Микроциркуляция

Структурно-функциональная единица

Микроциркуляторное русло — это не просто хаотичная сеть мелких трубок, а сложный функциональный модуль. Этот модуль включает в себя строгую последовательность микрососудов:

1. Артериола — приносит артериальную кровь к тканям.
2. Прекапиллярная артериола (прекапилляр) — контролирует вход в капиллярную сеть. Кровоток здесь регулируется за счет вазомоций — медленных ритмичных колебаний просвета.
3. Капилляр — место основного транскапиллярного обмена.
4. Посткапиллярная венула (посткапилляр) — собирает отработанную кровь.
5. Венула — отводит кровь из ткани в венозную систему.

Кроме того, существуют артериолярно-венулярные анастомозы, которые позволяют крови сбрасываться напрямую в вены в обход капиллярного русла.

Биофизика микрососудов: закон Лапласа

Несмотря на то, что капилляры имеют микроскопическую толщину стенки, они способны выдерживать высокое давление и не разрываться. Эту биофизическую загадку объясняет закон Лапласа.

Уравнение выглядит следующим образом: T = Pr, где:

• T — напряжение стенки сосуда;
• P — трансмуральное давление;
• r — радиус сосуда.

Клиническое значение этого закона огромно: напряжение стенки напрямую зависит от радиуса. Так как радиус капилляра ничтожно мал, напряжение его стенки при нормальном артериальном давлении в 12 000 раз меньше, чем у стенки массивной аорты.

Классификация капилляров

В зависимости от строения эндотелиальной стенки и проницаемости, все капилляры делятся на три вида:

• Соматические (с непрерывной стенкой). Эндотелиальные клетки образуют сплошной слой. Такие сосуды пропускают только воду и растворенные в ней соли. Они преобладают в соматической и гладкой мускулатуре, коже, легких, центральной нервной системе, жировой и соединительной тканях.
• Висцеральные (фенестрированные). Их главная особенность — наличие специфических «окон» (фенестр), которые занимают до 25% площади поверхности эндотелиоцитов. Они способны пропускать большое количество воды с растворенными веществами, а также макромолекулы. Локализуются в клубочках почек, эндокринных железах и эпителии кишечника.
• Синусоидные. Отличаются прерывистой эндотелиальной оболочкой и большими межклеточными пространствами. Через них свободно проходят макромолекулы и даже форменные элементы крови. Встречаются в печени, селезенке и костном мозге.

Физические основы фильтрации и реабсорбции

Обмен жидкости между просветом капилляра и интерстициальным (межклеточным) пространством обусловлен градиентом давлений (силами Старлинга). Движущими силами выступают:

• Гидростатическое давление ($P_{гд}$): давление самой крови на стенку сосуда, которое выталкивает жидкость наружу.
• Онкотическое давление ($P_{онк}$): создается белками плазмы и тканевой жидкости, выполняя роль «губки», удерживающей воду.

На артериальном конце капилляра гидростатическое давление составляет около 40 мм рт. ст., что выше онкотического давления крови (которое стабильно держится на уровне 30 мм рт. ст.). В результате преобладания $P_{гд}$ жидкость выходит в ткань — происходит фильтрация.

На венозном конце гидростатическое давление падает до 10 мм рт. ст. Теперь стабильное онкотическое давление крови начинает преобладать, «притягивая» жидкость обратно — происходит реабсорбция.

Интересно, что современные данные опровергают исключительно классическое представление о том, что оба процесса идут в одном и том же сосуде. Установлено, что существует гетерогенность: некоторые капилляры специализируются только на фильтрации, а другие — только на реабсорбции.

Особенности капиллярного русла при газообмене

Отдельно стоит упомянуть строение капилляров, обеспечивающих газообмен (например, в легких). Они достаточно короткие и широкие (около 17 мкм в диаметре), что обеспечивает крайне малое сопротивление току крови.

Время контакта крови с альвеолярным воздухом в состоянии покоя составляет примерно 0,75 секунды. Однако при физической нагрузке, когда кровоток значительно ускоряется, время на газообмен может снижаться до 0,33 секунды.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Гетерогенность капилляров: разделение функций на фильтрацию и реабсорбцию
• Роль лимфатической системы в поддержании баланса тканевой жидкости
• Механизмы формирования онкотического давления в плазме и интерстиции
• Влияние физических нагрузок на время газообмена в легких

Другие темы раздела «Гемодинамика сосудистого русла»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.