Kapillærer: Kroppens viktige mikrosirkulasjonssystem

Sirkulasjonssystemet er veldig viktig for oss. Blod fra arteriolene kommer inn i kapillærene. Så på venulene. Venulene kondenserer inn i de større venene for å returnere til hjertet. Mikrosirkulasjon eller kapillærsirkulasjon er der det endelige målet for blodsirkulasjonen realiseres. Det er for å bringe næringsstoffer til vev og fjerne avfallsstoffer fra cellene. Kapillærer er også tilstede i lymfesystemet. Lymfekapillærer kobles til større lymfekar for å drenere lymfe som er samlet i mikrosirkulasjonen.

innhold

• 1/ Kapillær struktur
• 2/ Klassifisering av kapillærer
• 3/ Kapillærnettverk 
• 4/ Vaskularitet
• 5/ Funksjon av kapillærer

1/ Kapillær struktur

Hvert organ har et unikt mikrosirkulasjonsnettverk, skreddersydd til dets egne behov. Vanligvis forgrener arterien som mater organet 6 til 8 ganger til arterioler. Arterier har en indre diameter på mindre enn 20 µm.

1.1/ Blodkapillærer

• Karveggen har ingen glatt muskulatur. Diameteren er ca 5 – 10 um. Tilstrekkelig størrelse til at en erytrocytt kan strekke seg ut for å passere. Dens struktur varierer også avhengig av vevet.
• Spissen av karet har en lukkemuskel som hjelper karet til å trekke seg sammen og åpne blodåren.
• Veggen har et lag med endotelceller, utenfor er basalmembranen.
• Det er intercellulære rom mellom endotelcellene. Hjelper med å kommunisere mellom innsiden og utsiden av fartøyet. Spaltene opptar omtrent 1/1000 av det totale arealet av kapillærene. De fleste vann og elektrolytter kan passere gjennom spalten.

I kapillærene passerer ikke blod kontinuerlig, men i bølger. Det er forårsaket av sammentrekning av pre-kapillære sphincter og glatte muskler i veggene til de rette karene. Disse musklene trekker seg sammen med en hastighet på 5 til 10 ganger per minutt. Den viktige faktoren som påvirker denne åpningen er oksygenkonsentrasjonen i vevet. Jo større etterspørselen er, desto større mengder blod når vevet. Det er kapillær selvregulering. 

I tillegg er det kar som kobles direkte fra arteriolene til venulene uten å gå gjennom kapillærnettet.

I krysset mellom arterier er det lukkemuskler 

Blodkapillærer:

På et gitt tidspunkt er bare 5 % av sirkulerende blod i kapillærene. Men disse 5 % er den viktigste delen. For det er en utveksling av stoffer: næringsstoffer, oksygen, CO, mellom blod og vev. Det er rundt 10 milliarder kapillærer. Totalt bytteareal er på ca 500 - 700 m2. Det er sjelden at en funksjonell celle i kroppen er så langt unna kapillærene. Enhver funksjonell celle har en kapillær som mater den ikke lenger enn 20 til 30 µm.

De enkelte kapillærene er en del av kapillærleiet. Det er et sammenvevd nettverk av blodårer som forsyner vev og organer. Jo mer aktivt vevet er, jo flere kapillærer trenger det. De bidrar til å tilføre næringsstoffer og frakte bort stoffskiftets produkter.

Det er to typer:

• Ekte kapillærer:

Grener fra arterioler. Gir utveksling mellom vev og blod.

• Sinusformede kapillærer:

En type perforert blodåre som finnes i leveren, benmargen, hypofysen og ventrale organer. De er kortslutninger som direkte forbinder arterioler og vener i motsatte ender av sengen. De finnes hovedsakelig i den mesenteriske mikrosirkulasjonen.

1.2/ Lymfekapillærer

Litt større i diameter enn blodkapillærer. De har lukkede ender (i motsetning til blodkapillærer som åpner i den ene enden til arteriolene og åpner i den andre til venulene). Denne strukturen lar interstitiell væske strømme inn i dem, men ikke ut. Disse karene har et større indre trykk enn blodkar. På grunn av den større konsentrasjonen av plasmaproteiner i lymfen.

