Kapilāri: ķermeņa svarīgā mikrocirkulācijas sistēma

Asinsrites sistēma mums ir ļoti svarīga. Asinis no arteriolām nonāk kapilāros. Tad uz venulām. Venulas kondensējas lielākās vēnās, lai atgrieztos sirdī. Mikrocirkulācija jeb kapilārā cirkulācija ir vieta, kur tiek realizēts galvenais asinsrites mērķis. Tas ir paredzēts barības vielu nogādāšanai audos un atkritumproduktu noņemšanai no šūnām. Kapilāri atrodas arī limfātiskajā sistēmā. Limfātiskie kapilāri savienojas ar lielākiem limfas asinsvadiem, lai novadītu mikrocirkulācijā savākto limfu.

saturu

• 1/ Kapilārā struktūra
• 2/ Kapilāru klasifikācija
• 3/ Kapilārais tīkls 
• 4/ Asinsvadi
• 5/ Kapilāru darbība

1/ Kapilārā struktūra

Katram orgānam ir unikāls mikrocirkulācijas tīkls, kas pielāgots tā vajadzībām. Parasti artērija, kas baro orgānu, sazarojas 6 līdz 8 reizes arteriolās. Artēriju iekšējais diametrs ir mazāks par 20 µm.

1.1/ Asins kapilāri

• Kuģa sienai nav gludu muskuļu. Diametrs ir aptuveni 5-10 um. Pietiekams izmērs, lai eritrocīts izstieptos un izietu. Tās struktūra arī atšķiras atkarībā no audiem.
• Kuģa galā ir sfinkteris, kas palīdz traukam sarauties un atvērt asinsvadu.
• Sienai ir endotēlija šūnu slānis, ārpusē ir bazālā membrāna.
• Starp endotēlija šūnām ir starpšūnu telpas. Palīdz sazināties starp kuģa iekšpusi un ārpusi. Spraugas aizņem apmēram 1/1000 no kapilāru kopējās platības. Lielākā daļa ūdens un elektrolītu var iziet cauri spraugai.

Kapilāros asinis neiziet nepārtraukti, bet viļņveidīgi. To izraisa pirmskapilāru sfinkteru un gludo muskuļu kontrakcija taisno asinsvadu sieniņās. Šie muskuļi saraujas ar ātrumu 5 līdz 10 reizes minūtē. Svarīgs faktors, kas ietekmē šo atvēršanu, ir skābekļa koncentrācija audos. Jo lielāks pieprasījums, jo lielāks asiņu daudzums sasniedz audus. Tā ir kapilārā pašregulācija. 

Turklāt ir trauki, kas tieši savienojas no arteriolām ar venulām, neizejot cauri kapilāru tīklam.

Artēriju krustojumā atrodas sfinkteri 

Asins kapilāri:

Noteiktā laikā tikai 5% cirkulējošo asiņu atrodas kapilāros. Bet šie 5% ir vissvarīgākā daļa. Jo notiek vielu apmaiņa: barības vielas, skābeklis, CO, starp asinīm un audiem. Ir aptuveni 10 miljardi kapilāru. Kopējā maiņas platība aptuveni 500 - 700 m2. Reti kad funkcionāla ķermeņa šūna atrodas tik tālu no kapilāriem. Jebkurai funkcionālai šūnai ir kapilārs, kas to baro ne tālāk par 20 līdz 30 µm.

Atsevišķi kapilāri ir daļa no kapilārā gultnes. Tas ir savstarpēji savienots asinsvadu tīkls, kas apgādā audus un orgānus. Jo aktīvāki audi, jo vairāk kapilāru tiem nepieciešams. Tie palīdz nodrošināt barības vielas un izvada vielmaiņas produktus.

Ir divi veidi:

• Īstie kapilāri:

Zari no arteriolām. Nodrošina apmaiņu starp audiem un asinīm.

• Sinusa formas kapilāri:

Perforētu asinsvadu veids, kas atrodams aknās, kaulu smadzenēs, hipofīzes priekšējā daļā un vēdera orgānos. Tie ir īssavienojumi, kas tieši savieno arteriolus un vēnas gultas pretējos galos. Tie atrodas galvenokārt mezenteriskajā mikrocirkulācijā.

1.2/ Limfātiskie kapilāri

Diametrs ir nedaudz lielāks nekā asins kapilāri. Tiem ir slēgti gali (atšķirībā no asins kapilāriem, kas vienā galā atveras arteriolām un otrā galā atveras venulām). Šī struktūra ļauj intersticiālajam šķidrumam ieplūst tajās, bet ne ārā. Šiem traukiem ir lielāks iekšējais spiediens nekā asinsvadiem. Sakarā ar lielāku plazmas olbaltumvielu koncentrāciju limfā.

