal, amelyek egyik végén az arteriolákhoz, a másik végén pedig a venulákhoz nyílnak). Ez a szerkezet lehetővé teszi az intersticiális folyadék beáramlását, de nem kiáramlását. Ezeknek az ereknek nagyobb a belső nyomása, mint a vérereknek. A nyirok plazmafehérjék nagyobb koncentrációja miatt.

2/ A kapillárisok osztályozása

A kapillárisoknak 3 fő típusa van:

• Folyamatos.
• Van egy lyuk (ablak).
• Nem folyamatos: szinuszos kapillárisok találhatók a májban.

2.1/ ​​Folyamatos kapillárisok

A folytonosság azt jelenti: a bélés endoteliális sejtjei nem szakadnak meg. Csak kisebb molekulákat engednek át rajta. Például a víz és az ionok áthaladnak sejtközi réseiken. A lipidoldékony molekulák passzívan diffundálhatnak az endoteliális sejtmembránon, koncentrációgradiens mentén.

Ez a forma a hám és a porc kivételével minden sejtben jelen van. Az ilyen típusú endothelsejtek specifikusan szétterjednek a központi idegrendszerben, és elérik a csecsemőmirigyet, ahol szoros kapcsolat köti össze őket. Ezeket az ereket korlátozott permeabilitás jellemzi.

A folyamatos forma két altípusra osztható:

• A kapillárisokban számos szállító hólyag található: főleg a vázizomzatban, az ujjakban, az ivarmirigyekben és a bőrben találhatók.
• A kapillárisoknak számos transzporthólyagjuk van: főleg a központi idegrendszerben találhatók. A vér-agy gát részei.

2.2/ Lyukakkal ellátott kapillárisok

A denaturált erekben fenestrae (latinul "ablak") lyukak vannak az endothel sejtekben. Átmérőjük 60-80 nm. Afferens rostokból álló membrán nyújtja. Ez lehetővé teszi a kis molekulák és korlátozott mennyiségű fehérje diffúzióját. A glomerulusban membrán nélküli sejtek vannak.

Ezekben a sejtekben a kapillárisok membránjához hasonló funkciójú rések vannak. Mindkét ilyen típusú véredénynek folyamatos stroma van. Főleg a következőkben találhatók: endokrin mirigyek, belekben, hasnyálmirigyben és glomerulusokban.

Az ereken nyílások vannak az endothel bélésen

2.3/ Nem folytonos vagy szinuszos kapillárisok

Ez egy speciális nyílású véredény. 30-40 μm-nél nagyobb átmérőjűek; szélesebb nyílások az endotéliumban. A módosult ereknek van egy membránja, amely lefedi a lyukat. Eközben a szinuszos ereknek nincs membránja, és csak perforációjuk van. Az ilyen típusú erek lehetővé teszik a sejtek áthaladását: vörösvérsejtek, fehérvérsejtek és különféle szérumfehérjék. A vér viszonylag lassan mozog a szinuszos kapillárisokon. Ez megnöveli az érfalon keresztüli csere idejét.

Ezekből a kapillárisokból hiányoznak a tubuláris hólyagok. Így a sejtcsatlakozásokban lévő tereket felhasználva az endothel sejtek közötti átvitelre, elősegítve a transzmembrán átjutást. A szinuszos erek főleg a májban, a csontvelőben, a lépben és a periventricularis szervekben találhatók.

3/ Kapilláris hálózat 

A kapillárisok nem működnek egyetlen egységként. Olyanok, mint egy összekapcsolt hálózat, amelyet kapilláris hálózatnak neveznek; vagy kapilláris plexus. Egy közös arteriola több tucat kapillárist képez, amelyek sok venulába ürülnek.

Mindegyik véredény bejáratát simaizom öv védi. A kapilláris oldalsó sphincterének hívják. A simaizomsejtek összehúzódása összehúzza és szűkíti az érbemenet átmérőjét. Így csökken a véráramlás. A záróizom ellazulása kiszélesíti a bejáratot, lehetővé téve a vér gyorsabb bejutását az érbe. 

A kapilláris hálózat több artériából is ellátható vérrel. Bejutnak erre a területre, és összeolvadnak, mielőtt arteriolákat képeznének. A kapillárishálózatot ellátó két elágazó artéria egyesülése az artériás fúzió példája. A szív elülső és hátsó kamrai artériája közötti kapcsolat a két artéria találkozási pontja.

Az arteriolák és venulák találkozási pontja: közvetlen kapcsolat az arteriolák és a venulák között. Amikor az arteriovenosus csomópont megnagyobbodik, a vér megkerüli a kapilláris hálózatot; közvetlenül a vénás keringésbe áramlik.

