Kapiláry: Dôležitý systém mikrocirkulácie tela

Obehový systém je pre nás veľmi dôležitý. Krv z arteriol vstupuje do kapilár. Potom na venulách. Venuly sa kondenzujú do väčších žíl, aby sa vrátili do srdca. Mikrocirkulácia alebo kapilárny obeh je miesto, kde sa realizuje konečný cieľ krvného obehu. Ide o privádzanie živín do tkanív a odstraňovanie odpadových látok z buniek. Kapiláry sú prítomné aj v lymfatickom systéme. Lymfatické kapiláry sa spájajú s väčšími lymfatickými cievami, aby odvádzali lymfu zhromaždenú v mikrocirkulácii.

obsahu

• 1/ Kapilárna štruktúra
• 2/ Klasifikácia kapilár
• 3/ Kapilárna sieť 
• 4/ Cievnatosť
• 5/ Funkcia kapilár

1/ Kapilárna štruktúra

Každý orgán má jedinečnú sieť mikrocirkulácie, prispôsobenú jeho vlastným potrebám. Zvyčajne sa tepna, ktorá vyživuje orgán, rozvetvuje 6 až 8 krát do arteriol. Artérie majú vnútorný priemer menší ako 20 µm.

1.1/ Krvné kapiláry

• Stena cievy nemá hladké svalstvo. Priemer je cca 5 – 10 um. Dostatočná veľkosť na to, aby sa erytrocyt natiahol, aby prešiel. Jeho štruktúra sa tiež líši v závislosti od tkaniva.
• Špička cievy má zvierač, ktorý pomáha cieve stiahnuť sa a otvoriť krvnú cievu.
• Stena má vrstvu endotelových buniek, vonku je bazálna membrána.
• Medzi endotelovými bunkami sú medzibunkové priestory. Pomáha pri komunikácii medzi vnútrom a vonkajškom plavidla. Štrbiny zaberajú asi 1/1000 celkovej plochy kapilár. Väčšina vody a elektrolytov môže prechádzať cez štrbinu.

V kapilárach krv neprechádza nepretržite, ale vo vlnách. Je to spôsobené kontrakciou predkapilárnych zvieračov a hladkých svalov v stenách priamych ciev. Tieto svaly sa sťahujú rýchlosťou 5 až 10-krát za minútu. Dôležitým faktorom ovplyvňujúcim toto otvorenie je koncentrácia kyslíka v tkanive. Čím väčší je dopyt, tým väčšie množstvo krvi sa dostane do tkaniva. Ide o kapilárnu samoreguláciu. 

Okrem toho existujú cievy, ktoré sa spájajú priamo z arteriol s venulami bez toho, aby prešli kapilárnou sieťou.

Na križovatke tepien sú zvierače 

Krvné kapiláry:

V danom čase je v kapilárach iba 5 % cirkulujúcej krvi. Ale týchto 5% je najdôležitejšia časť. Dochádza totiž k výmene látok: živín, kyslíka, CO, medzi krvou a tkanivami. Existuje asi 10 miliárd kapilár. Celková výmenná plocha je cca 500 - 700 m2. Je zriedkavé, že funkčná bunka tela je tak ďaleko od kapilár. Každá funkčná bunka má kapiláru, ktorá ju vyživuje nie ďalej ako 20 až 30 µm.

Jednotlivé kapiláry sú súčasťou kapilárneho lôžka. Ide o prepletenú sieť krvných ciev, ktoré zásobujú tkanivá a orgány. Čím aktívnejšie je tkanivo, tým viac kapilár potrebuje. Pomáhajú poskytovať živiny a odvádzať produkty metabolizmu.

Existujú dva typy:

• Skutočné kapiláry:

Vetvy z arteriol. Zabezpečuje výmenu medzi tkanivom a krvou.

• Sínusové kapiláry:

Typ perforovanej krvnej cievy nachádzajúci sa v pečeni, kostnej dreni, prednej hypofýze a ventrálnych orgánoch. Sú to skraty, ktoré priamo spájajú arterioly a žily na opačných koncoch lôžka. Nachádzajú sa najmä v mezenterickej mikrocirkulácii.

1.2/ Lymfatické kapiláry

Mierne väčší priemer ako krvné kapiláry. Majú uzavreté konce (na rozdiel od krvných kapilár, ktoré sa na jednom konci otvárajú do arteriol a na druhom konci do venulov). Táto štruktúra umožňuje intersticiálnej tekutine prúdiť do nich, ale nie von. Tieto cievy majú väčší vnútorný tlak ako krvné cievy. V dôsledku väčšej koncentrácie plazmatických bielkovín v lymfe.

