Какие сосуды называют капиллярами

Благодаря сети мельчайших кровеносных сосудов каждая клетка организма получает необходимые ей кислород и питательные вещества.

Капилляры – мельчайшие кровеносные сосуды, пронизывающие все ткани и органы человеческого организма. По капиллярам кровь поступает к каждой клетке тела и доставляет ей кислород и питательные вещества, необходимые для жизни. Из клеток в кровь переходят продукты жизнедеятельности, которые в дальнейшем переносятся к другим органам или удаляются из организма. Обмен веществ между кровью и клетками тела может происходить только через стенку капилляров, поэтому их можно назвать главными элементами кровеносной системы. При расстройстве кровотока по капиллярам, изменении их стенки клетки тела будут испытывать голод, что постепенно приведет к нарушению их деятельности и даже гибели.

Артериолы и венулы

Капилляры – самые многочисленные и самые тонкие сосуды, их диаметр составляет в среднем 7-8 мкм. Капилляры широко соединяются (анастомозируют) между собой, образуя внутри органов сети (между доставляющими органам кровь артериями и выносящими кровь венами). Тонкие артерии, по которым кровь поступает в капиллярные сети, – это артериолы, а выносящие кровь мелкие вены – венулы. Артериолы, особенно те, от которых непосредственно ответвляются капилляры (прекапиллярные артериолы), регулируют поступление крови в капиллярные сети. Суживаясь или расширяясь, они перекрывают или, наоборот, возобновляют течение крови по капиллярам. Именно поэтому прекапиллярные артериолы называют кранами сердечно-сосудистой системы. Венулы вместе с более крупными венами выполняют емкостную функцию – удерживают имеющуюся в органе кровь.

Шунты

Есть сосуды, напрямую связывающие артериолы и венулы, – артериоловенулярные анастомозы (шунты). По ним кровь сбрасывается из артериального русла в венозное, минуя капиллярные сети. Значение артериоловенулярных анастомозов возрастает в неработающем, отдыхающем органе, когда нет необходимости в усиленном обмене веществ и большая часть поступившей крови без захода в капиллярные сети направляется дальше.

Микроциркуляция

Капилляры, артериолы и венулы относятся к микрососудам, т. е. сосудам с диаметром менее 200 мкм. Движение крови по ним получило название микроциркуляции, а сами микрососуды – микроциркуляторного русла. Микроциркуляции придается большое значение в создании оптимальных режимов работающих органов, а в случае ее нарушения – в развитии патологического процесса. Ежесуточно по кровеносным сосудам протекает 8000-9000 л крови. Благодаря постоянной циркуляции крови поддерживается необходимая концентрация веществ в тканях, что нужно для нормального течения обменных процессов и поддержания постоянства внутренней среды организма (гомеостаз).

Строение капилляра

Стенка капилляра состоит из одного слоя эндотелиальных клеток, снаружи от которых лежит базальная мембрана. Стенка капилляра представляет собой естественный биологический фильтр, через который осуществляются переход питательных веществ, воды и кислорода из крови в ткани и обратное – из тканей в кровь – поступление продуктов обмена. Современные методы исследования, в частности электронная микроскопия, свидетельствуют, что стенка капилляра – не пассивная перегородка и существуют специальные пути активного транспорта веществ через нее. В переносе веществ участвуют стыки между эндотелиальными клетками, специальные поры, пронизывающие наиболее тонкие участки стенки капилляров кишечника, почек, эндокринных желез, и пузырьки для переноса жидкостей, имеющиеся внутри эндотелиальных клеток в стенке капилляров большинства органов.

История изучения капиллярной сети

Хотя кровеносные капилляры были открыты М. Мальпиги еще в 1661 году, серьезное их исследование началось только в ХХ веке и привело к возникновению учения о микроциркуляции крови. Идея об исключительном значении капилляров в удовлетворении потребностей тканей в притоке крови была высказана А. Крогом, который за свои исследования в 1920 году был удостоен Нобелевской премии.

