Для чего нужны капилляры. Анатомия Кровеносных капилляров человека - информация

Капилляры (от лат. capillaris - волосяной) являются самыми тонкими сосудами в организме человека и других животных. Средний их диаметр составляет 5-10 мкм. Соединяя артерии и вены, они участвуют в обмене веществ между кровью и тканями. Кровеносные капилляры в каждом органе имерт приблизительно одинаковый калибр. Наиболее крупные капилляры имеют диаметр просвета от 20 до 30 мкм, наиболее узкие - от 5 до 8 мкм. На поперечных разрезах нетрудно убедиться, что у крупных капилляров просвет трубки выстлан многими эндотелиальными клетками, в то время как просвет самых мелких капилляров может быть образован всего двумя или даже одной клеткой. Самые узкие капилляры находятся в поперечнополосатых мышцах, где их просвет достигает 5-6 мкм. Так как просвет таких узких капилляров меньше диаметра эритроцитов, то при прохождении по ним эритроциты, естественно, должны испытывать деформацию своего тела. Впервые капилляры были описаны итальянским. натуралистом М. Мальпиги (1661) как недостающее звено между венозными и артериальными сосудами, существование которого предсказывал У. Гарвей. Стенки капилляров, состоящие из отдельных тесно соприкасающихся и очень тонких (эндотелиальных) клеток, не содержат мышечного слоя и потому неспособны к сокращению (такой способностью они обладают лишь у некоторых низших позвоночных, таких, как лягушки и рыбы). Эндотелий капилляров достаточно проницаем, чтобы мог происходить обмен различными веществами между кровью и тканями.

В норме в обоих направлениях легко проходят вода и растворенные в ней вещества; клетки и белки крови задерживаются внутри сосудов. Продукты, образующиеся в результате жизнедеятельности организма (такие как диоксид углерода и мочевина), также могут проходить через стенку капилляра для транспортировки их к месту выведения из организма. На проницаемость капиллярной стенки оказывают влияние цитокины. Капилляры - интегральная часть любых тканей; они образуют широкую сеть взаимосвязанных сосудов, тесно контактирующих с клеточными структурами, снабжают клетки необходимыми веществами и уносят продукты их жизнедеятельности.

В так называемом капиллярном ложе капилляры соединяются друг с другом, образуя собирательные венулы - мельчайшие составляющие венозной системы. Венулы сливаются в вены, по которым кровь возвращается к сердцу. Капиллярное ложе функционирует как единое целое, регулируя местное кровоснабжение в соответствии с потребностями ткани. В сосудистых стенках в месте ответвления капилляров от артериол расположены четко выраженные кольца из мышечных клеток, которые играют роль сфинктеров, регулирующих поступление крови в капиллярную сеть. В нормальных условиях открыта лишь небольшая часть этих т.н. прекапиллярных сфинктеров, так что кровь течет по немногим из имеющихся каналов. Характерная особенность кровообращения в капиллярном ложе - периодические спонтанные циклы сокращения и расслабления гладкомышечных клеток, окружающих артериолы и прекапилляры, что создает прерывистый, перемежающийся ток крови по капиллярам.

В функции эндотелия входит так же и перенос питательных веществ, веществ-мессенджеров и других соединений. В некоторых случаях крупные молекулы могут быть слишком велики для диффузии через эндотелий и для их переноса используются механизмы эндоцитоза и экзоцитоза. В механизме иммунного ответа, клетки эндотелия выставляют молекулы-рецепторы на своей поверхности, задерживая иммунные клетки и помогая их последующему переходу во внесосудистое пространство к очагу инфекции или иного повреждения. Кровоснабжение органов происходит за счет "капиллярной сети" . Чем больше метаболическая активность клеток, тем больше капилляров потребуется для обеспечения потребности в питательных веществах. В обычных условиях, капиллярная сеть содержит всего лишь 25% от того объема крови, который она может вместить. Однако, этот объем может быть увеличен за счет механизмов саморегуляции путем расслабления гладкомышечных клеток.

