Будова і функції капілярів в організмі

Капіляри - це найдрібніші кровоносні судини тіла, що з’єднують найдрібніші артерії з найменшими венами. Ці судини часто називають "мікроциркуляцією".

Товщиною всього два шари клітин, мета капілярів - відігравати центральну роль у циркуляції, доставляючи кисень у кров до тканин та збираючи вуглекислий газ, який потрібно усунути. Вони також є місцем, де поживні речовини доставляються для харчування всіх клітин тіла.

Існує три основних типи капілярів - суцільні, фенестровані та розривні або синусоїдальні, які знаходяться в різних областях тіла, а спеціалізовані капіляри в мозку складають гематоенцефалічний бар’єр.

Тести, що оцінюють капіляри, важливі для медичної оцінки людей, і з цими судинами пов’язано кілька захворювань.

Структура

Капіляри дуже тонкі, діаметром приблизно 5 мікрометрів, і складаються лише з двох шарів клітин - внутрішнього шару клітин ендотелію та зовнішнього шару клітин епітелію. Вони настільки малі, що еритроцити повинні протікати через них одним файлом.

За підрахунками, в середньому людському тілі є 40 мільярдів капілярів. Навколо цього шару клітин є щось, що називається базальною мембраною, шаром білка, що оточує капіляр.

Якби всі капіляри в людському тілі були вибудовані в один файл, лінія розтягнулася б на 100 000 миль.

Капіляри в системі кровообігу

Капіляри можна розглядати як центральну частину кровообігу. Кров залишає серце через аорту та легеневі артерії відповідно до решти тіла та до легенів.

Ці великі артерії стають меншими артеріолами і з часом звужуються, утворюючи капілярне русло. З капілярів кров тече в менші венули, а потім у вени, повертаючись назад до серця.

Кількість капілярів змінюється за типом тканини

Кількість капілярів у тканині може коливатися в широких межах. Звичайно, легені заповнені капілярами, що оточують альвеоли, щоб набирати кисень і скидати вуглекислий газ. Поза легенів капіляри в більшій мірі містяться в тканинах, які є більш метаболічно активними.

Типи капілярів

У циркуляції є три основних типи капілярів:

• Безперервні: ці капіляри не мають перфорацій і пропускають лише невеликі молекули. Вони присутні в м’язовій, шкірній, жировій та нервовій тканинах.
• Фенестрований: ці капіляри мають дрібні пори, які пропускають невеликі молекули і розташовані в кишечнику, нирках та залозах внутрішньої секреції.
• Синусоїдальні або розривні: ці капіляри мають великі відкриті пори - достатньо великі, щоб пропускати клітину крові. Вони присутні в кістковому мозку, лімфатичних вузлах та селезінці і, по суті, є «найбільш витікаючими» з капілярів.

Кровомозковий бар’єр

У центральній нервовій системі капіляри складають так званий гематоенцефалічний бар'єр. Цей бар’єр обмежує здатність токсинів (і, на жаль, багатьох хіміотерапевтичних засобів та інших ліків) проникати в мозок.

Активна область досліджень - пошук препаратів, які можуть пройти крізь гематоенцефалічний бар’єр, а отже, лікувати такі захворювання, як метастази мозку від ряду ракових захворювань.

Функція

Капіляри відповідають за полегшення транспортування та обміну газів, рідин та поживних речовин в організмі. Поки артерії та артеріоли діють на транспортування цих продуктів до капілярів, обмін відбувається на рівні капілярів.

Капіляри також функціонують для прийому вуглекислого газу та відходів, які потім надходять у нирки та печінку (для відходів) та легенів (для видиху вуглекислого газу).

Газова біржа

У легенях кисень дифундує з альвеол в капіляри, щоб приєднатися до гемоглобіну і розноситися по всьому тілу. Двоокис вуглецю (з дезоксигенованої крові), в свою чергу, витікає з капілярів назад в альвеоли для видиху в навколишнє середовище.

Обмін рідин та поживних речовин

Подібним чином рідини та поживні речовини дифузуються через селективно проникні капіляри в тканини тіла, а відходи відбираються в капілярах для транспортування по венах до нирок та печінки, де вони таким чином переробляються та виводяться з організму.

Потік крові по капілярах

Оскільки потік крові через капіляри відіграє таку важливу роль у підтримці організму, ви можете задатися питанням, що відбувається, коли потік крові змінюється, наприклад, якщо артеріальний тиск впаде (гіпотонія).

Капілярні русла регулюються за допомогою чогось, що називається авторегуляцією, так що якщо артеріальний тиск падатиме, потік через капіляри продовжуватиме забезпечувати кисень і поживні речовини тканинами тіла. З фізичними вправами в легенях набирається більше капілярних русел, щоб підготуватися до підвищеної потреби в кисні в тканинах тіла.

Потік крові в капілярах контролюється прекапілярними сфінктерами. Прекапілярний сфінктер - це м’язові волокна, які контролюють рух крові між артеріолами та капілярами.

Капілярна мікроциркуляція

Регулювання руху рідини між капілярами та навколишніми тканинами міжклітинної тканини визначається балансом двох сил: гідростатичного та осмотичного.

На артеріальній стороні капіляра гідростатичний тиск (тиск, що надходить від серця, що відкачує кров, і еластичність артерій) високий. Оскільки капіляри "негерметичні", цей тиск змушує рідину та поживні речовини прилягати до стінок капіляра та виходити в проміжний простір та тканини.

