Сосуды микроциркуляторного русла физиология
Микроциркуляторным руслом является комплекс микрососудов, составляющих обменно-транспортную систему. К нему относятся артериолы, прекапиллярные артериолы, капилляры, посткапиллярные венулы, венулы и артериовенозные анастомозы. Артериолы постепенно уменьшаются в диаметре и переходят в прекапиллярные артериолы. Первые имеют диаметр 20-40 мкм, вторые 12-15 мкм. В стенке артериол имеется хорошо выраженный слой гладкомышечных клеток. Их основной функцией является регуляция капиллярного кровотока. Уменьшение диаметра артериол всего на 5% приводит к возрастанию периферического сопротивления кровотоку на 20%. Кроме того, артериолы образуют гемодинамический барьер, который необходим для замедления кровотока и нормального транскапиллярного обмена.
Капилляры являются центральным звеном микроциркуляторного русла. Их диаметр в среднем 7-8 мкм. Стенка капилляров образована одним слоем эндотелиоцитов. В отдельных участках имеются отросчатые перициты. Они обеспечивают рост и восстановление эндотелиоцитов. По строению капилляры делятся на три типа:
1. Капилляры соматического типа (сплошные). Их стенка состоит из непрерывного слоя эндотелиоцитов. Она легко проницаема для воды, растворенных в ней ионов, низкомолекулярных веществ и непроницаема для белковых молекул. Такие капилляры находятся в коже, скелетных мышцах, легких, миокарде, мозге.
2. Капилляры висцерального типа (окончатые). Имеют в эндотелии фенестры (оконца). Этот тип капилляров обнаружен в органах, которые служат для выделения и всасывания больших количеств воды с растворенными в ней веществами. Это пищеварительные и эндокринные железы, кишечник, почки.
3. Капилляры синусоидного типа (не сплошные). Находятся в костном мозге, печени, селезенке. Их эндотелиоциты отделены друг от друга щелями. Поэтому стенка этих капилляров проницаема не только для белков плазмы, но и для клеток крови.
У некоторых капилляров в месте ответвления от артериол находится капиллярный сфинктер. Он состоит из 1-2 гладкомышечных клеток, образующих кольцо на устье капилляра. Сфинктеры служат для регуляции местного капиллярного кровотока.
Основной функцией капилляров является транскапиллярный обмен, обеспечивающий водно-солевой, газовый обмен и метаболизм клеток. Общая обменная капилляров составляет около 1000 м2. Однако количество капилляров в органах и тканях неодинаково. Например в 1 мм3 мозга, почек, печени, миокарда около 2500-3000 капилляров. В скелетных мышцах от 300 до 1000.
Обмен осуществляется путем диффузии, фильтрации-абсорбции и микропиноцитоза. Наибольшую роль в транскапиллярном обмене воды и растворенных в ней веществ играет двусторонняя диффузия. Ее скорость около 60 литров в минуту. С помощью диффузии обмениваются молекулы воды, неорганические ионы, кислород, углекислый газ, алкоголь и глюкоза. Диффузия происходит через заполненные водой поры эндотелия. Фильтрация и абсорбция связаны с разностью гидростатического и онкотического давления крови и тканевой жидкости. В артериальном конце капилляров гидростатическое давление составляет 25-30 мм.рт.ст., а онкотическое давление белков плазмы 20-25 мм.рт.ст. Т.е. возникает положительная разность давлений около +5 мм.рт.ст. Гидростатическое давление тканевой жидкости около 0, а онкотическое около 3 мм.рт.ст. Т.е. разность давлений здесь -3 мм.рт.ст. Суммарный градиент давления направлен из капилляров. Поэтому вода с растворенными веществами переходит в межклеточное пространство. Гидростатическое давление в венозном конце капилляров 8-12 мм.рт.ст. Поэтому разность онкотического и гидростатического давления составляет -10-15 мм.рт.ст. при той же разности в тканевой жидкости. Направление градиента в капилляры. Вода абсорбируется в них (схема). Возможен транскапиллярный обмен против концентрационных градиентов. В эндотелиоцитах имеются везикулы. Они расположенные в цитозоле и фиксированы в клеточной мембране. В каждой клетке около 500 таких везикул. С их помощью происходит транспорт из капилляров в тканевую жидкость и наоборот крупных молекул, например, белковых. Этот механизм требует затрат энергии, поэтому относится к активному транспорту.