2/ Klassifisering av kapillærer

Det er 3 hovedtyper kapillærer:

• Kontinuerlige.
• Det er et hull (vindu).
• Diskontinuerlig: sinusformede kapillærer finnes i leveren.

2.1/ ​​Kontinuerlige kapillærer

Kontinuitet betyr: endotelceller i slimhinnen blir ikke avbrutt. De lar bare mindre molekyler passere. For eksempel passerer vann og ioner gjennom deres intercellulære spalter. Lipidløselige molekyler kan passivt diffundere over endotelcellemembranen, langs en konsentrasjonsgradient.

Denne formen er tilstede i alle celler unntatt epitel og brusk. Endotelceller av denne typen er spesifikt spredt gjennom sentralnervesystemet og når thymus hvor de er forbundet med en tett kobling. Disse blodårene er preget av begrenset permeabilitet.

Den kontinuerlige formen kan deles inn i to undertyper:

• Kapillærer har mange transportvesikler: finnes hovedsakelig i skjelettmuskulatur, fingre, gonader og hud.
• Kapillærer har flere transportvesikler: hovedsakelig funnet i sentralnervesystemet. De er en del av blod-hjerne-barrieren.

2.2/ Kapillærer med hull

Denaturerte blodårer har hull kalt fenestrae (latin for "vindu") i endotelcellene. De er 60–80 nm i diameter. Strukket av en diafragma som består av afferente fibre. Dette gjør at små molekyler og en begrenset mengde protein kan diffundere. I glomerulus er det celler uten membran.

Disse cellene har spalter med en funksjon som ligner på membranen til kapillærene. Begge disse typene blodårer har et kontinuerlig stroma. De er hovedsakelig lokalisert i: endokrine kjertler, tarmer, bukspyttkjertel og glomeruli.

Blodkar har åpninger i endotelslimhinnen

2.3/ Diskontinuerlige eller sinusformede kapillærer

Dette er en type blodåre med en spesiell åpning. De er mer enn 30–40 μm i diameter; bredere åpninger i endotelet. De modifiserte blodårene har en membran som dekker hullet. I mellomtiden har ikke sinusformede kar en diafragma og har bare en perforering. Disse typer blodårer tillater passasje av celler: røde blodlegemer, hvite blodlegemer og ulike serumproteiner. Blod beveger seg relativt sakte gjennom de sinusformede kapillærene. Dette øker tiden for utveksling over karveggen.

Disse kapillærene mangler rørformede vesikler. Dermed bruker mellomrommene som er tilstede i cellekryssene for å overføre mellom endotelceller, og hjelper til med transmembran. Sinuskar finnes hovedsakelig i: lever, benmarg, milt og periventrikulære organer.

3/ Kapillærnettverk 

Kapillærer fungerer ikke som en enkelt enhet. De er som et sammenkoblet nettverk kalt et kapillærnettverk; eller kapillær plexus. En vanlig arteriole danner dusinvis av kapillærer som tømmes ut i mange venoler.

Inngangen til hvert blodår er beskyttet av et glattmuskelbelte. Kalt den laterale lukkemuskelen til kapillæren. Sammentrekning av glatte muskelceller trekker inn og innsnevrer diameteren på vaskulær inngang. Dermed reduseres strømmen av blod. Avslappingen av lukkemuskelen utvider inngangen, slik at blod kommer raskere inn i karet. 

Kapillærnettverket kan forsynes med blod fra mer enn én arterie. De går inn i dette området og smelter sammen før de danner arterioler. Sammenslåingen av de to grenarteriene som forsyner kapillærnettverket er et eksempel på arteriell fusjon. Forbindelsen mellom de fremre og bakre ventrikulære arteriene i hjertet er krysset mellom de to arteriene.

Krysset mellom arterioler og venuler: er det direkte forholdet mellom arterioler og venuler. Når det arteriovenøse krysset er forstørret, omgår blod kapillærnettverket; renner direkte inn i venesirkulasjonen.

4/ Vaskularitet

Selv om det normalt strømmer blod fra arterioler til venuler med en konstant hastighet. Men strømmen i hver kapillær er stort sett variabel. Hver kapillær lateral sphincter trekker seg i sin tur sammen og slapper av, muligens tolv ganger per minutt.