2/ Kapilāru klasifikācija

Ir 3 galvenie kapilāru veidi:

• Nepārtraukta.
• Ir caurums (logs).
• Nepārtraukts: sinusoidālie kapilāri ir atrodami aknās.

2.1/ ​​Nepārtraukti kapilāri

Nepārtrauktība nozīmē: endotēlija šūnas oderē netiek pārtrauktas. Tie ļauj iziet cauri mazākām molekulām. Piemēram, ūdens un joni iziet cauri starpšūnu spraugām. Lipīdos šķīstošās molekulas var pasīvi izkliedēties pa endotēlija šūnu membrānu pa koncentrācijas gradientu.

Šī forma atrodas visās šūnās, izņemot epitēliju un skrimšļus. Šāda veida endotēlija šūnas ir īpaši izplatītas visā centrālajā nervu sistēmā un sasniedz aizkrūts dziedzeri, kur tās savieno kopā ar ciešu savienojumu. Šiem asinsvadiem ir raksturīga ierobežota caurlaidība.

Nepārtraukto formu var iedalīt divos apakštipos:

• Kapilāros ir daudz transporta pūslīšu: galvenokārt atrodamas skeleta muskuļos, pirkstos, dzimumdziedzeros un ādā.
• Kapilāriem ir vairākas transporta pūslīši: galvenokārt atrodami centrālajā nervu sistēmā. Tie ir daļa no asins-smadzeņu barjeras.

2.2/ Kapilāri ar caurumiem

Denaturētiem asinsvadiem endotēlija šūnās ir caurumi, ko sauc par fenestrae (latīņu valodā "logs"). To diametrs ir 60–80 nm. Izstiepts ar diafragmu, kas sastāv no aferentām šķiedrām. Tas ļauj izkliedēties mazām molekulām un ierobežotam proteīna daudzumam. Glomerulos ir šūnas bez membrānas.

Šajās šūnās ir spraugas, kuru funkcija ir līdzīga kapilāru diafragmai. Abiem šiem asinsvadu veidiem ir nepārtraukta stroma. Tie galvenokārt atrodas: endokrīnos dziedzeros, zarnās, aizkuņģa dziedzerī un glomerulos.

Asinsvadiem ir atveres endotēlija oderē

2.3/ Nepārtraukti vai sinusoidāli kapilāri

Šis ir asinsvadu veids ar īpašu atveri. To diametrs ir lielāks par 30–40 μm; plašākas atveres endotēlijā. Modificētajiem asinsvadiem ir membrāna, kas pārklāj caurumu. Tikmēr sinusoidālajiem traukiem nav diafragmas, un tiem ir tikai perforācija. Šāda veida asinsvadi ļauj šķērsot šūnas: sarkanās asins šūnas, baltās asins šūnas un dažādas seruma olbaltumvielas. Asinis pārvietojas pa sinusoidālajiem kapilāriem salīdzinoši lēni. Tas palielina apmaiņas laiku visā asinsvada sienā.

Šiem kapilāriem trūkst cauruļveida pūslīšu. Tādējādi izmantojot šūnu savienojumos esošās telpas, lai pārietu starp endotēlija šūnām, palīdzot transmembrānai. Sinusoidālie trauki galvenokārt atrodas: aknās, kaulu smadzenēs, liesā un periventrikulāros orgānos.

3/ Kapilārais tīkls 

Kapilāri nedarbojas kā viena vienība. Tie ir kā savstarpēji savienots tīkls, ko sauc par kapilāru tīklu; vai kapilārais pinums. Parasta arteriola veido desmitiem kapilāru, kas iztukšojas daudzās venulās.

Katra asinsvada ieeju aizsargā gludu muskuļu josta. To sauc par kapilāra sānu sfinkteru. Gludo muskuļu šūnu kontrakcija sašaurina un sašaurina asinsvadu ieejas diametru. Tādējādi tiek samazināta asins plūsma. Sfinktera atslābināšana paplašina ieeju, ļaujot asinīm ātrāk iekļūt traukā. 

Kapilāru tīklu var apgādāt ar asinīm no vairāk nekā vienas artērijas. Viņi iekļūst šajā zonā un saplūst pirms arteriolu veidošanās. Abu zaru artēriju savienojums, kas apgādā kapilāru tīklu, ir artēriju saplūšanas piemērs. Savienojums starp sirds priekšējo un aizmugurējo ventrikulāro artēriju ir abu artēriju krustojums.

Arteriolu un venulu krustojums: ir tieša saistība starp arteriolām un venulām. Palielinoties arteriovenozajam savienojumam, asinis apiet kapilāru tīklu; ieplūst tieši venozajā cirkulācijā.

