Капіляри: важлива система мікроциркуляції організму

Для нас дуже важлива система кровообігу. Кров з артеріол надходить у капіляри. Потім на венулах. Венули конденсуються в більші вени, щоб повернутися до серця. Мікроциркуляція або капілярний кровообіг – це місце, де реалізується кінцева мета кровообігу. Він полягає в тому, щоб доставити поживні речовини до тканин і видалити з клітин відходи. Капіляри також присутні в лімфатичній системі. Лімфатичні капіляри з’єднуються з більшими лімфатичними судинами для відтоку лімфи, що збирається в мікроциркуляції.

зміст

• 1/ Капілярна структура
• 2/ Класифікація капілярів
• 3/ Капілярна мережа 
• 4/ Судинність
• 5/ Функція капілярів

1/ Капілярна структура

Кожен орган має унікальну мережу мікроциркуляції, яка відповідає його потребам. Зазвичай артерія, яка живить орган, розгалужується від 6 до 8 разів на артеріоли. Артерії мають внутрішній діаметр менше 20 мкм.

1.1/ Кровоносні капіляри

• Стінка судини не має гладкої мускулатури. Діаметр близько 5-10 мкм. Достатній розмір, щоб еритроцит розтягнувся, щоб пройти. Його структура також змінюється в залежності від тканини.
• На кінчику судини є сфінктер, який допомагає судині скорочуватися і відкривати кровоносну судину.
• Стінка має шар ендотеліальних клітин, зовні знаходиться базальна мембрана.
• Між ендотеліальними клітинами є міжклітинні простори. Допомагає спілкуватися між внутрішньою і зовнішньою сторонами посудини. Щілини займають близько 1/1000 загальної площі капілярів. Більшість води та електролітів можуть проходити через щілину.

У капілярах кров тече не безперервно, а хвилево. Виникає внаслідок скорочення прекапілярних сфінктерів і гладкої мускулатури стінок прямих судин. Ці м’язи скорочуються від 5 до 10 разів на хвилину. Важливим фактором, що впливає на це відкриття, є концентрація кисню в тканині. Чим більший попит, тим більша кількість крові досягає тканини. Це капілярна саморегуляція. 

Крім того, є судини, які з’єднуються безпосередньо від артеріол з венулами, не проходячи через капілярну мережу.

На стику артерій є сфінктери 

Кровоносні капіляри:

У певний момент лише 5% циркулюючої крові знаходиться в капілярах. Але ці 5% є найважливішою частиною. Бо там відбувається обмін речовин: поживних речовин, кисню, СО, між кров’ю і тканинами. Є близько 10 мільярдів капілярів. Загальна площа обміну становить близько 500 - 700 м2. Рідко функціональна клітина тіла знаходиться так далеко від капілярів. Будь-яка функціональна клітина має капіляр, який живить її не далі 20-30 мкм.

Окремі капіляри є частиною капілярного русла. Це переплетена мережа кровоносних судин, які живлять тканини та органи. Чим активніше тканина, тим більше капілярів їй потрібно. Вони допомагають забезпечувати поживними речовинами і виносити продукти метаболізму.

Є два типи:

• Справжні капіляри:

Гілки від артеріол. Забезпечує обмін між тканинами і кров'ю.

• Синусоподібні капіляри:

Тип перфорованої кровоносної судини, що знаходиться в печінці, кістковому мозку, передній долі гіпофіза та вентральних органах. Вони являють собою короткі замикання, які безпосередньо з’єднують артеріоли і вени на протилежних кінцях ложа. Вони зустрічаються переважно в мезентеріальній мікроциркуляції.

1.2/ Лімфатичні капіляри

Трохи більше в діаметрі, ніж кровоносні капіляри. Вони мають закриті кінці (на відміну від кровоносних капілярів, які відкриваються одним кінцем до артеріол, а іншим відкриваються до венул). Ця структура дозволяє інтерстиціальній рідині надходити в них, але не виходити. Ці судини мають більший внутрішній тиск, ніж кровоносні судини. Через більшу концентрацію білків плазми в лімфі.

