Struktura i funkcja naczyń włosowatych w ciele

Kapilary to najmniejsze naczynia krwionośne w ciele, łączące najmniejsze tętnice z najmniejszymi żyłami. Naczynia te są często określane jako „mikrokrążenie”.

Grubość tylko dwóch warstw komórek, zadaniem naczyń włosowatych jest odgrywanie centralnej roli w krążeniu, dostarczaniu tlenu z krwi do tkanek i wychwytywaniu dwutlenku węgla do eliminacji. Są również miejscem, w którym dostarczane są składniki odżywcze, które zasilają wszystkie komórki organizmu.

Istnieją trzy podstawowe typy naczyń włosowatych — ciągłe, z okienkami, nieciągłe lub sinusoidalne, które znajdują się w różnych częściach ciała, a wyspecjalizowane naczynia włosowate w mózgu tworzą barierę krew-mózg.

Testy oceniające naczynia włosowate są ważne w ocenie medycznej ludzi i istnieje kilka schorzeń związanych z tymi naczyniami.

Struktura

Kapilary są bardzo cienkie, mają około 5 mikrometrów średnicy i składają się tylko z dwóch warstw komórek — wewnętrznej warstwy komórek śródbłonka i zewnętrznej warstwy komórek nabłonka. Są tak małe, że czerwone krwinki muszą przez nie przepływać pojedynczo.

Szacuje się, że w przeciętnym ludzkim ciele znajduje się 40 miliardów naczyń włosowatych. Wokół tej warstwy komórek znajduje się coś, co nazywa się błoną podstawną, warstwą białka otaczającą naczynia włosowate.

Kapilary w układzie krążenia

Kapilary można uważać za centralną część krążenia. Krew opuszcza serce przez aortę i tętnice płucne, kierując się odpowiednio do reszty ciała i do płuc.

Te duże tętnice stają się mniejszymi tętniczkami i ostatecznie zwężają się, tworząc łożysko kapilarne. Z naczyń włosowatych krew przepływa do mniejszych żyłek, a następnie do żył, spływając z powrotem do serca.

Liczba naczyń włosowatych różni się w zależności od typu tkanki

Liczba naczyń włosowatych w tkance może się znacznie różnić. Z pewnością płuca są wypełnione naczyniami włosowatymi otaczającymi pęcherzyki płucne, które pobierają tlen i odprowadzają dwutlenek węgla. Poza płucami naczynia włosowate są bardziej obfite w tkankach, które są bardziej aktywne metabolicznie.

Rodzaje naczyń włosowatych

W krążeniu występują trzy podstawowe typy naczyń włosowatych:

• Ciągły: te kapilary nie mają perforacji i przepuszczają tylko małe cząsteczki. Są obecne w mięśniach, skórze, tkance tłuszczowej i nerwowej.

• Z okienkiem: te naczynia włosowate mają małe pory, które przepuszczają małe cząsteczki i są zlokalizowane w jelitach, nerkach i gruczołach dokrewnych.

• Sinusoidalne lub nieciągłe: te naczynia włosowate mają duże otwarte pory – wystarczająco duże, aby przepuścić komórkę krwi. Są one obecne w szpiku kostnym, węzłach chłonnych i śledzionie i są w istocie „najbardziej nieszczelne” z naczyń włosowatych.

Bariera krew-mózg

W ośrodkowym układzie nerwowym naczynia włosowate tworzą tak zwaną barierę krew-mózg. Bariera ta ogranicza zdolność toksyn (i, niestety, wielu środków chemioterapeutycznych i innych leków) do przenikania do mózgu.

Aktywnym obszarem badań jest poszukiwanie leków, które mogą przejść przez barierę krew-mózg, a tym samym leczyć stany, takie jak przerzuty do mózgu z powodu wielu nowotworów.

Funkcjonować

Kapilary są odpowiedzialne za ułatwienie transportu i wymiany gazów, płynów i składników odżywczych w organizmie. Podczas gdy tętnice i tętniczki działają w celu transportu tych produktów do naczyń włosowatych, to na poziomie naczyń włosowatych następuje wymiana.

Naczynia włosowate również odbierają dwutlenek węgla i produkty przemiany materii, które są następnie dostarczane do nerek i wątroby (w przypadku odpadów) oraz płuc (w celu wydychania dwutlenku węgla).