2/ Klasifikácia kapilár

Existujú 3 hlavné typy kapilár:

• Nepretržitý.
• Je tam diera (okno).
• Nespojité: v pečeni sa nachádzajú sínusové kapiláry.

2.1/ ​​Nepretržité kapiláry

Kontinuita znamená: endotelové bunky vo výstelke nie sú prerušené. Prepúšťajú len menšie molekuly. Napríklad voda a ióny prechádzajú cez ich medzibunkové štrbiny. Molekuly rozpustné v lipidoch môžu pasívne difundovať cez membránu endotelových buniek pozdĺž koncentračného gradientu.

Táto forma je prítomná vo všetkých bunkách okrem epitelu a chrupavky. Endotelové bunky tohto typu sú špecificky rozšírené v centrálnom nervovom systéme a dosahujú týmus, kde sú navzájom spojené tesným spojením. Tieto krvné cievy sa vyznačujú obmedzenou priepustnosťou.

Kontinuálnu formu možno rozdeliť do dvoch podtypov:

• Kapiláry majú veľa transportných vezikúl: nachádzajú sa hlavne v kostrovom svale, prstoch, pohlavných žľazách a koži.
• Kapiláry majú niekoľko transportných vezikúl: nachádzajú sa hlavne v centrálnom nervovom systéme. Sú súčasťou hematoencefalickej bariéry.

2.2/ Kapiláry s otvormi

Denaturované krvné cievy majú v endotelových bunkách otvory nazývané fenestrae (latinsky „okno“). Majú priemer 60-80 nm. Natiahnutý membránou pozostávajúcou z aferentných vlákien. To umožňuje difúziu malých molekúl a obmedzeného množstva bielkovín. V glomerule sú bunky bez membrány.

Tieto bunky majú štrbiny s funkciou podobnou membráne kapilár. Oba tieto typy krvných ciev majú súvislú strómu. Nachádzajú sa najmä v: endokrinných žľazách, črevách, pankrease a glomeruloch.

Krvné cievy majú otvory v endoteliálnej výstelke

2.3/ Nespojité alebo sínusové kapiláry

Ide o typ krvných ciev so špeciálnym otvorom. Majú priemer viac ako 30–40 μm; širšie otvory v endoteli. Upravené krvné cievy majú membránu, ktorá prekrýva otvor. Medzitým sínusové cievy nemajú membránu a majú iba perforáciu. Tieto typy krvných ciev umožňujú prechod buniek: červených krviniek, bielych krviniek a rôznych sérových proteínov. Krv sa pohybuje cez sínusové kapiláry pomerne pomaly. To zvyšuje čas na výmenu cez stenu cievy.

Týmto kapiláram chýbajú tubulárne vezikuly. Využitie priestorov prítomných v bunkových spojeniach na prenos medzi endotelovými bunkami, čo napomáha transmembráne. Sínusové cievy sa nachádzajú najmä v: pečeni, kostnej dreni, slezine a periventrikulárnych orgánoch.

3/ Kapilárna sieť 

Kapiláry nefungujú ako jeden celok. Sú ako prepojená sieť nazývaná kapilárna sieť; alebo kapilárny plexus. Bežná arteriola tvorí desiatky kapilár, ktoré ústia do mnohých venúl.

Vstup do každej cievy je chránený pásom hladkého svalstva. Nazýva sa laterálny zvierač kapiláry. Kontrakcia buniek hladkého svalstva sťahuje a zužuje priemer cievneho vchodu. Tým sa zníži prietok krvi. Uvoľnením zvierača sa vchod rozširuje, čím sa krv dostáva rýchlejšie do cievy. 

Kapilárna sieť môže byť zásobovaná krvou z viac ako jednej tepny. Vstupujú do tejto oblasti a spájajú sa pred vytvorením arteriol. Spojenie dvoch vetvových tepien zásobujúcich kapilárnu sieť je príkladom arteriálnej fúzie. Spojenie medzi prednou a zadnou komorovou tepnou srdca je spojnicou týchto dvoch tepien.

Spojenie arteriol a venul: je priamy vzťah medzi arteriolami a venulami. Keď je arteriovenózna križovatka zväčšená, krv obchádza kapilárnu sieť; prúdi priamo do žilového obehu.