Effekten av nettverket er at blod kan nå venulene med en linje nå og en annen senere. Syklusen med sammentrekning og avslapning av glatt muskulatur som endrer blodstrømmen gjennom mikrosirkulasjonsnettverket er kjent som vasomotorisk. 

Vasomotorisk lokalisering kontrollerer endringer i konsentrasjonen av kjemikalier og oppløste gasser i interstitialvæsken.

Når du hviler, sirkulerer blodet gjennom omtrent 25 prosent av karene i kroppens kapillærnettverk. Det kardiovaskulære systemet inneholder ikke nok blod til å opprettholde blodstrømmen til alle kapillærer i alle nettverk samtidig.

5/ Funksjon av kapillærer

De forbinder arterioler med venuler. Dette tillater utveksling av næringsstoffer og avfallsstoffer mellom blod- og vevscellene, sammen med interstitiell væske. Denne utvekslingen skjer ved passiv diffusjon og ved uttørking. Myggceller brukes til proteiner og noen lipider. Viktigere, hvite blodceller kan bevege seg gjennom kryssene mellom cellene for å reparere skader og bekjempe infeksjon. Denne veien brukes også av metastatiske kreftceller.

3 virkningsmekanismer er: diffusjon, befuktning og ultrafiltrering.

5.1. Diffusjonsmekanisme

Diffusjon er den viktigste metabolismen mellom plasma og interstitiell væske. Når blod strømmer gjennom lumen, diffunderer noe vann og oppløste stoffer gjennom kapillærveggen.

Diffusjon er forårsaket av termiske bevegelser av vannmolekyler og oppløste stoffer beveger seg i to retninger. Hovedsakelig på grunn av trykket som skyver ut av kapillærene inn i interstitialvæsken og det kolloidale trykket til plasmaproteiner . Kolloidalt trykk har effekten av å holde vann og oppløste stoffer i kapillærene.

Diffusjonsformer:

• Diffusjon over endotelcellemembranen: Vevløselige stoffer vil diffundere direkte over cellemembranen. Du trenger ikke å gå gjennom åpningene. O2, CO2,.. beveger seg gjennom denne mekanismen.
• Diffusjon gjennom gapet: det er mange stoffer som trengs av vev, løselige i vann, men vanskelige å krysse lipidmembranen til endotelceller som: Na', CI', glukose, etc. vil diffundere gjennom kløften. 
• Diffusjon over membraner og spalter: vann diffunderes raskt i to retninger over membraner og spalter. Hastigheten for vannbevegelse over membranen er 80 ganger hastigheten for plasmastrøm langs kapillærene.

Diffusjon over den vaskulære membranen avhenger, i tillegg til de to ovennevnte typer trykk:

• Størrelsen på saken.
• Vaskulær permeabilitet: varierer etter vevstype.
• Konsentrasjonsstige.
• Hovedraten for diffusjon over årehinnen.

Mekanisme for diffusjon gjennom karveggen

5.2. Fuktig cellemekanisme

Mange stoffer med stor molekylvekt (større enn 7 nm) som lipoproteinmolekyler, store polysakkaridmolekyler som dekstran, proteoglykan... kan ikke passere gjennom spaltene. De er vanligvis i stand til å krysse membranen litt ved hjelp av hygroskopisk mekanisme.

5.3. Ultrafiltreringsmekanisme

Kinetikken til metabolisme over kapillærveggen avhenger av fire dominerende krefter: kapillært hydrostatisk trykk, interstitielt væskehydrostatisk trykk, kapillært kolloidalt trykk og interstitielt væskekolloidalt trykk.

Kapillærer er små, men viktige blodårer/lymfekar, for sirkulasjonssystemet. Disse blodårene er der hovedfunksjonen til det vaskulære systemet er sikret. Det er der utvekslingen av vann, 02, C02, næringsstoffer og avfallsstoffer skjer mellom blodet og vevene rundt dem. Virkningen av kapillærer hjelper sirkulasjonssystemet til å fungere effektivt og nøyaktig når det gjelder næring og utskillelse av kroppens stoffer.