Собственно термин «микроциркуляция» стал употребляться только с 1954 года, когда в США состоялась первая научная конференция ученых, занимающихся капиллярным кровотоком. В России огромный вклад в изучение микроциркуляции внесли академики А. М. Чернух, В. В. Куприянов и созданные ими научные школы. Благодаря современным техническим достижениям, связанным с внедрением компьютерных и лазерных технологий, стало возможным исследовать микроциркуляцию в прижизненных условиях и широко использовать результаты в клинической практике для диагностики нарушений и мониторинга успешности лечения.

Особенности строения микроциркуляторного русла

Трудности изучения микрососудов на протяжении десятилетий были связаны с чрезвычайно малыми их размерами и сильной разветвленностью капиллярных сетей. Наиболее узкие капилляры находятся в скелетных мышцах и нервах – диаметр их составляет 4,5-6,5 мкм. В этих органах обмен веществ очень интенсивен. Более широкие капилляры имеют кожа и слизистые оболочки – 7-11 мкм. Самые широкие капилляры (синусоиды) расположены в костях, печени и железах, где их диаметр достигает 20-30 мкм.

Длина капилляров варьирует в различных органах от 100 до 400 мкм. Однако если все капилляры, имеющиеся в теле человека, вытянуть в одну линию, то их длина составит около 10 000 км. Такая колоссальная протяженность капилляров создает чрезвычайно большую обменную поверхность их стенки – около 2500-3000 кв. м, что примерно в 1500 раз превышает поверхность тела. Количество капилляров в разных органах неодинаково. Густота их расположения связана с интенсивностью работы органа. Например, в сердечной мышце на 1 кв. мм поперечного сечения приходится до 5500 капилляров, в скелетных мышцах – около 1400, а в коже всего 40 капилляров.

В настоящее время точно установлено, что разные органы имеют характерные особенности строения микроциркуляторного русла (количество, диаметр, плотность и взаимное расположение микрососудов, характер их ветвления и т. п.), обусловленные спецификой работы органа. При этом в большинстве случаев микроциркуляторное русло состоит из повторяющихся модулей, каждый из которых обслуживает свой участок органа. Это позволяет быстро приспосабливать кровоснабжение органа к изменениям его функционирования. Усложнение строения микроциркуляторного русла органов происходит постепенно, вместе с ростом и развитием человеческого организма. Нарастание количества микрососудов приурочено ко времени интенсивного увеличения массы органа, а структурное созревание (оформление модулей) микроциркуляторного русла завершается к моменту окончательного полового созревания (к 15-17 годам).

Функциональные характеристики капиллярной сети

Общая емкость капиллярного русла составляет 25-30 л, тогда как объем крови в теле человека равен 5 л. Поэтому большая часть капилляров периодически выключается из кровотока. У человека в условиях покоя одновременно открыто только 20-35% капилляров. В мышце при спокойном состоянии заполнено кровью не более 40% капилляров. При физических нагрузках в кровоток включаются почти все капилляры работающей мышцы. Капилляры сами не способны изменять свой просвет. Как уже было сказано, кровоток в них регулируется посредством сужения или расширения приносящих кровь артериол и использования артериоловенулярных анастомозов. Наблюдения свидетельствуют, что в органах постоянно происходит замена одних функционирующих капилляров другими. Высокая изменчивость кровотока в капиллярах – необходимое условие приспособления микроциркуляторной системы к потребностям органов и тканей в доставке питательных веществ.

