Kapilara - Capillary

Kapilarny
Czerwona krwinka w tkance kapilarnej trzustki - TEM.jpg
Obraz z transmisyjnego mikroskopu elektronowego przekroju poprzecznego naczynia włosowatego zajmowanego przez czerwoną krwinkę .
System kapilarny CERT.jpg
Uproszczona ilustracja sieci kapilarnej
Detale
Wymowa US : / k ć p ə l ɛr I / , UK : / k ə p ɪ l ər I /
System Układ krążenia
Identyfikatory
łacina nasienie kapilarne
Siatka D002196
TA98 A12.0.00.025
TA2 3901
NS H3.09.02.0.02001
FMA 63194
Terminologia anatomiczna

Kapilarna jest małe naczynia krwionośne od 5 do 10 mikrometrów (urn) w średnicy, i posiadające jedną ścianą komórki śródbłonka grubości. Są to najmniejsze naczynia krwionośne w ciele: przenoszą krew między tętniczkami i żyłkami . Te mikronaczynia są miejscem wymiany wielu substancji z otaczającym je płynem śródmiąższowym . Substancje, które przecinają kapilar obejmują wodę, tlen , dwutlenek węgla , mocznik , glukozę , kwas moczowy , kwas mlekowy i kreatyniny . Kapilary limfatyczne łączą się z większymi naczyniami limfatycznymi drenując płyn limfatyczny zgromadzony w mikrokrążeniu .

Podczas wczesnego rozwoju embrionalnego powstają nowe naczynia włosowate poprzez waskulogenezę , proces tworzenia naczyń krwionośnych, który zachodzi poprzez produkcję de novo komórek śródbłonka, które następnie tworzą rurki naczyniowe. Termin angiogeneza oznacza powstawanie nowych naczyń włosowatych z istniejących naczyń krwionośnych i już istniejącego śródbłonka, który się dzieli.

Etymologia

Capillary pochodzi od łacińskiego słowa capillaris , oznaczającego „lub przypominające włosy”, używanego w języku angielskim od połowy XVII wieku. Znaczenie wywodzi się z maleńkiej, podobnej do włosa średnicy kapilary. Podczas gdy kapilara jest zwykle używana jako rzeczownik, słowo to jest również używane jako przymiotnik, jak w „ działaniu kapilarnym ”, w którym ciecz przepływa bez wpływu sił zewnętrznych, takich jak grawitacja .

Struktura

Schemat kapilary

Krew płynie z serca przez tętnice , które rozgałęziają się i zwężają w tętniczki , a następnie rozgałęziają się dalej w naczynia włosowate, gdzie następuje wymiana składników odżywczych i odpadów. Kapilary przyłączyć i rozszerzają się do żyłki , co z kolei poszerzenia i zbiegają się żyłek , które następnie powrotu krwi z powrotem do serca dzięki żyła główna . W krezce , metaarteriola stanowić dodatkowy etap pomiędzy tętniczkach i naczyń włosowatych.

Poszczególne naczynia włosowate są częścią łożyska naczyń włosowatych , przeplatającej się sieci naczyń włosowatych zaopatrujących tkanki i narządy . Im bardziej aktywna metabolicznie tkanka, tym więcej naczyń włosowatych jest potrzebnych do dostarczania składników odżywczych i odprowadzania produktów przemiany materii. Istnieją dwa rodzaje naczyń włosowatych: prawdziwe naczynia włosowate, które rozgałęziają się od tętniczek i zapewniają wymianę między tkanką a krwią włośniczkową oraz sinusoidy , rodzaj naczyń włosowatych z otwartymi porami, które znajdują się w wątrobie , szpiku kostnym , przednim przysadce mózgowej i narządach okołokomorowych mózgu . Kapilary i sinusoidy to krótkie naczynia, które bezpośrednio łączą tętniczki i żyłki na przeciwległych końcach łóżek. Metateriole znajdują się przede wszystkim w mikrokrążeniu krezki .

Kapilary limfatyczne mają nieco większą średnicę niż naczynia włosowate krwi i mają zamknięte końce (w przeciwieństwie do naczyń włosowatych krwi otwartych na jednym końcu do tętniczek i otwartych na drugim końcu do żyłek). Ta struktura umożliwia przepływ płynu śródmiąższowego do nich, ale nie na zewnątrz. Kapilary limfatyczne mają większe wewnętrzne ciśnienie onkotyczne niż naczynia włosowate krwi, ze względu na większe stężenie białek osocza w limfie.

Rodzaje

Istnieją trzy rodzaje naczyń włosowatych krwi:

Przedstawienie trzech rodzajów naczyń włosowatych. Typ z fenestracją w środku ma małe pory zwane fenestracjami; typ sinusoidalny po prawej pokazuje luki międzykomórkowe i niekompletną błonę podstawną i jest również znany jako nieciągłe naczynia włosowate.

