Микроциркуляция - Microcirculation

Микроциркуляция
Капиллярная микроциркуляция.svg
Микроциркуляция в капилляре
Подробности
СистемаСердечно-сосудистая система
АртерияАртериола
ВенВенула
Идентификаторы
MeSHD008833
Анатомическая терминология

В микроциркуляция это обращение из кровь в самых маленьких кровеносный сосуд, то микрососуды из микрососудистая сеть присутствует в орган ткани.[1] Микрососуды включают терминальные артериолы, метартериолы, капилляры, и венулы. Артериолы несут насыщенную кислородом кровь к капиллярам, ​​и кровь течет из капилляров через венулы в вены.

Помимо этих кровеносных сосудов, в микроциркуляцию также входят: лимфатические капилляры и собирающие воздуховоды. Основные функции микроциркуляции - доставка кислород питательные вещества и удаление углекислый газ (CO2). Он также служит для регулирования кровотока и перфузии тканей, тем самым влияя на кровяное давление и реакцию на воспаление который может включать отек (припухлость).

Большинство сосудов микроциркуляции выстланы уплощенными клетками эндотелий и многие из них окружены сократительными клетками, называемыми перициты. Эндотелий обеспечивает гладкую поверхность для потока крови и регулирует движение воды и растворенных материалов в интерстициальной плазме между кровью и тканями.

Микроциркуляция контрастирует с макроциркуляция, который представляет собой циркуляцию крови к органам и от них.

Структура

Микрососуды

Кровь от сердца течет к артерии, которые следуют в артериолы, а затем сужаются дальше в капилляры. После того, как ткань была перфузированный капилляры разветвляются и расширяются, становясь венулы а затем расширяться и подключаться, чтобы стать вены, которые возвращают кровь в сердце.
Изображение капилляра с эритроцитом в поджелудочной железе, полученное с помощью просвечивающего электронного микроскопа. Выстилка капилляров состоит из длинных тонких эндотелиальных клеток, соединенных плотными контактами.

Сосуды на артериальной стороне микроциркуляции называются артериолы, которые хорошо иннервируются, окружены гладкая мышца ячеек, а составляют 10-100мкм в диаметре.[нужна цитата ] Артериолы несут кровь к капилляры, которые не иннервируются, не имеют гладких мышц и имеют диаметр около 5-8 мкм. Кровь вытекает из капилляров в венулы, которые имеют мало гладких мышц и имеют размер 10-200 мкм. Кровь течет из венул в вены. Метартериолы соединяют артериолы и капилляры. Приток венул известен как проездной канал.

Микроциркуляция состоит из трех основных компонентов: прекапиллярной, капиллярной и посткапиллярной. В прекапиллярном секторе артериолы и прекапиллярные сфинктеры принимать участие. Их функция - регулировать кровоток до того, как он попадет в капилляры и венулы сокращением и расслаблением гладких мышц на их стенках. Второй сектор - это капиллярный сектор, который представлен капиллярами, где происходит обмен веществ и газа между кровью и межклеточной жидкостью. Наконец, посткапиллярный сектор представлен посткапиллярными венулами, которые образованы слоем эндотелиальные клетки которые позволяют свободное движение некоторых веществ.[2]

Микроанатомия

Большинство сосудов микроциркуляции выстланы уплощенными клетками эндотелий и многие из них окружены сократительными клетками, называемыми перициты. Эндотелий обеспечивает гладкую поверхность для потока крови и регулирует движение воды и растворенных материалов в интерстициальной плазме между кровью и тканями. Эндотелий также производит молекулы, которые препятствуют свертыванию крови, если не происходит утечки. Клетки перицитов могут сокращаться и уменьшать размер артериол и тем самым регулировать кровоток и кровяное давление.

Функция

Помимо этих кровеносных сосудов, в микроциркуляцию также входят: лимфатические капилляры и собирающие воздуховоды. Основные функции микроциркуляции - доставка кислород питательные вещества и удаление углекислый газ (CO2). Он также служит для регулирования кровотока и перфузии тканей, тем самым влияя на кровяное давление и реакцию на воспаление который может включать отек (припухлость).

Регулирование

Регуляция ткани перфузия происходит в микроциркуляции.[2] Там, артериолы контролировать приток крови к капиллярам. Артериолы сокращаются и расслабляются, изменяя свой диаметр и тонус сосудов, поскольку гладкие мышцы сосудов реагируют на различные раздражители. Расширение сосудов из-за повышенного кровяного давления является основным стимулом сокращения мышц стенок артериол. Как следствие, кровоток в области микроциркуляции остается постоянным, несмотря на изменения системного артериального давления. Этот механизм присутствует во всех тканях и органах человеческого тела. Кроме того, нервная система участвует в регуляции микроциркуляции. Симпатическая нервная система активирует более мелкие артериолы, включая терминалы. Норадреналин и адреналин действуют на альфа- и бета-адренорецепторы. Другие гормоны (катехоламин, ренин-ангиотензин, вазопрессин, и предсердный натрийуретический пептид ) циркулируют в кровотоке и могут влиять на микроциркуляцию, вызывая расширение сосудов или же вазоконстрикция. Многие гормоны и нейропептиды выделяются вместе с классическими нейротрансмиттерами.[1]

Артериолы реагируют на метаболические стимулы, которые генерируются в тканях. Когда метаболизм тканей увеличивается, катаболический продукты накапливаются, что приводит к расширению сосудов. Эндотелий начинает контролировать мышечный тонус и ткань артериолярного кровотока. Функция эндотелия в кровообращении включает активацию и инактивацию циркулирующих гормонов и других компонентов плазмы. Есть также синтез и секреция сосудорасширяющих и сосудосуживающих веществ для изменения ширины по мере необходимости. Вариации кровотока, циркулирующего по артериолам, способны реагировать в эндотелии.[1]

Капиллярный обмен

Термин «капиллярный обмен» относится ко всем обменам на микроциркуляторном уровне, большая часть которых происходит в капиллярах. Места, где происходит обмен материала между кровью и тканями, - это капилляры, которые разветвляются, чтобы увеличить площадь обмена, минимизировать расстояние диффузии, а также максимизировать площадь поверхности и время обмена.[3]

Примерно семь процентов крови тела находится в капиллярах, которые постоянно обмениваются веществами с жидкостью за пределами этих кровеносных сосудов, называемой интерстициальной жидкостью. Это динамическое перемещение материалов между межклеточной жидкостью и кровью называется капиллярным обменом.[4] Эти вещества проходят через капилляры посредством трех различных систем или механизмов: диффузии, объемного потока и трансцитоза или везикулярного транспорта.[2] Жидкий и твердый обмены, которые происходят в микрососудистом русле, включают, в частности, капилляры и посткапиллярные венулы и собирающие венулы.

Стенки капилляров обеспечивают свободный поток практически любого вещества в плазме.[5] Белки плазмы - единственное исключение, так как они слишком велики, чтобы пройти через них.[4] Минимальное количество неабсорбируемых белков плазмы, которые выходят из капилляров, попадают в лимфатическую циркуляцию, чтобы позже вернуться в эти кровеносные сосуды. Те белки, которые покидают капилляры, используют первый механизм капиллярного обмена и процесс диффузии, который вызывается кинетическим движением молекул.[5]

Регулирование

Этот обмен веществ регулируется разными механизмами.[6] Эти механизмы работают вместе и способствуют капиллярному обмену следующим образом. Во-первых, диффундирующие молекулы будут перемещаться на небольшое расстояние благодаря стенке капилляра, небольшому диаметру и непосредственной близости к каждой клетке, имеющей капилляр. Короткое расстояние важно, потому что скорость капиллярной диффузии уменьшается с увеличением расстояния диффузии. Тогда из-за его большого количества (10-14 миллионов капилляров) существует невероятная площадь поверхности для обмена. Однако это только 5% от общего объема крови (250 мл 5000 мл). Наконец, в капиллярах кровь течет медленнее из-за обширного разветвления.[3]

Распространение

Распространение это первый и самый важный механизм, который позволяет маленьким молекулам течь через капилляры. Процесс зависит от разницы градиентов между интерстицием и кровью, при этом молекулы перемещаются в пространства с низкой концентрацией из пространств с высокой концентрацией.[7] Глюкоза, аминокислоты, кислород (O2) и другие молекулы покидают капилляры путем диффузии и достигают тканей организма. Напротив, углекислый газ (CO2) и другие отходы покидают ткани и попадают в капилляры тем же самым процессом, но в обратном порядке.[4] Диффузия через стенки капилляров зависит от проницаемости эндотелиальных клеток, образующих стенки капилляров, которые могут быть непрерывными, прерывистыми и фенестрированными.[3] В Уравнение скворца описывает роли гидростатический и осмотическое давление (так называемой Силы скворцов) при движении жидкости по капилляру эндотелий. Липиды, которые переносятся белками, слишком велики, чтобы пересекать стенки капилляров путем диффузии, и поэтому приходится полагаться на два других метода.[8][9]