4/ Cievnatosť

Hoci normálne krv prúdi z arteriol do venul konštantnou rýchlosťou. Ale prietok v každej kapiláre je väčšinou premenlivý. Každý kapilárny laterálny zvierač sa postupne sťahuje a uvoľňuje, možno dvanásťkrát za minútu.

Účinok siete je taký, že krv môže dosiahnuť venuly jednou čiarou teraz a druhou neskôr. Cyklus kontrakcie a relaxácie hladkého svalstva, ktorý mení prietok krvi cez mikrocirkulačnú sieť, je známy ako vazomotorický. 

Vazomotorická lokalizácia riadi zmeny v koncentráciách chemikálií a rozpustených plynov v intersticiálnej tekutine.

Keď odpočívate, krv cirkuluje cez asi 25 percent ciev v kapilárnej sieti vášho tela. Kardiovaskulárny systém neobsahuje dostatok krvi na udržanie prietoku krvi do všetkých kapilár vo všetkých sieťach súčasne.

5/ Funkcia kapilár

Spájajú arterioly s venulami. To umožňuje výmenu živín a odpadových produktov medzi krvou a tkanivovými bunkami spolu s intersticiálnou tekutinou. K tejto výmene dochádza pasívnou difúziou a vysúšaním. Bunky komárov sa používajú na bielkoviny a niektoré lipidy. Dôležité je, že biele krvinky sa môžu pohybovať cez spoje medzi bunkami, aby opravili poškodenie a bojovali proti infekcii. Túto dráhu využívajú aj metastatické rakovinové bunky.

3 mechanizmy účinku sú: difúzia, zvlhčovanie a ultrafiltrácia.

5.1. Difúzny mechanizmus

Difúzia je najdôležitejším spôsobom metabolizmu medzi plazmou a intersticiálnou tekutinou. Keď krv prúdi cez lúmen, časť vody a rozpustených látok difunduje cez stenu kapiláry.

Difúzia je spôsobená tepelnými pohybmi molekúl vody a rozpustené látky sa pohybujú v dvoch smeroch. Hlavne kvôli tlaku vytláčanému z kapilár do intersticiálnej tekutiny a koloidnému tlaku plazmatických bielkovín . Koloidný tlak má vplyv na zadržiavanie vody a rozpustených látok v kapilárach.

Difúzne formy:

• Difúzia cez endoteliálnu bunkovú membránu: Látky rozpustné v tkanive budú difundovať priamo cez bunkovú membránu. Nie je potrebné prechádzať cez otvory. O2, CO2,.. sa pohybujú týmto mechanizmom.
• Difúzia cez medzeru: existuje veľa látok, ktoré potrebujú tkanivá, sú rozpustné vo vode, ale ťažko prechádzajú cez lipidovú membránu endotelových buniek, ako sú: Na', CI', glukóza atď. budú difundovať cez štrbinu. 
• Difúzia cez membrány a štrbiny: voda rýchlo difunduje v dvoch smeroch cez membrány a štrbiny. Rýchlosť pohybu vody cez membránu je 80-násobkom rýchlosti toku plazmy pozdĺž kapilár.

Sự khuếch tán qua màng mạch máu ngoài hai loại áp suất trên còn tùy thuộc:

• Kích thước của vật chất.
• Tính thấm của thành mạch: khác nhau tùy loại mô.
• Bậc thang nồng độ.
• Nhịp độ khuếch tán chính qua màng mạch.

Cơ chế khuếch tán qua thành mạch

5.2. Cơ chế ẩm bào

Nhiều chất có trọng lượng phân tử lớn (lớn hơn 7 nm) như: phân tử lipoprotein, các phân tử polysaccharide lớn như dextran, proteoglycan… không thể qua các khe. Chúng thường có thể qua màng một ít bằng cơ chế ẩm bào.

5.3. Cơ chế siêu lọc

Động học của trao đổi chất qua thành mao mạch phụ thuộc bốn loại lực chi phối là: áp suất thủy tĩnh mao mạch, áp suất thủy tĩnh dịch kẽ, áp suất keo mao mạch, áp suất keo dịch kẽ.

Kapiláry sú malé, ale dôležité krvné cievy/lymfatické cievy pre obehový systém. V týchto cievach je zabezpečená hlavná funkcia cievneho systému. Tu dochádza k výmene vody, 02, C02, živín a odpadových produktov medzi krvou a tkanivami okolo nich. Činnosť kapilár pomáha obehovému systému efektívne a presne fungovať pri vyživovaní a vylučovaní látok z tela.