Ciągły

Ciągłe naczynia włosowate są ciągłe w tym sensie, że komórki śródbłonka zapewniają nieprzerwaną wyściółkę i pozwalają tylko mniejszym cząsteczkom , takim jak woda i jony , przejść przez ich szczeliny międzykomórkowe . Cząsteczki rozpuszczalne w tłuszczach mogą biernie dyfundować przez błony komórkowe śródbłonka wzdłuż gradientów stężeń. Kapilary ciągłe można dalej podzielić na dwa podtypy:

  1. Te z licznymi pęcherzykami transportowymi, które znajdują się głównie w mięśniach szkieletowych , palcach, gonadach i skórze.
  2. Te z niewielką liczbą pęcherzyków, które znajdują się głównie w ośrodkowym układzie nerwowym . Te naczynia włosowate są składnikiem bariery krew-mózg .

Z okienkiem

Kapilary z fenestracją mają pory znane jako fenestrae ( łac. „okna”) w komórkach śródbłonka, które mają średnicę 60–80  nm . Są one połączone przeponą z promieniowo zorientowanych włókien, która umożliwia dyfuzję małych cząsteczek i ograniczonych ilości białka. W kłębuszkach nerkowych są komórki bez membrany, zwane podocyt procesy stopy lub szypułek, które posiadają szczeliny porów w funkcji analogiczny do membrany kapilar. Oba te typy naczyń krwionośnych, stałego podstawowego laminy i znajdują się głównie w gruczołach wydzielania wewnętrznego , jelita , trzustki , a kłębuszków w nerkach .

Sinusoidalny

Skaningowa mikroskopia elektronowa sinusoidy wątroby z fenestrowanymi komórkami śródbłonka.  Fenestry mają średnicę około 100 nm.
Skaningowa mikroskopia elektronowa sinusoidy wątroby z fenestrowanymi komórkami śródbłonka. Fenestrae mają średnicę około 100 nm.

Kapilary sinusoidalne lub kapilary nieciągłe to specjalny rodzaj naczyń włosowatych z otwartymi porami, znany również jako sinusoida , które mają szersze średnice 30-40 μm i szersze otwory w śródbłonku. Kapilary z fenestracją mają przepony, które zakrywają pory, podczas gdy sinusoidy nie mają przepony i mają tylko otwarte pory. Tego typu naczynia krwionośne umożliwiają przejście czerwonych i białych krwinek (o średnicy 7,5 μm – 25 μm) oraz różnych białek surowicy , wspomagany przez nieciągłą blaszkę podstawną. Te kapilary nie mają pęcherzyków pinocytotycznych , a zatem wykorzystują luki obecne w połączeniach komórkowych, aby umożliwić transfer między komórkami śródbłonka, a tym samym przez błonę. Sinusoidy to nieregularne przestrzenie wypełnione krwią i znajdują się głównie w wątrobie , szpiku kostnym , śledzionie i narządach okołokomorowych mózgu .

Funkcjonować

Uproszczony obraz przedstawiający przepływ krwi przez ciało, przechodzący przez sieci naczyń włosowatych na swojej drodze.

Ściana kapilary pełni ważną funkcję, umożliwiając przechodzenie przez nią składników odżywczych i substancji odpadowych. Cząsteczki większe niż 3 nm, takie jak albumina i inne duże białka, przechodzą przez transport transkomórkowy wewnątrz pęcherzyków , proces, który wymaga ich przechodzenia przez komórki tworzące ścianę. Cząsteczki mniejsze niż 3 nm, takie jak woda i gazy, przechodzą przez ścianę naczyń włosowatych przez przestrzeń między komórkami w procesie zwanym transportem parakomórkowym . Te mechanizmy transportu umożliwiają dwukierunkową wymianę substancji w zależności od gradientów osmotycznych . Kapilary, które stanowią część bariery krew-mózg, umożliwiają jedynie transport transkomórkowy, ponieważ ścisłe połączenia między komórkami śródbłonka uszczelniają przestrzeń parakomórkową.

Łóżka kapilarne mogą kontrolować przepływ krwi poprzez autoregulację . Umożliwia to narządowi utrzymanie stałego przepływu pomimo zmiany centralnego ciśnienia krwi. Osiąga się to poprzez odpowiedź miogenną , aw nerkach poprzez sprzężenie zwrotne kanalików nerkowych . Kiedy ciśnienie krwi wzrasta, tętniczki są rozciągane, a następnie zwężają się (zjawisko znane jako efekt Bayliss ), aby przeciwdziałać zwiększonej tendencji wysokiego ciśnienia do zwiększania przepływu krwi.

W płucach specjalne mechanizmy zostały przystosowane do potrzeb zwiększonej konieczności przepływu krwi podczas wysiłku. Kiedy częstość akcji serca wzrasta i przez płuca musi przepływać więcej krwi, dochodzi do rekrutacji naczyń włosowatych, które również rozszerzają się, aby zrobić miejsce na zwiększony przepływ krwi. Pozwala to zwiększyć przepływ krwi, a opór maleje.