В состоянии покоя кровь циркулирует лишь по 25-30% всех капилляров. Их называют дежурными. При изменении функционального состояния организма количество функционирующих капилляров возрастает. Например в работающих скелетных мышцах оно увеличивается в 50-60 раз. В результате обменная поверхность капилляров возрастает в 50-100 раз. Возникает рабочая гиперемия. Но наиболее выраженная рабочая гиперемия наблюдается в мозге, сердце, печени, почках. Значительно возрастает количество функционирующих капилляров и после временного прекращения кровотока в них. Например после временного сдавления артерии. Такое явление называется реактивной или постокклюзионной гиперемией. Кроме того, наблюдается ауторегуляторная реакция. Это поддержание постоянства кровотока в капиллярах при снижении или повышении системного артериального давления. Такая реакция связана с тем, что при повышении давления гладкие мышцы сосудов сокращаются и их просвет уменьшается. При понижении наблюдается обратная картина.
Регуляции кровотока в микроциркуляторном русле осуществляется с помощью местных, гуморальных и нервных механизмов, влияющих на просвет артериол. К местным относятся факторы оказывающие прямое влияние на мускулатуру артериол. Эти факторы также называются метаболическими, т.к. участвуют в клеточном метаболизме. При недостатке в тканях кислорода, повышении концентрации углекислого газа, протонов, под влиянием АТФ, АДФ, АМФ происходит расширение сосудов. С этими метаболическими сдвигами связана реактивная гиперемия. Гуморальное влияние на сосуды микроциркуляторного русла оказывает ряд веществ. Гистамин вызывает местное расширение артериол и венул. Адреналин, в зависимости от характера рецепторного аппарат гладкомышечных клеток, может вызывать и сужение и расширение сосудов. Брадикинин, образующийся из белков плазмы кининогенов под влиянием фермента калликреина, также расширяет сосуды. Оказывают влияние на артериолы и расслабляющие факторы эндотелиоцитов. К ним относятся окись азота, белок эндотелин и некоторые другие вещества. Симпатические вазоконстрикторы иннервируют мелкие артерии и артериолы кожи, скелетных мышц, почек, органов брюшной полости. Поэтому они участвуют в регуляции тонуса этих сосудов. Мелкие сосуды наружных половых органов, твердой мозговой оболочки, желез пищеварительного тракта иннервируются сосудорасширяющими парасимпатическими нервами.
Интенсивность транскапиллярного обмена главным образом определяется количеством функционирующих капилляров. Вместе с тем, проницаемость капиллярной стенки повышают гистамин и брадикинин.
Источник
Микроциркуляция
Термином «микроциркуляция» обозначают ток крови и лимфы по мельчайшим кровеносным и лимфатическим сосудам, питающим любой орган, а также транспорт воды, газов и различных веществ (в том числе и лекарственных) между микрососудами и интерстициальным пространством.
Микрососуды – это главное звено сосудистой системы. Они выполняют целый ряд функций:
1. Участвуют в перераспределении крови в организме в зависимости от его потребностей.
2. Создают условия для обмена веществ между кровью и тканями.
3. Играют компенсаторно-приспособительную роль при воздействии экстремальных факторов среды – переохлаждение, перегревание и др.
В состав внугриорганного микроциркуляторного русла входят следующие сосуды: артериолы, прекапилляры, или метаартериолы, прекапиллярные сфинктеры, капилляры, посткапиллярные венулы, венулы и артериовенозные анастомозы. К кровеносным сосудам, расположенным в интерстициальном пространстве, примыкают замкнутые лимфатические капилляры и мелкие лимфатические сосуды.