4/ Érrendszer

Bár a vér általában állandó sebességgel áramlik az arteriolákból a venulákba. De az egyes kapillárisokban az áramlás többnyire változó. Mindegyik kapilláris oldalsó sphincter összehúzódik és ellazul, esetleg percenként tizenkétszer.

A hálózat hatása az, hogy a vér most egy vonalon, később egy másik vonalon érheti el a venulákat . A simaizom összehúzódásának és relaxációjának ciklusát, amely megváltoztatja a véráramlást a mikrokeringési hálózaton keresztül, vazomotornak nevezik. 

A vazomotoros lokalizáció szabályozza a vegyszerek és az oldott gázok koncentrációjának változását az intersticiális folyadékban.

Pihenés közben a vér kering a szervezet kapillárishálózatának ereinek körülbelül 25 százalékán. A szív- és érrendszer nem tartalmaz elegendő vért ahhoz, hogy az összes hálózatban lévő összes kapillárisban egyidejűleg fenntartsa a véráramlást.

5/ A kapillárisok működése

Összekötik az arteriolákat a venulákkal. Ez lehetővé teszi a tápanyagok és salakanyagok cseréjét a vér és a szövetsejtek között, valamint az intersticiális folyadékot. Ez a csere passzív diffúzióval és kiszáradással megy végbe. A szúnyogsejteket fehérjékhez és bizonyos lipidekhez használják. Fontos, hogy a fehérvérsejtek a sejtek közötti csomópontokon keresztül mozoghatnak a károsodások helyreállítása és a fertőzések elleni küzdelem érdekében. Ezt az utat az áttétes rákos sejtek is használják.

3 hatásmechanizmus: diffúzió, párásítás és ultraszűrés.

5.1. Diffúziós mechanizmus

A diffúzió a plazma és az intersticiális folyadék közötti anyagcsere legfontosabb módja. Ahogy a vér átáramlik a lumenen, a víz és az oldott anyagok egy része átdiffundál a kapilláris falán.

A diffúziót a vízmolekulák termikus mozgása okozza, és az oldott anyagok két irányban mozognak. Főleg a kapillárisokból az intersticiális folyadékba nyomódó nyomás és a plazmafehérjék kolloid nyomása miatt . A kolloid nyomásnak az a hatása, hogy a vizet és az oldott anyagokat a kapillárisokban tartja.

Diffúziós formák:

• Diffúzió az endothel sejtmembránon keresztül: A szövetben oldódó anyagok közvetlenül a sejtmembránon keresztül diffundálnak. Nem kell átmenni a nyílásokon. Az O2, CO2,... áthalad ezen a mechanizmuson.
• Diffúzió a résen keresztül: sok olyan anyag szükséges a szövetekhez, amelyek vízben oldódnak, de nehezen jutnak át az endothelsejtek lipidmembránján, mint például: Na', CI', glükóz stb., a hasadékon keresztül diffundálnak. 
• Diffúzió a membránokon és réseken keresztül: a víz gyorsan két irányban diffundál a membránokon és a réseken keresztül. A membránon keresztüli vízmozgás sebessége 80-szorosa a kapillárisok mentén történő plazmaáramlás sebességének.

A vaszkuláris membránon keresztüli diffúzió a fenti kétféle nyomáson kívül függ:

• Az anyag mérete.
• Vaszkuláris permeabilitás: szövettípusonként változik.
• Koncentrációs létra.
• A fő diffúziós sebesség az érhártyán.

Az érfalon keresztüli diffúzió mechanizmusa

5.2. Nedves sejt mechanizmus

Sok nagy molekulatömegű (7 nm-nél nagyobb) anyag, például lipoprotein molekulák, nagy poliszacharid molekulák, például dextrán, proteoglikán... nem tud átjutni a réseken. Általában higroszkópos mechanizmussal egy kicsit átjutnak a membránon.

5.3. Ultraszűrő mechanizmus

Az anyagcsere kinetikája a kapilláris falon keresztül négy domináns erőtől függ: a kapilláris hidrosztatikus nyomásától, az intersticiális folyadék hidrosztatikus nyomásától, a kapilláris kolloid nyomástól és az intersticiális folyadék kolloid nyomásától.

A kapillárisok kicsi, de fontos erek/nyirokerek a keringési rendszer számára. Ezek az erek azok, ahol az érrendszer fő funkciója biztosított. Itt megy végbe a víz, 02, C02, tápanyagok és salakanyagok cseréje a vér és a körülöttük lévő szövetek között. A kapillárisok működése segíti a keringési rendszer hatékony és pontos működését a szervezet anyagainak táplálásában és kiválasztásában.