Массовый поток

Второй механизм капиллярного обмена: объемный поток. Он используется небольшими нерастворимыми в липидах веществами для скрещивания. Это движение зависит от физических характеристик капилляров. Например, непрерывные капилляры (плотная структура) уменьшают объемный поток, оконный капилляры (перфорированная структура) увеличивают объемный поток, а прерывистые капилляры (большие межклеточные промежутки) обеспечивают объемный поток. В этом случае обмен материалами определяется изменением давления.[6] Когда поток веществ идет из кровотока или капилляра в интерстициальное пространство или интерстиций, этот процесс называется фильтрацией. Этому типу движения способствует гидростатическое давление крови (BHP) и осмотическое давление межклеточной жидкости (IFOP).[4] Когда вещества перемещаются из межклеточной жидкости в кровь по капиллярам, ​​этот процесс называется реабсорбцией. Давления, способствующие этому движению, - это осмотическое давление коллоидов крови (BCOP) и гидростатическое давление интерстициальной жидкости (IFHP).[10] Фильтруется или реабсорбируется вещество, зависит от чистого давления фильтрации (NFP), которое представляет собой разницу между гидростатическим (BHP и IFHP) и осмотическим давлением (IFOP и BCOP).[4] Эти давления известны как Силы скворцов. Если NFP положительный, фильтрация будет, но если отрицательный, произойдет реабсорбция.[11]

Трансцитоз

Третий механизм капиллярного обмена: трансцитоз, также называемый везикулярным транспортом.[12] В результате этого процесса вещества крови перемещаются через эндотелиальные клетки, составляющие капиллярную структуру. Наконец, эти материалы выходят путем экзоцитоза - процесса, посредством которого везикулы выходят из клетки в интерстициальное пространство. Немногое веществ передается через трансцитоз: он в основном используется большими, нерастворимыми в липидах молекулами, такими как гормон инсулина.[13] Как только везикулы выходят из капилляров, они попадают в интерстиций.[13] Везикулы могут попадать непосредственно в определенную ткань или сливаться с другими пузырьками, поэтому их содержимое смешивается. Этот смешанный материал увеличивает функциональные возможности везикулы.[4]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Конти, Фьоренцо (13 апреля 2010 г.). Fisiología Médica (1-е изд.). Мак-Гроу Хилл. ISBN  978-970-10-7341-4.[страница нужна ]
  2. ^ а б c Друкер, Рене. Медицинская физиология (1-е изд.). Современное руководство. п. 137.
  3. ^ а б c Шервуд, Лорали. Физиология человека. От клеток к системам (7-е изд.). Cengage обучение. п. 361. ISBN  970-729-069-2.
  4. ^ а б c d е ж Тортора, Жерар (4 января 2011 г.). Основы анатомии и физиологии (13-е изд.). Wiley & Sons, Inc. стр. 811. ISBN  978-0470565100.
  5. ^ а б Холл, Джон (2011). Учебник медицинской физиологии (12-е изд.). Издательство Elsevier Science. п. 184. ISBN  978-84-8086-819-8.
  6. ^ а б Клаубунде, Ричард (3 ноября 2011 г.). Концепции сердечно-сосудистой физиологии (2-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 181. ISBN  9781451113846.
  7. ^ Джонсон, Леонард (2 октября 2003 г.). Основы медицинской физиологии (3-е изд.). Академическая пресса. п. 59. ISBN  978-0123875846.
  8. ^ Scow, R.O; Blanchette-Mackie, E.J; Смит, Л. С. (1980). «Транспорт липидов через эндотелий капилляров». Слушания Федерации. 39 (9): 2610–7. PMID  6995154.
  9. ^ «Физиология жидкости: 4.1 Микроциркуляция».
  10. ^ Скаллан, Джошуа (2010). Капиллярный жидкостный обмен: регуляция, функции и патология (3-е изд.). Морган и Клейпул Науки о жизни. п. 4. ISBN  9781615040667.
  11. ^ Sicar, Sabyasachi (2008). Принципы медицинской физиологии (1-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 259. ISBN  978-3-13-144061-7.
  12. ^ Баррет, Ким (5 апреля 2012 г.). Медицинская физиология Ганонг (24-е изд.). Мак-Гроу Хилл. ISBN  978-0071780032.
  13. ^ а б Шахид, Мохаммад (январь 2008 г.). Физиология (1-е изд.). Elsevier Health Sciences. п. 82. ISBN  978-0-7234-3388-0.

внешняя ссылка