Физиология микроциркуляции

Основная цель кровообращения – транспорт кислорода и питательных веществ к тканям и удаление от них продуктов обмена – реализуются в микроциркуляторном русле. Микроциркуляция крови – кровообращение в системе капилляров, артериол и венул. Комплекс перечисленных сосудов называют микроциркуляторной единицей.

Капилляр – конечное звено микроциркуляторного русла, где происходит обмен веществ между кровью и тканями организма через межтканевую жидкость. Капилляры представляют собой микроскопические трубки диаметром от 5 до 30 мкм, толщиной стенки до 1 мкм. Диаметр капилляров, их длина и количество зависит от функции органа: в плотных тканях капилляров меньше, чем в рыхлой волокнистой, а в тканях со сниженными обменными процессами, такими как роговица, хрусталик, дентин, капилляры не обнаружены. Не все капилляры постоянно открыты. В покое функционирует от 10 до 25% капилляров – дежурные капилляры. Если прекапиллярные сфинктеры открыты, то кровь через артериолы и прекапилляры поступает в истинные капилляры; если же сфинктеры закрыты, то кровь может течь через главный канал в венулу, минуя истинные капилляры. Кроме того, из артериолы кровь может поступать непосредственно в венулу через артериоло-венулярный анастамоз – шунт.

В стенках кровеносных капилляров различают 3 тонких слоя: внутренний – эндотелиальные клетки, расположенные на базальной мембране, средний слой – перициты, заключенные в базальную мембрану, наружный – из адвентициальных клеток и тонких коллагеновых волокон. В зависимости от наличия пор и окошек (фенестр) в эндотелии и базальной мембране различают 3 типа капилляров:

1) Капилляры с непрерывным эндотелием и базальным слоем (располагаются в коже, во всех видах мышечной ткани, в коре большого мозга и т.д.)

2) Фенестрированные капилляры, имеющие в эндотелии фенестры и непрерывную базальную мембрану (находятся в кишечных ворсинках, клубочках почек, пищеварительных и эндокринных железах)

3 ) Синусоидные капилляры, имеющие поры в эндотелиоцитах и базальной мембране (расположены в печени, селезенке, костном мозге и т.д.) Диаметр этих капилляров доходит до 40 мкм.

Для микроциркуляторного русла характерно наличие артериовенозных анастамозов, непосредственно связывающих мелкие артерии с мелкими венами или артериолы с венулами.

Обменные процессы в капиллярах между кровью и межклеточным пространством осуществляется двумя способами: путем диффузии и путем фильтрации и реабсорбции.

1) наибольшую роль в обмене жидкостью и веществами между кровью и межклеточным пространством играет двусторонняя диффузия (движение молекул от среды с высокой концентрацией в среду, где концентрация ниже). Водорастворимые неорганические вещества типа натрия, калия, хлора и др., а также глюкоза, аминокислоты, кислород диффундируют из крови в ткани, а мочевина, углекислый газ и другие продукты обмена – в обратном направлении. Высокой скорости диффузии различных веществ способствует наличие в стенках капилляров большого количества мельчайших пор, окошек (фенестр) и крупных интерстициальных просветов, через которые могут выходить даже клетки крови. Скорость диффузии через общую обменную поверхность организма составляет около 60 л в минуту.

2) Механизм фильтрации и реабсорбции, обеспечивающий обмен между внутрисосудистым и межклеточным пространством, осуществляется благодаря разности давления крови в капиллярах и онкотического давления белков плазмы. Этим силам, действующим внутри капилляра, противодействуют незначительные силы гидростатического и онкотического давления в тканях (1 и 2 мм рт. ст). Поскольку гидростатическое давление в артериальном конце капилляра (30-35 мм рт ст) на 5-10 мм рт ст выше, чем онкотическое давление (25 мм рт ст), вода и растворенные в ней вещества фильтруются из крови в ткани (образование тканевой жидкости). В венозном конце капилляра гидростатическое давление составляет 15 мм рт ст, а онкотическое давление остается неизменным (25 мм рт ст), поэтому межтканевая жидкость вместе с растворенными в ней веществами засасывается (реабсорбируется) обратно в капилляры. Таким образом, ток воды и растворенных в ней веществ в начальной части капилляра идет наружу, а в конечной его части – внутрь. Средняя скорость фильтрации во всех капиллярах организма составляет около 14 мл в минуту, или 20 л в сутки. Скорость реабсорбции равна примерно 12,5 мл в минуту, т.е. 18 л в сутки. Оставшаяся нереабсорбированная тканевая жидкость возвращается в виде лимфы по лимфатическим сосудам в венозное русло (2 л в сутки).

Кровь после обмена веществ и газов из микроциркуляторного русла поступает в венозную систему. Движению крови по венам способствуют следующие факторы:

1) работа сердца, создающего разность давления крови в артериальной системе и правом предсердии

2) клапанный аппарат вен

3) сокращение скелетных мышц («мышечный насос»)

4) натяжение фасций

5) сокращение диафрагмы: при вдохе и выдохе она как помпа перекачивает кровь из нижней полой вены в сердце («второе сердце»)

6) присасывающая функция грудной клетки, создающая отрицательное внутригрудное давление в фазу вдоха.