Особенности кровотока в капиллярах

Поскольку емкость капиллярного русла очень большая, это ведет к значительному замедлению тока крови в капиллярах. Скорость движения крови по капиллярам колеблется от 0,3 до 1 мм/с, тогда как в крупных артериях она достигает 80-130 мм/с. Медленный кровоток обеспечивает наиболее полный обмен веществ между кровью и тканями. При движении крови ее клетки (эритроциты) выстраиваются в капилляре в один ряд, поскольку их радиус приблизительно равен радиусу капилляра. Значение такого приспособления становится понятно, если вспомнить, что кислород переносится эритроцитами и его передача клеткам органов будет происходить наиболее эффективно, если эритроциты наилучшим образом соприкасаются со стенкой капилляра. При движении по капиллярам эритроциты легко деформируются, поэтому даже наиболее узкие капилляры не являются для них препятствием. В отличие от эритроцитов другие клетки крови (лимфоциты) с трудом преодолевают узкие участки капиллярного русла и могут на какое-то время закупоривать просвет капилляра.

При значительном снижении скорости капиллярного кровотока эритроциты могут склеиваться между собой и образовывать агрегаты по типу монетных столбиков из 25-50 эритроцитов. Крупные агрегаты могут полностью закупорить капилляр и вызвать в нем остановку крови. Усиление агрегации эритроцитов происходит при различных заболеваниях.

Регулирование микроциркуляции крови

Как же происходит регуляция микроциркуляции? Во-первых, микрососуды реагируют на растяжение: при повышении давления крови артериолы суживаются и ограничивают приток крови в капилляры, при снижении давления расширяются. Во-вторых, к наиболее крупным из микрососудов (но не к капиллярам) подходят симпатические нервы, при раздражении которых происходит сужение крупных артериол и венул. В-третьих, микрососуды очень чувствительны к растворенным в крови вазоактивным веществам и реагируют даже на такую их концентрацию, которая в 10-100 раз меньше необходимой для сужения или расширения крупных сосудов. Так, кожные сосуды проявляют высокую чувствительность к адреналину (полное закрытие просвета артериол происходит при его ничтожной концентрации в крови – кожные покровы бледнеют), в то время как микрососуды внутренних органов гораздо менее чувствительны, а микрососуды скелетных мышц и сердца при действии адреналина могут расширяться. Ионы калия, кальция, натрия, а также вещества, накапливающиеся в тканях при их интенсивной деятельности, приводят к расширению микрососудов. Наибольшей чувствительностью к действию вазоактивных веществ обладают прекапиллярные артериолы, наименьшей – крупные артериолы и венулы.

Диагностика расстройств микроциркуляции крови

Актуальные для современной клинической практики оценка состояния микроциркуляции и диагностика ее расстройств при самых различных заболеваниях можно сделать с помощью таких методов, как капилляроскопия кожи и слизистых оболочек, биомикроскопия сосудов конъюнктивы, лазерная допплеровская флоуметрия. Состояние микроциркуляции в любом участке тела с большой степенью точности дает возможность судить о ее состоянии в организме в целом.

Ранними признаками нарушений капиллярного кровотока являются сужение артериол, застойные явления в венулах, приводящие к их расширению и значительной извитости, а также снижение интенсивности кровотока в капиллярах. На более поздних стадиях выявляется распространенная внутрисосудистая агрегация эритроцитов, что неизбежно влечет за собой остановку кровотока в капиллярах. Финал микроциркуляторных расстройств – стаз, т. е. полная блокада кровотока и резкое нарушение барьерной функции микрососудов, что нередко сопровождается кровоизлияниями – выходом эритроцитов через стенку капилляров, которые являются наиболее ранимыми. Артериоловенулярные анастомозы более устойчивы к расстройствам микроциркуляции и проявляют тенденцию к сохранению кровотока даже в условиях распространения стаза на значительную часть микроциркуляторного русла.

Расстройства микроциркуляции лежат в основе большого числа заболеваний, поэтому при их лечении необходимо восстановление функций микрососудов с помощью различных лекарственных средств.