Przepuszczalność naczyń włosowatych może być zwiększona przez uwalnianie niektórych cytokin , anafilatoksyn lub innych mediatorów (takich jak leukotrieny, prostaglandyny, histamina, bradykinina itp.), na które układ odpornościowy ma duży wpływ .

Przedstawienie filtracji i reabsorpcji zachodzącej w kapilarach.

Równanie szpaka

Mechanizmy transportu można dalej określić ilościowo za pomocą równania Starlinga . Równanie Starlinga definiuje siły na półprzepuszczalnej membranie i pozwala na obliczenie strumienia netto:

gdzie:

  • jest siłą napędową netto,
  • jest stałą proporcjonalności, a
  • to ruch netto płynu między przedziałami.

Zgodnie z konwencją, siła zewnętrzna jest definiowana jako pozytywna, a siła wewnętrzna jest definiowana jako negatywna. Rozwiązanie tego równania jest znane jako filtracja netto lub ruch netto płynu ( J v ). Jeśli wynik jest dodatni, płyn będzie miał tendencję do opuszczania naczyń włosowatych (filtracja). Jeśli jest ujemny, płyn będzie miał tendencję do wchodzenia do naczyń włosowatych (absorpcja). Równanie to ma szereg ważnych implikacji fizjologicznych, zwłaszcza gdy procesy patologiczne w znacznym stopniu zmieniają jedną lub więcej zmiennych.

Zgodnie z równaniem Starlinga ruch płynu zależy od sześciu zmiennych:

  1. Ciśnienie hydrostatyczne kapilarne ( P c )
  2. Śródmiąższowe ciśnienia hydrostatycznego ( P I )
  3. Onkotyczne ciśnienie kapilarne ( π c )
  4. Śródmiąższowe ciśnienie onkotyczne ( π i )
  5. Współczynnik filtracji ( K f )
  6. Współczynnik odbicia ( σ )

Znaczenie kliniczne

Zaburzenia tworzenia naczyń włosowatych jako wada rozwojowa lub zaburzenie nabyte są cechą wielu powszechnych i poważnych schorzeń. Wśród szerokiego zakresu czynników komórkowych i cytokin, problemy z prawidłową ekspresją genetyczną i bioaktywnością czynnika wzrostu naczyń i czynnika przepuszczalności czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) wydają się odgrywać główną rolę w wielu zaburzeniach. Czynniki komórkowe obejmują zmniejszoną liczbę i funkcję komórek progenitorowych pochodzących ze szpiku kostnego . i zmniejszona zdolność tych komórek do tworzenia naczyń krwionośnych.

  • Tworzenie dodatkowych naczyń włosowatych i większych naczyń krwionośnych ( angiogeneza ) jest głównym mechanizmem, dzięki któremu nowotwór może przyczynić się do zwiększenia własnego wzrostu. Zaburzenia naczyń włosowatych siatkówki przyczyniają się do patogenezy zwyrodnienia plamki związanego z wiekiem .
  • Zmniejszona gęstość naczyń włosowatych (rozrzedzenie naczyń włosowatych) występuje w związku z czynnikami ryzyka sercowo-naczyniowego oraz u pacjentów z chorobą niedokrwienną serca .

Lecznictwo

Główne choroby, w których zmiana tworzenia naczyń włosowatych może być pomocna, obejmują stany, w których występuje nadmierne lub nieprawidłowe tworzenie się naczyń włosowatych, takie jak rak i zaburzenia uszkadzające wzrok; oraz stany medyczne, w których dochodzi do zmniejszonego tworzenia się naczyń włosowatych z powodów rodzinnych lub genetycznych, lub jako nabyty problem.

Pobieranie próbek krwi

Próbki krwi włośniczkowej można wykorzystać do badania stężenia glukozy we krwi (np. w monitorowaniu stężenia glukozy we krwi ), hemoglobiny , pH i mleczanu . Generalnie wykonuje się to poprzez wykonanie małego nacięcia za pomocą lancetu do krwi , a następnie pobranie próbki metodą kapilarną na nacięciu za pomocą paska testowego lub małej pipety .

Historia

Wbrew powszechnemu nieporozumieniu, William Harvey nie przewidział wyraźnie istnienia naczyń włosowatych, ale wyraźnie widział potrzebę jakiegoś rodzaju połączenia między układem tętniczym i żylnym. W 1653 r. napisał: „...krew wchodzi do każdego członka przez tętnice i wraca żyłami, a żyły są naczyniami i drogami, którymi krew wraca do samego serca; i że krew w członkach i kończynach przechodzi z tętnic do żył (albo pośrednio przez zespolenie, albo bezpośrednio przez porowatość ciała, albo w obie strony), tak jak wcześniej w sercu i klatce piersiowej z żył, do tętnice..."

Marcello Malpighi jako pierwszy zaobserwował bezpośrednio i poprawnie opisał naczynia włosowate, odkrywając je w płucu żaby 8 lat później, w 1661 roku.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki