Капиляр: какво е, строеж и функции в кръвообращението
Капиляр: подробно за строежа, едноклетъчната стена и ключовите функции в кръвообращението — обмен на кислород, вода и хранителни вещества.
Капилярът е кръвоносен съд. Той няма мускулна/еластична тъкан като другите кръвоносни съдове и е изграден предимно от един ред ендотелни клетки — т.нар. едноклетъчна стена, която улеснява преноса на вещества между кръвта и тъканите. Капилярите са най-малките от всички кръвоносни съдове, с диаметър около 5–10 μm, и свързват артериите с венулите. Чрез тях се извършва обменът на вода, кислород, въглероден диоксид, както и множество други хранителни вещества и отпадъчни химикали между кръвта и околните тъкани.
Строеж на капиляра
Основните структурни елементи на капиляра са:
- Ендотелни клетки — образуват еднослойната вътрешна обвивка; между тях може да има малки междучелеви процепи (intercellular clefts).
- Базална мембрана — фино влакнесто покритие, което поддържа ендотела и го отделя от околните тъкани.
- Перицити — клетки, обграждащи част от капилярите; участват в стабилизацията на съда, контрола на притока и в процесите на ремонт и ангиогенеза.
- Гликокаликс — външен слой от протеини и въглехидрати по повърхността на ендотела, важен за бариерната функция и взаимодействието с плазмата.
Видове капиляри
Има три основни типа, които се различават по проницаемост и структура:
- Непрекъснати (continuous) — най-чести; ендотелните клетки са плътно свързани, има малки междучелеви процепи. Срещат се в мускули, кожа, белодробна тъкан и централна нервна система.
- Фенестрирани (fenestrated) — притежават малки отвори („фенестри“), които увеличават пропускливостта; типични за бъбреци, черва и ендокринни жлези.
- Синусоидни (sinusoidal) — много широки и пропускливи капиляри с големи отвори; характерни за черния дроб, костния мозък и слезката.
Как се осъществява обменът на вещества
Основните механизми са:
- Дифузия — за газове (O2, CO2) и малки разтворени молекули; от мястото с по-висока към по-ниска концентрация.
- Филтрация и реабсорбция — под влияние на хидростатично и онкотично налягане (Старлинови сили) през стената на капиляра; на артериалния край често има нетна филтрация, а на венозния — реабсорбция.
- Транслокация чрез везикули (пиноцитоза) — за по-големи молекули и протеини.
- Пасаж през межклетъчните процепи — важен при възпаление, когато пропускливостта се увеличава.
Роля в микрокръвообращението и регулация
Капилярите формират мрежи (капилярни ложа), където кръвният поток се регулира чрез прекапилярен сфинктер и тонуса на артериолите. Плътността на капилярната мрежа зависи от тъканта — например скелетните мускули, белите дробове и бъбреците имат висока капилярна плътност, докато костите и хрущялите са бедни на капиляри.
Локалната регулация включва механизми като метаболитна дилатация (реакция на натрупване на метаболити), ендотелни фактори (NO — азотен оксид), хормони и нервна инервация.
Клинично значение
- Променена капилярна пропускливост води до оток (едема) при възпаление, сърдечна недостатъчност или увреждане на ендотела.
- Микроангиопатии при диабет могат да увредят капилярите и да нарушат доставката на кислород и хранителни вещества.
- Хипертония и атеросклероза влияят върху микроциркулацията и могат да доведат до тъканна исхемия.
- Капилярната перфузия е важен параметър в интензивната грижа и при оценка на шока; използват се техники като капилароскопия и интравазална микроскопия за изследване.
Допълнителни бележки
Капилярите са динамична система: при нужда тъканите могат да индуцират ангиогенеза (образуване на нови капиляри) чрез стимули като VEGF (vascular endothelial growth factor). Заедно с артериите и вените, капилярите гарантират доставката на кислород и хранителни вещества и отстраняването на отпадъците — ключова функция за здравето на организмите.
Кръвта тече от сърцето към артериите, които се стесняват в артериоли, а след това се стесняват още повече в капиляри. След като тъканта бъде перфузирана, капилярите се разширяват, за да се превърнат във венули, а след това се разширяват още повече, за да се превърнат във вени, които връщат кръвта към сърцето.
Анатомия
Кръвта се движи от сърцето към артериите, които се разклоняват и стесняват на по-малки артерии, а след това се разклоняват още повече на капиляри. След като кислородът е достигнал до тъканта, капилярите се съединяват и разширяват, за да се превърнат в малки вени, а след това се разширяват още повече, за да се превърнат във вени, които връщат кръвта към сърцето.
"Капилярното легло" е мрежата от капиляри, захранващи даден орган. Колкото по-активна е обмяната на веществата в клетките, толкова повече капиляри са необходими за снабдяване с хранителни вещества и отвеждане на отпадните продукти.
Специални артерии се свързват между артериолите и венулите и са важни за заобикалянето на кръвния поток през капилярите. Истинските капиляри произлизат главно от метатерриолите и осигуряват движението между клетките и кръвообращението. Широчината от 8 μm принуждава червените кръвни телца частично да се сгъват в куршумоподобни форми, за да ги заобикалят в единична редица.
Прекапилярните мускули са пръстени от гладки мускули в началото на истинските капиляри, които управляват притока на кръв в истинските капиляри и контролират притока на кръв през дадена част от тялото или област.
Физиология
Стената на капилярите е еднослойна тъкан, която е толкова тънка, че през нея могат да преминават газове и други елементи, като кислород, вода, протеини и мазнини, задвижвани от разликите в налягането. Отпадъците, като въглероден диоксид и урея, могат да се върнат обратно в кръвта, за да бъдат изведени от тялото.
Капилярното легло обикновено пренася не повече от 25 % от количеството кръв, което може да побере, въпреки че това количество може да се увеличи чрез авторегулация, като се накара гладката мускулатура да се отпусне в артериолите, които водят до капилярното легло, както и да се намалят метаартериолите.
Капилярите нямат тази гладка мускулатура в собствената си стена и затова всяка промяна в ширината им е пасивна. Всички сигнални молекули, които те освобождават (като ендотелин за свиване и азотен оксид за разширяване), действат върху гладкомускулните клетки в стените на близките по-големи съдове, например артериолите.
Способността на капилярите да преместват предмети може да се увеличи от освобождаването на определени цитокини, например при защита на организма от микроби.
Свързани страници
- Алвеоларно-капилярна бариера
- Кръвно-мозъчна бариера
- Капилярно действие
- Уравнение на Хаген-Поайзел
Въпроси и отговори
В: Какво е капиляр?
О: Капилярът е малък кръвоносен съд с едноклетъчна стена, който улеснява преноса на вещества между кръвта и околните тъкани.
В: По какво капилярите се различават от другите кръвоносни съдове?
О: Капилярите нямат мускулна/еластична тъкан като другите кръвоносни съдове.
В: Какъв е размерът на капиляра?
О: Капилярите са с големина около 5-10 μm, което е по-малко от всеки друг кръвоносен съд.
В: Каква е функцията на капилярите?
О: Функцията на капилярите е да пренасят вода, кислород, въглероден диоксид и други хранителни вещества и отпадъчни химикали между кръвта и околните тъкани.
В: Каква е структурата на капиляра?
О: Капилярите имат едноклетъчна стена, която помага за пренасянето на веществата през организмите.
В: Какви кръвоносни съдове свързват капилярите?
О.: Капилярите свързват артериите и венулите.
В: Какви вещества се пренасят през капилярите?
О: Капилярите пренасят вода, кислород, въглероден диоксид, както и много други хранителни вещества и отпадъчни химикали между кръвта и околните тъкани.
обискирам