Совокупность всех вышеперечисленных элементов микроциркуляторного русла называется микроциркуляторной единицей, или «модулем» (рис.16). Артериолы аметром 70 мкм, содержат кольцевой слой гладких мышц, сокращение которых создает значительное сопротивление кровотоку, поэтому их называют резистивными сосудами. Их функция – регуляция уровня АД в артериях. При уменьшении просвета артериолы АД в артериях увеличивается, при увеличении падает. И. М. Сеченов. Схема артериовенозного назвал артериолы «кранами сосудистой системы».
Прекапилляры, или метаартериолы, имеют диаметр от 7 до 16 мкм. В них отсутствуют эластические элементы, но их мышечные клетки обладают автоматией, т. е. способностью спонтанно генерировать импульсы. Их особенность – большая чувствительность к химическим веществам, в том числе к сосудосуживающим и сосудорасширяющим.
Каждый прекапилляр заканчивается прекапиллярным сфинктером. Это последнее звено, в котором встречаются гладкомышечные клетки. От состояния сфинктера зависит число открытых и закрытых капилляров и появление так называемых «плазменных» капилляров, по которым протекает только плазма без форменных элементов, например, после кровопотери, при малокровии. Прекапиллярные сфинктеры также находятся преимущественно под контролем гуморальных факторов и химических веществ, растворенных в крови. Так, хорошо известный антагонист кальция – нифедипин (коринфар), а также бета-адреноблокатор – анаприлин (обзидан) расширяют прекапиллярные сфинктеры, улучшают капиллярную фильтрацию и снижают артериальное давление.
Капилляры – самое важное звено в системе микроциркуляции, это обменные сосуды, обеспечивающие переход газов, воды, питательных веществ из сосудистого русла в ткани и из тканей в сосуды. Всего у человека 40 млрд капилляров. Капилляры – это тончайшие сосуды диаметром 5 – 7 мкм и длиной от 0,5 до 1,1 мм. Они тесно примыкают к клеткам органов и тканей, образуя обширную обменную поверхность, равную 1000 – 1500 м2, хотя в них и содержится всего 200 – 250 мл крови. Капилляр не имеет сократительных элементов, у него 2 оболочки: внутренняя – эндотелиальная и наружняя – базальная, в которую впаяны клетки-перициты.
Различают три типа капилляров:
1. Соматический – эндотелий капилляра не имеет фенестр и пор, а базальный слой непрерывный (капилляры скелетных и гладких мыщц, кожи, коры больших полушарий). Капилляры данного типа непроницаемы или почти непроницаемы для крупных молекул белка, но хорошо пропускают воду и растворенные в ней минеральные вещества.
2. Висцеральный – имеет фенестрированный эндотелий и сплошную базальную мембрану. Этот тип капилляров расположен в органах (почки, кишечник, эндокринные железы), секретирующих и всасывающих большие количества воды с растворенными в ней веществами.
3. Синусоидный – это капилляры с большим диаметром, между эндотелиоцитами имеются щели, базальная мембрана прерывиста или может полностью отсутствовать. Через их стенки хорошо проникают макромолекулы и форменные элементы крови. Такого типа капилляры находятся в печени, костном мозге, се-лезенке.
Количество функционирующих капилляров зависит от состояния органа. Так, в покое открыто только 25 – 35% всех капилляров. Кровь поступает в капилляр под давлением 30 мм рт.ст., а выходит под давлением 10 мм рт.ст. и течет по капилляру с очень маленькой скоростью, всего 0,5 мм/с, что создает благоприятные условия для протекания обменных процессов между кровью и тканями.
Посткапиллярные венулы – это первое звено емкостной части микроциркуляторного русла. Наряду с эндотелиальными и гладкомышечными клетками в стенке вен появляются соединительно-тканные элементы, придающие ей большую растяжимость. Диаметр этих сосудов составляет от 12 мкм до 1 мм, давление – 10 мм рт.ст., скорость кровотока – 0,6–1 мм/с. Посткапиллярные венулы наряду с капиллярами относят к обменным сосудам, через стенку которых способны проходить высокомолекулярные вещества.
