Капиллярная структура и функции в организме

Капилляры - это самые маленькие кровеносные сосуды в организме, соединяющие самые маленькие артерии с самыми маленькими венами.Эти сосуды часто называют «микроциркуляцией». Только два слоя клеток толщиной, цель капилляров состоит в том, чтобы играть центральную роль в кровообращении, доставляя кислород в кровь к тканям и собирая углекислый газ, который необходимо удалить. Они также являются местом, где доставляются питательные вещества для питания всех клеток организма. Существует три основных типа капилляров: непрерывные, фенестрированные и прерывистые или синусоидальные, которые обнаруживаются в разных частях тела, а специализированные капилляры в мозге образуют гематоэнцефалический барьер. Тесты, которые оценивают капилляры, важны для оценки людей с медицинской точки зрения, и с этими сосудами связано несколько заболеваний.

Структура капилляров

Капилляры очень тонкие, около 5 микрометров в диаметре и состоят только из двух слоев клеток; внутренний слой эндотелиальных клеток и наружный слой эпителиальных клеток. Они настолько малы, что эритроциты должны проходить через них одним файлом. Если бы все капилляры в теле человека были выстроены в один файл, линия растянулась бы на 100 000 миль. Подсчитано, что в среднем теле человека насчитывается 40 миллиардов капилляров. Этот слой клеток окружает то, что называется базальной мембраной, слоем белка, окружающим капилляр.

Капилляры в кровеносной системе

Капилляры могут рассматриваться как центральная часть кровообращения. Кровь покидает сердце через аорту и легочные артерии, идущие к остальной части тела и к легким соответственно. Эти большие артерии становятся меньшими артериолами и в конечном итоге сужаются, образуя капиллярное русло. Из капилляров кровь течет в меньшие венулы, а затем в вены, возвращаясь к сердцу.

Функция капилляров

Капилляры отвечают за облегчение транспорта и обмена газов, жидкостей и питательных веществ в организме. В то время как артерии и артериолы действуют для транспортировки этих продуктов в капилляры, именно на уровне капилляров происходит обмен. Капилляры также функционируют для приема углекислого газа и отходов, которые затем доставляются в почки и печень (для отходов) и легкие (для выдоха углекислого газа).

Газообмен

В легких кислород диффундирует из альвеол в капилляры, которые присоединяются к гемоглобину и переносятся по всему организму. Углекислый газ (из деоксигенированной крови), в свою очередь, течет из капилляров обратно в альвеолы ​​и попадает в окружающую среду.

Обмен жидкости и питательных веществ

Аналогично, жидкости и питательные вещества размытый через избирательно проницаемые капилляры в ткани организма, а отходы собираются в капилляры для транспортировки по венам в почки и печень, где они, таким образом, обрабатываются и выводятся из организма.

Типы капилляров

Существует 3 основных типа капилляров:

• Непрерывный: Эти капилляры не имеют перфораций и пропускают только малые молекулы. Они присутствуют в мышцах, коже, жире и нервной ткани.
• Фенестрированные: Эти капилляры имеют небольшие поры, которые пропускают небольшие молекулы и находятся в кишечнике, почках и эндокринных железах.
• Синусоидальный или прерывистый: Эти капилляры имеют большие открытые поры - достаточно большие, чтобы позволить клетке крови пройти. Они присутствуют в костном мозге, лимфатических узлах и селезенке и, по сути, являются «самыми протекающими» из капилляров.
• Гематоэнцефалический барьер: В центральной нервной системе капилляры составляют так называемый гематоэнцефалический барьер. Этот барьер ограничивает способность токсинов (и, к сожалению, многих химиотерапевтических агентов) проникать в мозг.

Кровоток через капилляры

Поскольку кровоток через капилляры играет такую ​​важную роль в поддержании организма, вы можете задаться вопросом, что происходит, когда изменяется кровоток, например, если ваше кровяное давление упадет (гипотензия). Кровати в капиллярах регулируются посредством так называемой авторегуляции, так что если артериальное давление будет падать, поток через капилляры будет продолжать поставлять кислород и питательные вещества в ткани организма. С помощью упражнений в легких набирается больше капиллярных слоев, чтобы подготовиться к повышенной потребности кислорода в тканях организма.

Кровоток в капиллярах контролируется прекапиллярными сфинктерами. Прекапиллярный сфинктер - это мышечные волокна, которые контролируют движение крови между артериолами и капиллярами.

Капиллярная микроциркуляция

Регуляция движения жидкости между капиллярами и окружающими интерстициальными тканями определяется балансом двух сил: гидростатического давления и осмотического давления.

На артериальной стороне капилляра высокое гидростатическое давление (давление, которое исходит от сердца, перекачивающего кровь и эластичность артерий). Поскольку капилляры являются «негерметичными», это давление заставляет жидкость и питательные вещества противостоять стенкам капилляра и проникать в интерстициальное пространство и ткани.

На стороне вены капилляра гидростатическое давление значительно упало. В этот момент именно осмотическое давление жидкости внутри капилляра (из-за присутствия солей и белков в крови) втягивает жидкость обратно в капилляр. Осмотическое давление также называют онкотическим давлением и является тем, что вытягивает жидкости и продукты жизнедеятельности из тканей в капилляр для возврата в кровоток (а затем доставляется в почки среди других мест).

Количество капилляров

Количество капилляров в ткани может широко варьироваться.Конечно, легкие заполнены капиллярами, окружающими альвеолы, чтобы собирать кислород и сбрасывать углекислый газ. За пределами легких капилляры более обильны в тканях, которые более метаболически активны.

Капилляры "Визуально"

Капилляры важны с медицинской точки зрения во многих отношениях, и есть способы, которыми вы можете косвенно наблюдать эти крошечные кровеносные сосуды.

Побледнение кожи

Если вы когда-нибудь задумывались, почему ваша кожа становится белой, когда вы оказываете на нее давление, ответ - капилляры. Давление на кожу выталкивает кровь из капилляров, что приводит к побледнению или бледному появлению при снятии давления.

Petechiae

Если у вас появляется сыпь, врач может нажать на вашу кожу, чтобы увидеть, если пятна становятся белыми. Когда капилляры повреждены, кровь проникает в кожу, а красные пятна остаются даже под давлением. Они называются petechiae, и связаны с другими условиями, чем сыпь, которая действительно побледнеть от давления.

Капиллярное наполнение

Врачи часто проверяют наличие «капиллярного наполнения». Это проверяется путем наблюдения за тем, как быстро кожа снова становится розовой после сброса давления и может дать представление о здоровье тканей. Примером такого использования могут быть люди с ожогами. Ожог второй степени может привести к некоторой задержке наполнения капилляров, но при ожоге третьей степени наполнение капилляров вообще не будет.

Аварийно-спасательные службы часто проверяют пополнение капилляров, нажимая на ноготь или ноготь на ноге, затем сбрасывая давление и ожидая, сколько времени потребуется, чтобы ногтевое полотно снова стало розовым. Если цвет возвращается в течение двух секунд (количество времени, которое требуется, чтобы заполнить капилляр), циркуляция в руке или ноге, вероятно, в порядке. Если пополнение капилляра занимает более двух секунд, циркуляция конечности, вероятно, нарушена и считается неотложной. Существуют и другие параметры, при которых капиллярное наполнение также задерживается, например, при обезвоживании.

Третий интервал и капиллярная проницаемость

Вы можете слышать, как врачи говорят о явлении, известном как «третий интервал». Проницаемость капилляров относится к способности жидкостей выходить из капилляров в окружающие ткани. Капиллярная проницаемость может быть увеличена цитокинами (лейкотриенами, гистаминами и простагландинами), выделяемыми клетками иммунной системы. Увеличенная жидкость (третье расстояние) может привести к крапивнице. Когда кто-то очень болен, этот третий промежуток из-за протекающих капилляров может быть широко распространенным, давая его телу опухший вид.

Образцы капиллярной крови

Большую часть времени, когда у вас забирают кровь, техник будет брать кровь из вены на руке. Капиллярная кровь может также использоваться для некоторых анализов крови, например, для тех, кто контролирует уровень сахара в крови. Ланцет используется для разрезания пальца (срезанные капилляры) и может использоваться для проверки уровня сахара в крови и pH крови.

Условия, вовлекающие капилляры

Есть несколько как общих, так и необычных состояний, которые связаны с капиллярами. Вот некоторые из них:

Портвейн пятно (марка рождения)

Около 1 из 300 детей рождаются с «родовыми признаками», состоящими из области красной или пурпурной кожи, связанной с расширенными капиллярами. Большинство пятен от портвейна представляют собой скорее косметическую проблему, чем медицинскую проблему, но они могут легко кровоточить при раздражении.

Капиллярная мальформация (артериовенозный мальформационный синдром)

Пороки развития капилляров могут возникать как часть наследственного синдрома, присутствующего примерно у 1 из 100 000 человек европейского происхождения. При этом синдроме кровоток через капилляры рядом с кожей усиливается, чем обычно, что приводит к появлению розовых и красных точек на коже. Это может произойти в одиночку, или у людей могут возникнуть другие осложнения этого синдрома, такие как артериовенозные мальформации (аномальные связи между артериями и венами), которые, будучи в головном мозге, могут вызвать головные боли и судороги.

Системный синдром капиллярной утечки

Редкое заболевание, известное как синдром утечки капилляров, включает протекающие капилляры, которые приводят к постоянному заложенности носа и эпизодам обморока из-за быстрых падений кровяного давления.

Макулярная дегенерация

Дегенерация желтого пятна, которая сейчас является основной причиной слепоты в Соединенных Штатах, происходит вторично по отношению к повреждению капилляров сетчатки.