Структура и функция капилляров в организме

Капилляры - это самые маленькие кровеносные сосуды в организме, соединяющие самые маленькие артерии с самыми маленькими венами. Эти суда часто называют

Имея толщину всего два слоя клеток, капилляры должны играть центральную роль в кровообращении, доставляя кислород из крови к тканям и собирая углекислый газ, который необходимо удалить. Они также являются местом доставки питательных веществ для питания всех клеток тела.

Существует три основных типа капилляров: непрерывные, окончатые, прерывистые или синусоидальные, которые находятся в разных частях тела, а специализированные капилляры в головном мозге составляют гематоэнцефалический барьер.

Тесты для оценки капилляров важны для медицинского обследования людей, и с этими сосудами связано несколько заболеваний.

Состав

Капилляры очень тонкие, примерно 5 микрометров в диаметре, и состоят только из двух слоев клеток: внутреннего слоя эндотелиальных клеток и внешнего слоя эпителиальных клеток. Они настолько малы, что эритроциты должны проходить через них единым целым.

Было подсчитано, что в среднем человеческом теле насчитывается 40 миллиардов капилляров. Этот слой клеток окружает так называемая базальная мембрана, слой белка, окружающий капилляр.

Если бы все капилляры в человеческом теле были выстроены в один ряд, линия протянулась бы более чем на 100 000 миль.

Капилляры в системе кровообращения

Капилляры можно рассматривать как центральную часть кровообращения. Кровь покидает сердце через аорту и легочные артерии, попадая в остальную часть тела и в легкие соответственно.

Эти крупные артерии становятся более мелкими артериолами и в конечном итоге сужаются, образуя капиллярное русло. Из капилляров кровь течет в более мелкие венулы, а затем в вены, возвращаясь к вену.

Количество капилляров зависит от типа ткани

Количество капилляров в ткани может широко варьироваться. Конечно, легкие заполнены капиллярами, окружающими альвеолы, для поглощения кислорода и вывода углекислого газа. За пределами легких капилляров больше в тканях, которые более метаболически активны.

Типы капилляров

В кровообращении есть три основных типа капилляров:

• Непрерывный: эти капилляры не имеют отверстий и пропускают только небольшие молекулы. Они присутствуют в мышцах, коже, жировой и нервной ткани.

• Фенестрированные: эти капилляры имеют маленькие поры, через которые проходят маленькие молекулы, и расположены в кишечнике, почках и эндокринных железах.

• Синусоидальные или прерывистые: эти капилляры имеют большие открытые поры, достаточно большие, чтобы пропустить через них клетки крови. Они присутствуют в костном мозге, лимфатических узлах и селезенке и, по сути, являются наиболее «протекающими» из капилляров.

Барьер кровь-мозг

В центральной нервной системе капилляры составляют так называемый гематоэнцефалический барьер. Этот барьер ограничивает способность токсинов (и, к сожалению, многих химиотерапевтических средств и других лекарств) проникать в мозг.

Поиск лекарств, которые могут проходить через гематоэнцефалический барьер и, следовательно, лечить такие состояния, как метастазы в головной мозг от ряда видов рака, является активной областью исследований5.

Функция

Капилляры отвечают за облегчение транспортировки и обмена газов, жидкостей и питательных веществ в организме. Хотя артерии и артериолы переносят эти продукты в капилляры, обмен происходит на уровне капилляров.

Капилляры также служат для приема углекислого газа и продуктов жизнедеятельности, которые затем доставляются в почки, печень (для отходов) и легкие (для выдоха углекислого газа) 2.

Газообмен

В легких кислород диффундирует из альвеол в капилляры, чтобы присоединиться к гемоглобину и разноситься по всему телу. Углекислый газ (из дезоксигенированной крови), в свою очередь, течет из капилляров обратно в альвеолы, чтобы выдохнуть в окружающую среду.

Обмен жидкости и питательных веществ

Точно так же жидкости и питательные вещества диффундируют через избирательно проницаемые капилляры в ткани тела, а продукты жизнедеятельности собираются в капиллярах и транспортируются по венам в почки и печень, где они, таким образом, обрабатываются и выводятся из организма.

Кровоток через капилляры

Поскольку кровоток через капилляры играет такую важную роль в поддержании организма, вы можете задаться вопросом, что происходит, когда кровоток изменяется, например, если ваше кровяное давление упадет (гипотония).

Капиллярные русла регулируются посредством так называемой саморегуляции, так что, если артериальное давление упадет, поток через капилляры продолжит обеспечивать кислород и питательные вещества тканям тела. При выполнении упражнений в легких накапливается больше капилляров, чтобы подготовиться к повышенной потребности тканей тела в кислороде.

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

Капиллярная микроциркуляция

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

На артериальной стороне капилляра гидростатическое давление (давление, которое исходит от сердца, перекачивающего кровь, и эластичности артерий) является высоким. Поскольку капилляры "неплотные", это давление заставляет жидкость и питательные вещества противостоять стенкам капилляра и выходить во внутреннее пространство и ткани.

На венозной стороне капилляра гидростатическое давление значительно упало. В этот момент именно осмотическое давление жидкости внутри капилляра (из-за наличия солей и белков в крови) втягивает жидкости обратно в капилляр.

Осмотическое давление, также называемое онкотическим давлением, вытягивает жидкости и продукты жизнедеятельности из тканей в капилляр, которые затем возвращаются в кровоток (а затем доставляются, среди прочего, в почки) 8.

Медицинское значение

Капилляры во многих отношениях важны с медицинской точки зрения, и есть способы, с помощью которых вы можете косвенно наблюдать за этими крошечными кровеносными сосудами.

Побледнение кожи

Если вы когда-нибудь задумывались, почему ваша кожа становится белой, когда вы надавливаете на нее, ответ - капилляры. Давление на кожу выдавливает кровь из капилляров, что приводит к побледнению или бледности при снятии давления.

Петехии

Если у вас появилась сыпь, врач может надавить на вашу кожу, чтобы проверить, не побелели ли пятна. Когда капилляры разорваны, кровь просачивается в кожу, а красные пятна остаются даже при надавливании. Они называются петехиями и связаны с другими состояниями, чем высыпания, которые бледнеют при надавливании.

Заполнение капилляров

Врачи часто проверяют наличие «наполнения капилляров». Это проверяется путем наблюдения за тем, как быстро кожа снова становится розовой после снятия давления, и может дать представление о здоровье тканей.

Примером такого использования могут быть люди с ожогами. При ожоге второй степени наполнение капилляров может происходить с некоторой задержкой, но при ожоге третьей степени наполнение капилляров не происходит вообще.

Сотрудники службы экстренной помощи часто проверяют наполнение капилляров, нажимая ногтем на пальце или ноге, затем ослабляя давление и ожидая, сколько времени потребуется, чтобы ногтевое ложе снова стало розовым. Если цвет возвращается в течение двух секунд (количество времени, которое требуется, чтобы сказать, что капиллярное наполнение), кровообращение в руке или ноге, вероятно, в порядке.

Если наполнение капилляров занимает более двух секунд, кровообращение в конечности, вероятно, нарушено и считается чрезвычайной ситуацией. Есть и другие параметры, при которых пополнение капилляров также задерживается, например, при обезвоживании.

Третье расстояние и проницаемость капилляров

Вы можете слышать, как врачи говорят о феномене, известном как «третий интервал». Капиллярная проницаемость относится к способности жидкости проходить из капилляров в окружающие ткани.

Проницаемость капилляров может быть увеличена за счет цитокинов (лейкотриенов, гистаминов и простагландинов), выделяемых клетками иммунной системы. Повышенное количество жидкости (третье расстояние) локально может привести к крапивнице. Когда кто-то очень болен, это третье расстояние из-за протекающих капилляров может быть широко распространенным, придавая его телу опухший вид.

Образцы капиллярной крови

В большинстве случаев, когда у вас берется кровь, техник будет брать кровь из вены на руке. Капиллярная кровь также может использоваться для проведения некоторых анализов крови, например, для тех, кто следит за уровнем сахара в крови. Ланцет используется для порезания пальца (разрезания капилляров) и может использоваться для определения уровня сахара в крови и pH крови.

Связанные условия

Есть несколько общих и необычных состояний, которые затрагивают капилляры.

Port-Wine Stain (родинка)

Небольшой процент детей рождается с «родинками», состоящими из участков красной или пурпурной кожи, связанных с расширенными капиллярами. Большинство пятен от портвейна - это скорее косметическая проблема, чем медицинская проблема, но при раздражении они могут легко кровоточить.

Капиллярная мальформация

Капиллярная мальформация (синдром артериовенозной мальформации) может возникать как часть наследственного синдрома, который присутствует примерно у 1 из 100 000 человек европейского происхождения. При этом синдроме кровоток больше, чем обычно, через капилляры возле кожи, что приводит к появлению розовых и красных точек на коже.

Они могут возникать сами по себе, или у людей могут быть другие осложнения этого синдрома, такие как артериовенозные мальформации (аномальные связи между артериями и венами), которые при попадании в мозг могут вызывать головные боли и судороги.

Синдром системной капиллярной утечки

Редкое заболевание, известное как синдром утечки капилляров, включает протекающие капилляры, что приводит к постоянной заложенности носа и эпизодам обморока из-за быстрого падения артериального давления.

Дегенерация желтого пятна

Дегенерация желтого пятна, которая в настоящее время является основной причиной слепоты в США, возникает вторично по отношению к повреждению капилляров сетчатки.

Часто задаваемые вопросы

Почему у меня ломаются капилляры на лице?

Поражение солнцем и розацеа - частые причины разрыва капилляров на лице. Вы можете избежать этих обострений, защитив кожу от солнечных ожогов и избегая вещей, вызывающих розацеа, таких как алкоголь и курение18.

Как избавиться от сосудистых звездочек на лице?

Лазерное лечение может привести к исчезновению сосудистых звездочек на лице, также известных как телеангиэктазии. Воздействие тепла на кожу может разрушить крошечные кровеносные сосуды, так что они больше не будут видны.19 Однако они могут открыться снова, что потребует дополнительных процедур в будущем.

Слово от Verywell

Капилляры, хотя и являются самыми крошечными кровеносными сосудами, играют самую большую роль в том, что они являются местом обмена кислорода и углекислого газа во всех тканях, доставки питательных веществ и удаления отходов из клеток.

Капилляры также очень важны для медицинской диагностики и иногда дают важную информацию о состоянии здоровья человека. Когда-то считалось, что они ответственны в первую очередь за косметические состояния, но это изменилось, когда была обнаружена их роль в дегенерации желтого пятна.