4/ Asinsvadi

Lai gan parasti asinis no arteriolām uz venulām plūst nemainīgā ātrumā. Bet plūsma katrā kapilārā lielākoties ir mainīga. Katrs kapilārais sānu sfinkteris savukārt saraujas un atslābinās, iespējams, divpadsmit reizes minūtē.

Tīkla efekts ir tāds, ka asinis var sasniegt venulas pa vienu līniju tagad un otru vēlāk. Gludo muskuļu kontrakcijas un relaksācijas cikls, kas maina asins plūsmu caur mikrocirkulācijas tīklu, ir pazīstams kā vazomotors. 

Vasomotora lokalizācija kontrolē ķīmisko vielu un izšķīdušo gāzu koncentrācijas izmaiņas intersticiālajā šķidrumā.

Kad jūs atpūšaties, asinis cirkulē pa aptuveni 25 procentiem jūsu ķermeņa kapilāru tīkla asinsvadu. Sirds un asinsvadu sistēma nesatur pietiekami daudz asiņu, lai vienlaikus uzturētu asinsriti visos kapilāros visos tīklos.

5/ Kapilāru darbība

Tie savieno arteriolas ar venulām. Tas nodrošina barības vielu un atkritumu apmaiņu starp asins un audu šūnām, kā arī intersticiālu šķidrumu. Šī apmaiņa notiek pasīvās difūzijas un izžūšanas rezultātā. Odu šūnas tiek izmantotas olbaltumvielām un dažiem lipīdiem. Svarīgi ir tas, ka baltās asins šūnas var pārvietoties pa šūnu savienojumiem, lai labotu bojājumus un cīnītos ar infekciju. Šo ceļu izmanto arī metastātiskas vēža šūnas.

3 darbības mehānismi ir: difūzija, mitrināšana un ultrafiltrācija.

5.1. Difūzijas mehānisms

Difūzija ir vissvarīgākais metabolisma veids starp plazmu un intersticiālu šķidrumu. Asinīm plūstot cauri lūmenam, daļa ūdens un izšķīdušo vielu izkliedējas caur kapilāra sieniņu.

Difūziju izraisa ūdens molekulu termiskās kustības, un izšķīdušās vielas pārvietojas divos virzienos. Galvenokārt spiediena dēļ, kas no kapilāriem izspiežas intersticiālajā šķidrumā, un plazmas proteīnu koloidālā spiediena dēļ. Koloidālais spiediens saglabā ūdeni un izšķīdušās vielas kapilāros.

Difūzijas formas:

• Difūzija pa endotēlija šūnu membrānu: audos šķīstošās vielas izkliedēsies tieši pa šūnu membrānu. Nav nepieciešams iet cauri atverēm. O2, CO2,.. pārvietojas caur šo mehānismu.
• Difūzija caur spraugu: ir daudz vielu, kas nepieciešamas audiem, šķīst ūdenī, bet grūti šķērsot endotēlija šūnu lipīdu membrānu, piemēram: Na', CI', glikoze utt., izkliedēsies caur spraugu. 
• Difūzija pa membrānām un spraugām: ūdens tiek ātri izkliedēts divos virzienos pa membrānām un spraugām. Ūdens kustības ātrums pa membrānu ir 80 reizes lielāks par plazmas plūsmas ātrumu pa kapilāriem.

Papildus diviem iepriekš minētajiem spiediena veidiem ir atkarīga difūzija caur asinsvadu membrānu:

• Vielas lielums.
• Asinsvadu caurlaidība: atšķiras atkarībā no audu veida.
• Koncentrēšanās kāpnes.
• Galvenais difūzijas ātrums visā dzīslenē.

Difūzijas mehānisms caur asinsvadu sieniņām

5.2. Mitrās šūnas mehānisms

Daudzas vielas ar lielu molekulmasu (lielāku par 7 nm), piemēram, lipoproteīnu molekulas, lielas polisaharīdu molekulas, piemēram, dekstrāns, proteoglikāns... nevar iziet cauri spraugām. Parasti tie spēj nedaudz šķērsot membrānu ar higroskopisku mehānismu.

5.3. Ultrafiltrācijas mehānisms

Metabolisma kinētika pāri kapilāra sienai ir atkarīga no četriem dominējošiem spēkiem: kapilārā hidrostatiskā spiediena, intersticiālā šķidruma hidrostatiskā spiediena, kapilārā koloidālā spiediena un intersticiālā šķidruma koloidālā spiediena.

Kapilāri ir mazi, bet svarīgi asinsvadi/limfātiskie asinsvadi asinsrites sistēmai. Šajos asinsvados tiek nodrošināta galvenā asinsvadu sistēmas funkcija. Šeit notiek ūdens, 02, C02, barības vielu un atkritumu apmaiņa starp asinīm un audiem ap tām. Kapilāru darbība palīdz asinsrites sistēmai efektīvi un precīzi darboties, barojot un izvadot organisma vielas.