З боку вени капіляра гідростатичний тиск значно впав. На даний момент саме осмотичний тиск рідини в капілярі (через наявність солей і білків у крові) забирає рідину назад у капіляр.

Осмотичний тиск також називають онкотиком, і це те, що витягує рідини та відходи з тканин у капіляр, щоб повернутися в кров (а потім доставити в нирки серед інших місць).

Медичне значення

Капіляри мають важливе медичне значення в багатьох відношеннях, і є способи, якими ви насправді можете побічно спостерігати ці крихітні кровоносні судини.

Відбілювання шкіри

Якщо ви коли-небудь задавались питанням, чому ваша шкіра біліє, коли ти на неї тиснеш, відповідь - капіляри. Тиск на шкіру виштовхує кров з капілярів, що призводить до побілення або збліднення під час зняття тиску.

Петехії

Якщо у вас з’являється висип, лікар може натиснути на вашу шкіру, щоб побачити, чи плями біліють. Коли капіляри порушені, кров просочується в шкіру, і червоні плями залишаться навіть при натисканні. Вони називаються петехіями і пов’язані з різними станами, ніж висипання, які бланшируються під тиском.

Капілярна заправка

Лікарі часто перевіряють наявність «капілярного заповнення». Це перевіряється, спостерігаючи, наскільки швидко шкіра знову стає рожевою після зняття тиску і може дати уявлення про стан здоров'я тканин.

Прикладом цього використання можуть бути люди з опіками. Опік другого ступеня може виявити, що заповнення капілярів дещо відстрочене, але при опіку третього ступеня капілярне заповнення взагалі не буде.

Аварійні служби часто перевіряють заповнення капілярів, натискаючи на ніготь або ніготь на нозі, потім скидаючи тиск і чекаючи, скільки часу потрібно, щоб нігтьове ложе знову стало рожевим. Якщо колір повертається протягом двох секунд (кількість часу, необхідного для вимови заповнення капіляра), циркуляція в руці або нозі, мабуть, нормальна.

Якщо заповнення капілярів займає більше двох секунд, циркуляція кінцівки, можливо, порушена і вважається надзвичайною ситуацією. Є й інші параметри, при яких заповнення капілярів також затримується, наприклад, при зневодненні.

Третя відстань та проникність капілярів

Ви можете почути, як лікарі говорять про явище, відоме як "третій інтервал". Капілярна проникність відноситься до здатності рідин виходити з капілярів в навколишні тканини.

Капілярну проникність можна підвищити за рахунок цитокінів (лейкотрієнів, гістамінів та простагландинів), що виділяються клітинами імунної системи. Збільшення рідини (третій інтервал) локально може призвести до появи кропив'янки. Коли хтось дуже хворий, цей третій інтервал через негерметичні капіляри може бути широко поширеним, надаючи їхньому тілу набряклий вигляд.

Зразки капілярної крові

Більшу частину часу, коли у вас забирають кров, технік бере кров з вени на вашій руці. Капілярна кров може також використовуватися для деяких аналізів крові, наприклад, для тих, хто контролює рівень цукру в крові. Ланцет використовується для розрізування пальця (перерізання капілярів) і може використовуватися для тестування рівня цукру в крові та рН крові.

Супутні умови

Існує кілька загальних і незвичних станів, які вражають капіляри.

Порт-винне пляма (родимка)

Невеликий відсоток дітей народжується з «родимками», що складаються з ділянки червоної або фіолетової шкіри, пов’язаної з розширеними капілярами. Більшість плям від портвейну - це скоріше косметична проблема, ніж медична проблема, але вони можуть легко кровоточити при подразненні.

Капілярна вада розвитку

Капілярна мальформація (синдром артеріовенозної мальформації) може виникати як частина спадкового синдрому, який спостерігається приблизно у 1 із 100 000 людей європейського походження. При цьому синдромі через капіляри біля шкіри спостерігається більше кровотоку, ніж зазвичай, в результаті чого на шкірі з’являються рожеві та червоні точки.

Це може траплятися поодинці, або у людей можуть виникнути інші ускладнення цього синдрому, такі як артеріовенозні вади розвитку (ненормальні зв’язки між артеріями та венами), які, перебуваючи в головному мозку, можуть спричинити головний біль та судоми.

Системний синдром витоку капілярів

Рідкісне захворювання, відоме як синдром витікання капілярів, включає негерметичні капіляри, що призводить до постійної закладеності носа та епізодів непритомності через швидкі перепади артеріального тиску.

Дегенерація жовтої плями

Дегенерація жовтої плями, яка в даний час є основною причиною сліпоти в Сполучених Штатах, відбувається вторинно через пошкодження капілярів сітківки.

Слово з дуже добре

Хоча найдрібніші з кровоносних судин, капіляри відіграють найбільшу роль в тому, що там обмінюються киснем і вуглекислим газом у всіх тканинах і де надходять поживні речовини, а відходи видаляються з клітин.

Капіляри також дуже важливі при медичній діагностиці та інколи дають критичну інформацію про стан здоров’я людини. Хоча колись вважали, що він відповідає головним чином за косметичні умови, це змінилося, оскільки було виявлено їх роль у дегенерації жовтої плями.