Следует отметить, что стенки капилляров не содержат мышечных клеток, и поэтому любое увеличение просвета является пассивным. Любые сигнальные вещества, продуцируемые эндотелием (такие как эндотеллин для сокращения и оксид азота для дилатации), действуют на мышечные клетки расположенных в непосредственной близости крупных сосудов, таких как артериолы. Капилляры, как и все сосуды, расположены среди рыхлой соединительной ткани, с которой они обычно достаточно прочно связаны. Исключение составляют капилляры мозга, окруженные особыми лимфатическими пространствами, и капилляры поперечнополосатых мышц, где тканевые пространства, заполненные лимфатической жидкостью, развиты не менее мощно. Поэтому как из мозга, так и из поперечнополосатых мышц капилляры могут быть легко изолированы.

Окружающая капилляры соединительная ткань всегда богата клеточными элементами. Здесь обычно располагаются и жировые клетки, и плазматические клетки, и тучные клетки, и гистиоциты, и ретикулярные клетки, и камбиальные клетки соединительной ткани. Гистиоциты и ретикулярные клетки, прилегая к стенке капилляров, имеют тенденцию распластываться и вытягиваться по длине капилляра. Все клетки соединительной ткани, окружающие капилляры, некоторыми авторами обозначаются как адвентиция капилляра (adventitia capillaris). Кроме перечисленных выше типичных клеточных форм соединительной ткани, описывается еще ряд клеток, которые называют то перицитами, то адвентициалъными, то просто мезенхимными клетками. Наиболее разветвленные клетки, прилегающие непосредственно к стенке капилляра и охватывающие ее со всех сторон своими отростками, называются клетками Руже. Они встречаются главным образом в прекапиллярных и посткапиллярных разветвлениях, переходящих в мелкие артерии и вены. Однако отличить их от вытянувшихся гистиоцитов или ретикулярных клеток не всегда удается.

Движение крови по капиллярам Кровь движется по Капиллярам не только в результате того давления, которое создается в артериях вследствие ритмического активного сокращения их стенок, но и вследствие активного расширения и сужения стенок самих капилляров. Для наблюдения за током крови в капиллярах живых объектов в настоящее время разработано много методов. Показано, что ток крови здесь медленный и в среднем не превышает 0,5 мм в секунду. Что же касается расширения и сужения капилляров, то принимается, что как расширение, так и сужение могут достигать 60-70% величины просвета капилляра. В новейшее время многие авторы пытаются связать эту способность к сокращению с функцией адвентициальных элементов, особенно клеток Руже, которые считаются специальными сократимыми клетками капилляров. Эта точка зрения часто приводится в курсах физиологии. Однако такое предположение остается недоказанным, так как по своим свойствам адвентициальные клетки вполне соответствуют камбиальным и ретикулярным элементам.

Поэтому вполне допустимо, что сама эндотелиальная стенка, обладая известной эластичностью, а возможно и сократимостью, обусловливает изменения величины просвета. Во всяком случае многие авторы описывают, что им удавалось видеть сокращение эндотелиальных клеток как раз в тех местах, где клетки Руже отсутствуют. Следует отметить, что при некоторых патологических состояниях (шок, сильный ожог и т.д.) капилляры могут расшириться в 2-3 раза против, нормы. В расширенных капиллярах происходит, как правило, значительное уменьшение скорости тока крови, что ведет за собой ее депонирование в капиллярном русле. Могут наблюдаться и обратные случаи, а именно сжатие капилляров, что также ведет к приостановке тока крови и к некоторому очень незначительному депонированию эритроцитов в капиллярном русле.

Виды капилляров Существует три вида капилляров:

1. Непрерывные капилляры Межклеточные соединения в этом виде капилляров очень плотные, что позволяет диффундировать только малым молекулам и ионам.
2. Фенестрированные капилляры В их стенке встречаются просветы для проникновения крупных молекул. Фенестрированные капилляры встречаются в кишечнике, эндокринных железах и других внутренних органах, где происходит интенсивный транспорт веществ между кровью и окружающими тканями.
3. Синусоидные капилляры (синусоиды) В некоторых органах (печень, почки, надпочечники, околощитовидная железа, кроветворные органы) описанные выше типичные капилляры отсутствуют, а капиллярная сеть представлена так называемыми синусоидными капиллярами. Эти капилляры отличаются строением их стенки и большой изменчивостью внутреннего просвета. Стенки синусоидных капилляров образованы клетками, границы между которыми установить не удается. Вокруг стенок никогда не накапливается адвентициальных клеток, но всегда располагаются ретикулярные волокна. Очень часто клетки, выстилающие синусоидные капилляры, называют эндотелием, однако это не совсем верно, во всяком случае в отношении некоторых синусоидных капилляров. Как известно, эндотелиальные клетки типичных капилляров не накапливают краски при введении ее в организм, в то время как клетки, выстилающие синусоидные капилляры, в большинстве случаев обладают этой способностью. Кроме того, они способны к активному фагоцитозу. Этими свойствами клетки, выстилающие синусоидные капилляры, приближаются к макрофагам, к которым их и относят некоторые современные исследователи.

