Кровяные капилляры ответственны за обмен веществ между кровью и интерстициальной жидкостью (жидкостью, которая окружает клетки). Эти небольшие сосуды имеют чрезвычайно тонкие стенки, которые обеспечивают непрерывный проход в обоих направлениях газов, питательных веществ и метаболитов. Чтобы эти обмены имели место, важно, чтобы кровоток перемещался по ним с низкой скоростью и чтобы его избыточное давление оставалось в довольно узких пределах.
Таким образом, основными характеристиками капилляров являются уменьшенный диаметр (от 5 до 10 мкм, достаточный для прохождения эритроцитов по одному в одном файле, до 30 мкм), толщина стенок, низкое гидростатическое давление (35-40 мм рт.ст. на артериальном конце - 15-20 на венозном конце) и сниженная скорость кровотока, проходящего через них (1 мм / с).
Стенки капилляров, в отличие от венозных и артериальных, состоят не из трех концентрических оболочек, а из одного слоя уплощенных эндотелиальных клеток, опирающихся на базальную мембрану; поэтому капиллярная стенка лишена мышечных, эластических и волокнистых волокон. Эта морфологическая особенность предназначена для облегчения обмена веществ с промежуточной жидкостью. С другой стороны, многие капилляры связаны с клетками, называемыми перицитами, которые регулируют проницаемость эндотелия, противоположного этим проходам; чем больше количество перицитов и тем меньше проницаемость капилляров. Поэтому неудивительно, что перициты особенно распространены в центральной нервной системе, где они способствуют формированию гематоэнцефалического барьера.
В кровеносной системе человека можно выделить три типа капилляров:
Непрерывные капилляры : они так называются, потому что их клетки образуют стену без важных промежутков и прерываний. Хотя эндотелиальные клетки соединены плотными соединениями, все еще существуют небольшие пространства, которые придают капилляру определенную проницаемость для воды и растворенных веществ, но бедны для белков. Непрерывные капилляры обнаруживаются в основном в центральной и периферической нервной системе, в мышечной ткани, в легких и в коже; они самые распространенные. |
Фенестрированные или прерывистые капилляры : они имеют поры в стенках от 80 до 100 нм, которые в действительности не полностью утрачены, а имеют тонкую диафрагму (плазменная пластинка, вероятно, используется для контроля обмена между капилляром и интерстицием). Их много в эндокринных железах, в поджелудочной железе, в почечных клубочках (где поры не имеют диафрагмы) и в кишечнике, где окна увеличивают обменную емкость эндотелиальных клеток. |
Синусоидальные капилляры : они являются наиболее проницаемыми из трех, потому что их очень большая эндотелиальная стенка имеет мало соединений и большие межклеточные пространства. Эндотелий и базальная мембрана являются прерывистыми, что облегчает обмены между кровью и тканями. Они обнаруживаются в печени, селезенке, костном мозге, лимфоидных органах и некоторых эндокринных железах, где требуется высокая проницаемость для белков и крупных молекул. |
В человеческом теле найдено около 2 миллиардов капилляров, которые в совокупности покрывают длину около 80000 км и площадь обмена около 6300 м2 (эквивалент двух футбольных полей).
Капилляры делятся на артериальную часть, которая несет богатую питательными веществами кровь и кислород, и венозную часть, которая собирает сточные воды из предыдущей (в то же время она содержит углекислый газ и отработанные вещества).
На уровне ткани капилляры имеют тенденцию образовывать переплетенные сети, называемые «капиллярными слоями», а поток, который проходит через них, называется микроциркуляцией. На этом уровне терминальная артериола продолжается метартериолом, своего рода каналом для прямого прохода в посткапиллярную венулу. В свою очередь, из каждой ветви метартериолы образуются так называемые истинные капилляры, которые переплетаются, образуя вышеупомянутый капиллярный слой (для каждого слоя по отношению к опрыскиваемому органу имеется от десяти до ста реальных капилляров).
В месте возникновения настоящих капилляров находится кольцо гладкомышечных волокон, «прекапиллярный сфинктер», который его окружает. Этот сфинктер действует как клапан, регулирующий кровоток в микроциркуляторном русле; следовательно, при сжатии прекапиллярных сфинктеров поток реализуется исключительно через магистральный проток метартериолы; наоборот, когда сфинктеры расслаблены, кровь течет в капилляры и ткани обильно перфузируются. Очевидно, что это граничные условия, поскольку в большинстве случаев будет открытая капиллярная квота и закрытая часть. Следовательно, истинный капилляр может быть закрыт или открыт, в то время как метартериол, являясь преимущественным сосудом, всегда открыт (так как у него недостаточно мускулатуры, чтобы действовать как сфинктер). Таким образом, метартериол может обходить капилляры и направлять кровь непосредственно в венозное кровообращение; этот канал также позволяет проходить лейкоцитам от артериального к венозному кругу (иначе предотвращается уменьшенным калибром капилляров).
Количество крови, поступающей в капиллярное русло, подлежит внутреннему контролю, связанному с растяжением сосуда и местными стимулами (биохимическими сигналами, такими как парциальное давление кислорода, углекислого газа и наличие сигналов вазодилататора-вазоконстриктора). ). В зависимости от условий кровать обходится или полностью перфузируется.
Капиллярное русло часто принимает разные формы и характеристики от одного органа к другому с различиями в количестве каналов, в толщине ячеек и в проницаемости стенки; особенно развиты капиллярные сети нервных центров, желез и альвеол легких. Капиллярная плотность данной ткани фактически прямо пропорциональна метаболической активности ее клеток, что приводит к большей потребности в крови.