Артериовенозные анастомозы, или шунты – это сосуды, соединяющие артериолу с венулой, минуя или в обход капиллярной сети. Они находятся в коже, легких, почках, печени, имеют гладкомышечные элементы и, в отличие от других сосудов, большое количество рецепторов и нервных окончаний, обеспечивающих регуляцию кровотока. Основные функции анастомозов заключаются:
1. в перераспределении крови к работающему органу,
2. оксигенации венозной крови;
3. поддержании постоянной температуры в данном органе или участке тела – терморегуляторная функция;
4. увеличении притока крови к сердцу.
В системе микроциркуляции различают два вида кровотока: 1. Медленный, транскапиллярный, преобладает в состоянии покоя, обеспечивает обменные процессы. 2. Быстрый, юкстакапиллярный, через артериовенозные анастомозы, преобладает в состоянии функциональной активности, например, в мышцах при физической нагрузке. Так, 1 мл крови проходит через капилляры за 6 ч, а через артериовенозные анастомозы – всего за 2 с.
Источник
Главная
Статьи о желчекаменной болезни
Это полезно знать
О строении организма человека
Каталог полезных медицинских статей
›
›
›
›
Микроциркуляторное русло — это совокупность сосудов: артериола — капиллярная сеть — венула.
Это удивительно тонко и красиво устроенная система, живущая своей жизнью и подчиняющаяся своим законам. Тем законам, которые обеспечивают каждую клетку всем необходимым и удаляют из нее отходы и прочие не нужные и токсические вещества.
Все, абсолютно все, в этом содружестве мелких сосудов подчинено одной цели: произвести обмен наиболее быстро, наиболее качественно и так, как требует ситуация именно в этот момент.
Сосуды микроциркуляторного русла
В понятие микроциркуляторного русла входят следующие сосуды:
- капилляры (капиллярная сеть)
- артериолы (самые мелкие представители артериального кровеносного русла)
- венулы (самые мелкие представители венозного кровеносного русла)
Капилляры — это самый важный в функциональном отношении участок кровеносной системы. Потому что именно здесь происходит обмен веществами между кровью и клеткой и между кровью и межклеточной жидкостью.
Мельчайшие артерии (артериолы) мельчайшие вены (венулы) активно регулируют капиллярный кровоток. Они чутко реагируют на потребности “своего” органа и, в зависимости от его потребностей, увеличивают или уменьшают количество крови, несущей органу питание.
Поэтому сосуды микроциркуляторного русла: артериолы, капиллярная сеть и венулы — это единая функциональная единица, подчиняющаяся своим, особенным законам и выполняющая общую работу в организме человека.
Сосуды микроциркуляторного русла устроены таким образом, что они соответствуют двум главным требованиям, необходимым для эффективного обмена:
- кровь в капиллярной сети имеет возможность контактировать с очень большой площадью клеточного и межклеточного массива
- соприкосновение это происходит в течение довольно продолжительного периода времени
Общее количество капилляров в теле человека составляет около 40 млрд. А общая эффективная поверхность обмена (капилляры и венулы) примерно равна 1000 квадратных метров.
Если предположить, что капилляры одинаково разбросаны по телу человека, то на 1 кубический миллиметр тела приходится примерно 600 капилляров. А на 100 г ткани приходится около 1,5 квадратных метра обменной поверхности этих сосудов.
Но в реальности количество капиллярных сосудов микроциркуляторного русла в разных органах и тканях существенно разнится. Например, на 1 мм кубический ткани сердечной мышцы приходится 2,5-3 тысячи капилляров. А на 1 мм кубический скелетных мышц – всего 300-400 капилляров. Это зависит от потребностей органа и его тканей в питании.
Строение русла микроциркуляции
Как я сказала выше, строение микроциркуляторного русла следующее: артериола — капиллярная сеть — венула.