2/ Класифікація капілярів

Існує 3 основних типи капілярів:

• Безперервний.
• Є отвір (вікно).
• Переривчасті: в печінці виявляються синусоїдальні капіляри.

2.1/ ​​Безперервні капіляри

Безперервність означає: ендотеліальні клітини в оболонці не перериваються. Вони пропускають лише менші молекули. Наприклад, вода та іони проходять через свої міжклітинні щілини. Ліпідорозчинні молекули можуть пасивно дифундувати через мембрану ендотеліальних клітин уздовж градієнта концентрації.

Ця форма є у всіх клітинах, крім епітелію та хряща. Ендотеліальні клітини цього типу специфічно поширюються по центральній нервовій системі і досягають тимуса, де вони з’єднуються між собою щільним з’єднанням. Ці кровоносні судини характеризуються обмеженою проникністю.

Суцільну форму можна розділити на два підтипи:

• Капіляри мають багато транспортних везикул: знаходяться переважно в скелетних м’язах, пальцях, статевих залозах і шкірі.
• Капіляри мають кілька транспортних везикул: переважно знаходяться в центральній нервовій системі. Вони є частиною гематоенцефалічного бар’єру.

2.2/ Капіляри з отворами

Денатуровані кровоносні судини мають отвори, які називаються fenestrae (лат. «вікно») в ендотеліальних клітинах. Вони мають діаметр 60-80 нм. Розтягується діафрагмою, що складається з аферентних волокон. Це дозволяє малим молекулам і обмеженій кількості білка дифундувати. У клубочку є клітини без мембрани.

Ці клітини мають щілини з функцією, подібною до діафрагми капілярів. Обидва ці типи кровоносних судин мають безперервну строму. В основному вони розташовані в: ендокринних залозах, кишечнику, підшлунковій залозі та клубочках.

Кровоносні судини мають отвори в ендотеліальній оболонці

2.3/ Розривні або синусоїдні капіляри

Це тип кровоносної судини зі спеціальним отвором. Вони мають діаметр більше 30–40 мкм; більш широкі отвори в ендотелії. Модифіковані кровоносні судини мають мембрану, яка закриває отвір. Тим часом синусоїдні судини не мають діафрагми і мають лише перфорацію. Ці типи кровоносних судин забезпечують проходження клітин: еритроцитів, білих кров’яних тілець і різних білків сироватки. Кров рухається по синусоїдальних капілярах відносно повільно. Це збільшує час для обміну через стінку судини.

У цих капілярах відсутні трубчасті везикули. Таким чином, використовуючи простори, наявні в клітинних з’єднаннях, для переміщення між ендотеліальними клітинами, допомагаючи трансмембрані. Синусоїдні судини в основному знаходяться в: печінці, кістковому мозку, селезінці та перивентрикулярних органах.

3/ Капілярна мережа 

Капіляри не функціонують як єдине ціле. Вони схожі на взаємопов’язану мережу, яка називається капілярною; або капілярне сплетення. Загальна артеріола утворює десятки капілярів, які вливаються в багато венул.

Вхід кожної кровоносної судини захищений гладком’язовим поясом. Називається бічним сфінктером капіляра. Скорочення гладком’язових клітин звужує і звужує діаметр судинного входу. Таким чином зменшується приплив крові. Розслаблення сфінктера розширює вхід, дозволяючи крові надходити в судину швидше. 

Капілярна мережа може забезпечуватися кров'ю більш ніж з однієї артерії. Вони входять в цю область і зливаються до утворення артеріол. З’єднання двох гілок артерій, що живлять капілярну мережу, є прикладом артеріального злиття. З'єднанням між передньою і задньою шлуночковими артеріями серця є з'єднання двох артерій.

Місце з’єднання артеріол і венул: це прямий зв’язок між артеріолами і венулами. При збільшенні артеріовенозного з’єднання кров обходить капілярну мережу; надходить безпосередньо у венозний кровообіг.