Giełda Gazu

W płucach tlen dyfunduje z pęcherzyków do naczyń włosowatych, gdzie łączy się z hemoglobiną i jest rozprowadzany po całym ciele. Dwutlenek węgla (z odtlenionej krwi) z kolei przepływa z naczyń włosowatych z powrotem do pęcherzyków i jest wydychany do otoczenia.

Wymiana płynów i składników odżywczych

Podobnie płyny i składniki odżywcze dyfundują przez selektywnie przepuszczalne naczynia włosowate do tkanek ciała, a produkty przemiany materii są zbierane w naczyniach włosowatych i transportowane żyłami do nerek i wątroby, gdzie są w ten sposób przetwarzane i usuwane z organizmu.

Przepływ krwi przez naczynia włosowate

Ponieważ przepływ krwi przez naczynia włosowate odgrywa tak ważną rolę w utrzymaniu organizmu, możesz się zastanawiać, co się dzieje, gdy zmienia się przepływ krwi, na przykład, gdy spada ciśnienie krwi (niedociśnienie).

Łóżka kapilarne są regulowane przez coś, co nazywa się autoregulacją, więc jeśli ciśnienie krwi spadnie, przepływ przez naczynia włosowate będzie nadal dostarczał tlen i składniki odżywcze tkankom ciała. Podczas ćwiczeń w płucach rekrutowanych jest więcej łożysk kapilarnych, aby przygotować się na zwiększone zapotrzebowanie na tlen w tkankach ciała.

Przepływ krwi w naczyniach włosowatych jest kontrolowany przez zwieracze przedwłośniczkowe. Zwieracz przedwłośniczkowy to włókna mięśniowe, które kontrolują ruch krwi między tętniczkami i naczyniami włosowatymi.

Mikrokrążenie kapilarne

Regulacja przepływu płynu między naczyniami włosowatymi a otaczającymi tkankami śródmiąższowymi jest uwarunkowana równowagą dwóch sił: ciśnienia hydrostatycznego i ciśnienia osmotycznego.

Po tętniczej stronie naczyń włosowatych ciśnienie hydrostatyczne (ciśnienie pochodzące z serca pompującego krew i elastyczność tętnic) jest wysokie. Ponieważ naczynia włosowate są „nieszczelne”, ciśnienie to wypycha płyn i składniki odżywcze do ścian naczyń włosowatych i na zewnątrz do przestrzeni śródmiąższowej i tkanek.

Po stronie żył kapilary ciśnienie hydrostatyczne znacznie spadło. W tym momencie to ciśnienie osmotyczne płynu w naczyniach włosowatych (ze względu na obecność soli i białek we krwi) wciąga płyny z powrotem do naczyń włosowatych.

Ciśnienie osmotyczne jest również określane jako ciśnienie onkotyczne i jest tym, co wyciąga płyny i produkty przemiany materii z tkanek do naczyń włosowatych, aby zawrócić je do krwioobiegu (a następnie dostarczyć między innymi do nerek).

Znaczenie medyczne

Naczynia włosowate są pod wieloma względami ważne z medycznego punktu widzenia i istnieją sposoby, dzięki którym można pośrednio obserwować te małe naczynia krwionośne.

Blaknięcie skóry

Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, dlaczego Twoja skóra staje się biała, gdy wywierasz na nią nacisk, odpowiedzią są naczynia włosowate. Nacisk na skórę wypycha krew z naczyń włosowatych, powodując blednięcie lub bladość po usunięciu nacisku.

Wybroczyny

Jeśli pojawi się wysypka, lekarz może naciskać na twoją skórę, aby sprawdzić, czy plamy stają się białe. Kiedy naczynia włosowate są pęknięte, krew przecieka do skóry, a czerwone plamki pozostaną nawet pod naciskiem. Nazywa się to wybroczynami i wiąże się z innymi stanami niż wysypki, które bledną pod wpływem nacisku.

Wkład kapilarny

Lekarze często sprawdzają „uzupełnienie naczyń włosowatych”. Jest to testowane przez obserwację, jak szybko skóra ponownie staje się różowa po zwolnieniu nacisku i może dać wyobrażenie o zdrowiu tkanek.

Przykładem takiego zastosowania mogą być osoby z oparzeniami. Oparzenie drugiego stopnia może ujawnić, że ponowne napełnienie naczyń włosowatych jest nieco opóźnione, ale w przypadku oparzenia trzeciego stopnia nie byłoby w ogóle napełnienia naczyń włosowatych.