Важными элементами этой системы есть прекапиллярные сфинктеры (клапаны), которые расположены на границе между артериолой и отходящим от нее капилляром.
Прекапиллярные сфинктеры представляют собой циркулярно расположенные клетки гладкой мускулатуры. Эти мышечные клетки охватывают сосуд и, сокращаясь, сжимают его.
Этим самым прекапиллярные сфинктеры могут увеличить (при расслаблении) или уменьшить (при сжатии) просвет сосуда.
Увеличив просвет сосуда, сфинктер увеличивает количество крови, протекающей через него. А уменьшив просвет, сфинктер уменьшает кровенаполнение капиллярной сети.
Таким образом, прекапиллярные сфинктеры регулируют поступление крови в капиллярную сеть. Именно поэтому И. М. Сеченов назвал артериолы “кранами сердечно-сосудистой” системы.
В строении микроциркуляторного русла есть еще одно замечательное звено: артериально-венозный шунт. Артериально-венозный шунт — это сосудистые веточки, напрямую (в обход капиллярной сети) соединяющие артериолы с венулами.
По этим шунтам кровь может сбрасываться из артериального русла в венозное, минуя капиллярную сеть.
Функции микроциркуляции
Обмен веществ
Главная и самая значительная функция микроциркуляторного русла — это обмен веществ между кровью и клеткой и между кровью и межклеточным пространством.
Регуляция потока крови
Но вот интересный вопрос: зачем нужно такое сложное строение микроциркуляторного русла, зачем нужны прекапиллярные сфинктеры и шунты? В чем состоит их функция?
Все дело в том, что нормальному органу в разные периоды нужно разное количество питания, а, значит, разное количество крови.
Одно дело, если орган не работает, находится в состоянии покоя, и совсем другое дело, если он занят интенсивной, тяжелой работой. Здесь и питание должно быть интенсивным, а значит, и потребность в крови, несущей это питание, резко возрастает.
Одна из функций микроциркуляторного русла состоит в регуляции потока крови, поступающего к клеткам органа в зависимости от потребностей этого органа в питании.
Как оно это делает? Очень просто!
Отдыхает орган и не нуждается в большом количестве питающей его крови — прекапилляры сжимаются и уменьшают просвет сосуда. При этом количество крови, протекающей через капиллярную сеть, уменьшается. Но куда же девается не использованная кровь? Она сбрасывается через шунты в венозное русло, минуя капиллярную сеть.
Если орган интенсивно работает и требует большого количества питательных элементов, прекапиллярные сфинктеры широко открываются. Они пропускают в капиллярную сеть большое количество крови, несущей питание. А сброс крови через шунты уменьшается или прекращается вовсе.
Централизация кровообращения
Еще одна функция микроциркуляторного русла — это централизация кровообращения.
В жизни организма бывают ситуации, при которых резко падает артериальное давление. Это может случиться по разным причинам. Например, при массивной кровопотере. Организм теряет большое количество крови, и все его органы начинают жестоко страдать от кислородного голодания.
В такой ситуации организм пытается спасти самые важные, жизненно важные органы. Те, без которых дальнейшая его жизнь не возможна. Что же он делает?
Он немедленно закрывает все прекапиллярные сфинктеры мышц, костей, кожи, подкожно-жировой клетчатки, желудочно-кишечного тракта и прочее. Кровь не поступает в капиллярную сеть этих органов, а сбрасывается через шунты в венозную сеть и устремляется к сердцу.
Но в головном и спинном мозге, в сердце, печени прекапиллярные сфинктеры остаются открытыми, и оставшаяся в организме кровь поступает в капиллярную сеть этих органов, продолжая питать их.
Таким образом, организм спасает самые важные органы, жертвуя органами менее значительными.
Конечно, так долго продолжаться не может. Но какое-то время организм все же выигрывает, что дает ему шанс “дожить” до медицинской помощи и реанимации.
У вас есть вопросы?
Вы можете задать их мне вот здесь, или кардиологу, заполнив форму, которую вы видите ниже.
Источник