Автор: Ольга Гурова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры анатомии человека РУДН

Источник

Давайте поговорим о капиллярах. Существует три основных вида капилляров. Я схематически нарисую все три. Я начал с непрерывных капилляров (капилляры с непрерывным эндотелием). Я уже нарисовал, чтобы сохранить нам немного времени. Непрерывные капилляры – это те, которые чаще всего видно по всему телу. Вот почему я начал с них. Вы заметите пару особенностей и увидите, что здесь 4 ядра. Тут 4 клетки, составляющие часть капилляра. И есть красная кровяная клетка, двигающаяся вправо. Справа изображено поперечное сечение. Если бы мы разрезали этот капилляр, как это сделал я, вы бы фактически это и увидели. Сейчас я хочу выделить две особенности. Первая в том, что между этими двумя клетками есть маленький промежуток. Я изобразил его жёлтым. Этот промежуток межклеточный, так как он находится между клетками, межклеточная щель. Она представляет собой жёлтую полоску, которую я только что нарисовал. Если бы я отметил её на этом поперечном сечении, она была бы прямо тут. Вы можете видеть маленький просвет между двумя клетками, где они не встречаются. Теперь я хочу выделить ещё два пятна. Одно прямо тут, и одно прямо тут, жёлтое. Они соответствуют этому пятну и этому. Эти клетки хорошо соединены, мы называем это плотным соединением. Хорошее название, так как вы видите, почему это так называется. Такие плотные соединения находятся прямо здесь, они отмечены жёлтыми стрелками. Ещё одна вещь, которую я не нарисовал, я изображу это зелёным, это слова под всеми этими клетками. Эти клетки образуют стенку капилляра, но за ними, так что кровь фактически не встречается с этим слоем, за исключением межклеточной щели, слой под названием базальная мембрана. Итак, зелёный слой, который я рисую, – это базальная мембрана. Эта базальная мембрана – как фундамент для дома. Она обеспечивает «приземлённость» клеток и удерживает их на своих местах. Этот слой в основном состоит из белка. Хочу показать второй рисунок, который я сделал. Это второй вид капилляра. Это фенестрированный капилляр (капилляр с пористой стенкой). Вы можете видеть, что основное отличие между этими двумя капиллярами в том, что у второго есть маленькие просветы, которые называются фенестрами. Итак, фенестрированный капилляр. И эти поры. Я сейчас отмечу их. Вы можете называть их поры или просветы. Эти поры находятся по всему капилляру. У нас всё ещё, как и раньше, четыре клетки, четыре ядра и одна маленькая красная кровяная клетка, движущаяся вперёд. Всё ещё есть межклеточная щель. Давайте покажу вам, где она находится. Она вот тут, где две клетки плохо прилегают друг к другу. Здесь небольшой просвет. Как и раньше, есть базальная мембрана. Я схематически изображу базальную мембрану по всей поверхности. Вы видите это на поперечном сечении, которое я пытался нарисовать, чтобы показать поры. Сейчас вам понадобится ваша креативность, чтобы увидеть, что межклеточная щель находится напротив пор. Если вы смотрите на поперечное сечение, это немного запутанно, так как вы должны представить его в трёх измерениях. Есть вещь, которая должна нам помочь. Это то, что с внутренней стороны таких эндоклеточных клеток, я нарисую это голубым, есть небольшой слой – как слизь. И этот слизистый слой называется гликокаликс. Гликокаликс. В основном это сахар, связанный с белком. Весь слой эндоклеточных клеток покрывает такая сахарно-белковая смесь, которая проникает через поры. Несмотря на то, что тут пора, вы можете взять немного гликокаликса из поры, и он будет выглядеть примерно так. Единственное место, где вы не увидите его, – это межклеточная щель, так как это фактически реальное пятно между клетками. Давайте я нарисую сюда стрелку. Прямо вот здесь, и здесь вы никогда не увидите гликокаликс. Поэтому мы называем такое небольшое количество гликокаликса, которое перекрывает поры, диафрагмой. Диафрагма. Вот эти клетки. Поэтому