Ratownicy często sprawdzają napełnienie naczyń włosowatych, naciskając paznokieć lub paznokieć u nogi, a następnie zwalniając nacisk i czekając, aby zobaczyć, jak długo potrwa, zanim łożysko paznokcia znów stanie się różowe. Jeśli kolor powróci w ciągu dwóch sekund (czas potrzebny do ponownego napełnienia naczyń włosowatych), krążenie w ramieniu lub nodze jest prawdopodobnie OK.

Jeśli uzupełnienie naczyń włosowatych trwa dłużej niż dwie sekundy, prawdopodobnie krążenie w kończynie jest zaburzone i uważane za stan nagły. Istnieją inne ustawienia, w których uzupełnianie naczyń włosowatych również jest opóźnione, takie jak odwodnienie.

Trzeci odstęp i przepuszczalność kapilarna

Możesz usłyszeć, jak lekarze mówią o zjawisku znanym jako „trzeci odstęp”. Przepuszczalność kapilarna odnosi się do zdolności płynów do przechodzenia z naczyń włosowatych do otaczających tkanek.

Przepuszczalność naczyń włosowatych może być zwiększona przez cytokiny (leukotrieny, histaminy i prostaglandyny) uwalniane przez komórki układu odpornościowego. Zwiększony płyn (trzeci odstęp) lokalnie może powodować pokrzywkę. Kiedy ktoś jest bardzo chory, ta trzecia odległość z powodu nieszczelnych naczyń włosowatych może być szeroko rozpowszechniona, nadając jego ciału opuchnięty wygląd.

Próbki krwi włośniczkowej

W większości przypadków po pobraniu krwi technik pobiera krew z żyły w ramieniu. Krew włośniczkowa może być również wykorzystana do wykonania niektórych badań krwi, na przykład u osób monitorujących poziom cukru we krwi. Lancet służy do nacinania palca (nacinania naczyń włosowatych) i może być używany do badania poziomu cukru we krwi i pH krwi.

Powiązane warunki

Istnieje kilka powszechnych i nietypowych stanów związanych z naczyniami włosowatymi.

Plama z wina porto (znamię urodzenia)

Niewielki odsetek dzieci rodzi się ze „znamieniem” składającym się z obszaru czerwonej lub fioletowej skóry związanej z rozszerzonymi naczynkami włosowatymi. Większość plam z wina porto jest raczej problemem kosmetycznym niż medycznym, ale mogą łatwo krwawić, gdy są podrażnione.

Malformacja naczyń włosowatych

Malformacje naczyń włosowatych (zespół malformacji tętniczo-żylnych) mogą wystąpić jako część dziedzicznego zespołu występującego u około 1 na 100 000 osób pochodzenia europejskiego. W tym zespole przepływ krwi przez naczynia włosowate w pobliżu skóry jest większy niż normalnie, co powoduje różowe i czerwone kropki na skórze.

Może wystąpić samodzielnie lub u ludzi mogą wystąpić inne powikłania tego zespołu, takie jak malformacje tętniczo-żylne (nieprawidłowe połączenia między tętnicami i żyłami), które w mózgu mogą powodować bóle głowy i drgawki.

Zespół ogólnoustrojowego przeciekania włośniczek

Rzadkie zaburzenie znane jako zespół przesiąkania włośniczek obejmuje nieszczelne naczynia włosowate, które powodują ciągłe przekrwienie błony śluzowej nosa i epizody omdlenia z powodu gwałtownego spadku ciśnienia krwi.

Zwyrodnienie plamki żółtej

Zwyrodnienie plamki żółtej, obecnie główna przyczyna ślepoty w Stanach Zjednoczonych, występuje wtórnie do uszkodzeń naczyń włosowatych siatkówki.

Chociaż są to najmniejsze naczynia krwionośne, naczynia włosowate odgrywają największą rolę jako miejsce wymiany tlenu i dwutlenku węgla we wszystkich tkankach oraz gdzie dostarczane są składniki odżywcze i usuwane są odpady z komórek.

Kapilary są również bardzo ważne w diagnostyce medycznej i dają czasem krytyczne informacje na temat stanu zdrowia danej osoby. Chociaż kiedyś uważano, że są one odpowiedzialne głównie za stany kosmetyczne, zmieniło się to, gdy odkryto ich rolę w zwyrodnieniu plamki żółtej.