4/ Судинність

Хоча зазвичай кров тече від артеріол до венул з постійною швидкістю. Але потік у кожному капілярі переважно змінний. Кожен бічний капілярний сфінктер по черзі скорочується і розслабляється, можливо, дванадцять разів на хвилину.

Ефект мережі полягає в тому, що кров може досягати венул однією лінією зараз, а іншою пізніше. Цикл скорочення і розслаблення гладкої мускулатури, який змінює потік крові через мікроциркуляторну мережу, відомий як вазомоторний. 

Вазомоторна локалізація контролює зміни концентрації хімічних речовин і розчинених газів в інтерстиціальній рідині.

Коли ви відпочиваєте, кров циркулює приблизно через 25 відсотків судин капілярної мережі вашого тіла. Серцево-судинна система не містить достатньої кількості крові для підтримки кровотоку до всіх капілярів у всіх мережах одночасно.

5/ Функція капілярів

Вони з’єднують артеріоли з венулами. Це дозволяє обмінюватися поживними речовинами та відходами між кров’ю та клітинами тканин, а також міжтканинною рідиною. Цей обмін відбувається шляхом пасивної дифузії та висушування. Клітини комарів використовуються для отримання білків і деяких ліпідів. Важливо, що білі кров’яні клітини можуть переміщатися через з’єднання між клітинами, щоб відновити пошкодження та боротися з інфекцією. Цей шлях також використовується метастазуючими раковими клітинами.

3 механізми дії: дифузія, зволоження та ультрафільтрація.

5.1. Дифузійний механізм

Дифузія є найважливішим способом метаболізму між плазмою та інтерстиціальною рідиною. Коли кров тече через просвіт, частина води та розчинених речовин дифундує через стінку капіляра.

Дифузія викликається тепловими рухами молекул води, а розчинені речовини рухаються в двох напрямках. В основному за рахунок тиску, що виштовхує капіляри в інтерстиціальну рідину, і колоїдного тиску білків плазми . Колоїдний тиск утримує воду та розчинені речовини в капілярах.

Дифузійні форми:

• Дифузія через мембрану ендотеліальної клітини: Тканинорозчинні речовини будуть дифундувати безпосередньо через клітинну мембрану. Не потрібно проходити через отвори. O2, CO2,.. рухаються через цей механізм.
• Дифузія через щілину: є багато речовин, необхідних тканинам, розчинних у воді, але важко проникнутих через ліпідну мембрану ендотеліальних клітин, таких як: Na', CI', глюкоза тощо, будуть дифундувати через щілину. 
• Дифузія через мембрани та щілини: вода швидко дифундує у двох напрямках через мембрани та щілини. Швидкість руху води через мембрану в 80 разів перевищує швидкість потоку плазми вздовж капілярів.

Дифузія через судинну мембрану залежить, крім перерахованих вище двох типів тиску:

• Розмір матерії.
• Судинна проникність: залежить від типу тканини.
• Драбина концентрації.
• Основна швидкість дифузії через судинну оболонку.

Механізм дифузії через стінку судини

5.2. Механізм вологих клітин

Багато речовин з великою молекулярною масою (більше 7 нм), наприклад, молекули ліпопротеїдів, великі молекули полісахаридів, такі як декстран, протеоглікан... не можуть проходити через щілини. Зазвичай вони здатні трохи перетинати мембрану за допомогою гігроскопічного механізму.

5.3. Механізм ультрафільтрації

Кінетика метаболізму через стінку капіляра залежить від чотирьох домінуючих сил: капілярного гідростатичного тиску, гідростатичного тиску міжклітинної рідини, капілярного колоїдного тиску та колоїдного тиску інтерстиціальної рідини.

Капіляри - це маленькі, але важливі кровоносні/лімфатичні судини для кровоносної системи. У цих кровоносних судинах забезпечується основна функція судинної системи. Тут відбувається обмін води, 02, C02, поживних речовин і продуктів життєдіяльності між кров’ю та тканинами навколо них. Дія капілярів допомагає кровоносній системі працювати ефективно та точно, живлячи та виводячи речовини з організму.