фактически в таких фенестрированных капиллярах над порами есть диафрагма – перегородка. Я поставлю здесь маленькую звёздочку, так как иногда вам могут встретиться фенестрированные капилляры без покрывающего их изнутри гликокаликса и, следовательно, без диафрагмы. В целом это так, но не всегда. Давайте я покажу вам третий вид капилляров. Это последний рисунок. Это фактически самый большой капилляр, который называется прерывистым. Ещё одно название прерывистых капилляров – это синусоиды. Напишу это прямо тут. Синусоиды. Эти капилляры обычно находятся в печени, это самое распространённое место их существования. Иногда они встречаются в селезёнке или костном мозге. Эти капилляры действительно самые большие. Сделаем небольшой список. Это очень большие капилляры. У них большие межклеточные щели. Посмотрите на эти просветы между клетками. Я изображу это жёлтым. Здесь между клетками очень много просветов. Это значит, что такие капилляры дают большую течь. Поэтому они и самые большие, и часто протекающие. Наконец, в отличие от двух других капилляров, о которых мы говорили, у этих есть базальная мембрана, которая часто неполноценна. Поэтому при потере целых участков базальная мембрана может быть и здесь и здесь, но при этом вы видите, что пропущены целые куски. Обратите внимание. Здесь, и здесь. Я отмечу это как третью точку, я собираюсь написать «БМ» вместо «базальной мембраны». Неполная базальная мембрана. В данном случае веществам будет проще выходить из капилляра даже при наличии небольшого количества гликокаликса. Давайте нарисуем слой гликокаликса на нашем прерывистом, синусоидном капилляре, но даже при наличии такого гликокаликса из-за того, что так много межклеточных щелей и отсутствия плотного сочленения, веществам проще выйти из капилляра. Итак, двигаясь вниз по этим трём видам капилляров, мы видим, что они всё больше протекают. Просто запомните, что протекание сосудов увеличивается. Больше остальных протекает последний – прерывистый – капилляр. Задумайтесь на секунду. Скажем, вы – молекула вот здесь. В капилляре. И вы хотите выбраться в ткань. Какие у вас пути выхода? Первый путь – если вы просто диффундируете. Т. е. диффузия. Это действительно сработает, если вы – молекула кислорода или углерода. Обычно это хорошо работает именно с ними. Но, скажем, вы не эти молекулы. Скажем, вы – молекула большего размера или заряженная молекула. Что тогда? Второй путь, как вы можете пройти через стенку сосуда, – везикула. Возможно, вы могли бы попасть в везикулу прямо в клетке. И везикула перенесла бы вас изнутри, где стоит Х, туда, где она депонируется с другой стороны. Конечно, по мере прохода через базальную мембрану она бы замедлилась, но это один из путей выхода из клетки. Итак, второй путь – везикула, которая может пронести молекулу через стенку сосуда. И третий путь – через межклеточную щель. И снова вам нужно пройти через базальную мембрану, но вы можете пройти через клетку, просто обойдя её по кругу. Поэтому может быть межклеточная щель – ещё один билет на свободу. Если вы хотите обойти клетку, то вы можете пойти этим путём. Какой же четвёртый путь? Теперь нам нужно спуститься ко второму рисунку с многочисленными отверстиями. Если бы вы были маленьким Х, можно было бы просто пройти через такую пору, но вам нужно проложить себе путь через гликокаликс при его наличии. Возможно, есть и другой путь – проход через фенестру. Это ещё один путь прохода. Итак, четыре пути, по которым клетки могут попасть изнутри наружу. Если вы посмотрите на эти четыре варианта, вы поймёте, что наша мысль насчёт протекания не лишена смысла. Особенно когда вы посмотрите на прерывистые сосуды внизу. Между клетками есть большие просветы, множество межклеточных щелей, есть везикулы, которые можно использовать где угодно, диффузия может возникнуть где угодно, есть фенестрация. В таких прерывистых (синусоидных) капиллярах есть все возможности для выхода.

Источник