Пронизывающие все ткани и органы человеческого организма. По капиллярам кровь поступает к каждой клетке тела и доставляет ей кислород и питательные вещества, необходимые для жизни. Из клеток в кровь переходят продукты жизнедеятельности, которые в дальнейшем переносятся к другим органам или удаляются из организма. Обмен веществ между кровью и клетками тела может происходить только через стенку капилляров, поэтому их можно назвать главными элементами кровеносной системы. При расстройстве кровотока по капиллярам, изменении их стенки клетки тела будут испытывать голод, что постепенно приведет к нарушению их деятельности и даже гибели.

Артериолы и венулы

Капилляры - самые многочисленные и самые тонкие сосуды, их диаметр составляет в среднем 7-8 мкм. Капилляры широко соединяются (анастомозируют) между собой, образуя внутри органов сети (между доставляющими органам кровь артериями и выносящими кровь венами). Тонкие артерии, по которым кровь поступает в капиллярные сети, - это артериолы, а выносящие кровь мелкие вены - венулы. Артериолы, особенно те, от которых непосредственно ответвляются капилляры (прекапиллярные артериолы), регулируют поступление крови в капиллярные сети. Суживаясь или расширяясь, они перекрывают или, наоборот, возобновляют течение крови по капиллярам. Именно поэтому прекапиллярные артериолы называют кранами сердечно-сосудистой системы. Венулы вместе с более крупными венами выполняют емкостную функцию - удерживают имеющуюся в органе кровь.

Шунты

Есть сосуды, напрямую связывающие артериолы и венулы, - артериоловенулярные анастомозы (шунты). По ним кровь сбрасывается из артериального русла в венозное, минуя капиллярные сети. Значение артериоловенулярных анастомозов возрастает в неработающем, отдыхающем органе, когда нет необходимости в усиленном обмене веществ и большая часть поступившей крови без захода в капиллярные сети направляется дальше.

Микроциркуляция

Капилляры, артериолы и венулы относятся к микрососудам, т. е. сосудам с диаметром менее 200 мкм. Движение крови по ним получило название микроциркуляции, а сами микрососуды - микроциркуляторного русла. Микроциркуляции придается большое значение в создании оптимальных режимов работающих органов, а в случае ее нарушения - в развитии патологического процесса. Ежесуточно по кровеносным сосудам протекает 8000-9000 л крови. Благодаря постоянной циркуляции крови поддерживается необходимая концентрация веществ в тканях, что нужно для нормального течения обменных процессов и поддержания постоянства внутренней среды организма (гомеостаз).

Строение капилляра

Стенка капилляра состоит из одного слоя эндотелиальных клеток, снаружи от которых лежит базальная мембрана. Стенка капилляра представляет собой естественный биологический фильтр, через который осуществляются переход питательных веществ, воды и кислорода из крови в ткани и обратное - из тканей в кровь - поступление продуктов обмена. Современные методы исследования, в частности электронная микроскопия, свидетельствуют, что стенка капилляра - не пассивная перегородка и существуют специальные пути активного транспорта веществ через нее. В переносе веществ участвуют стыки между эндотелиальными клетками, специальные поры, пронизывающие наиболее тонкие участки стенки капилляров кишечника, почек, эндокринных желез, и пузырьки для переноса жидкостей, имеющиеся внутри эндотелиальных клеток в стенке капилляров большинства органов.

История изучения капиллярной сети

Хотя кровеносные капилляры были открыты М. Мальпиги еще в 1661 году, серьезное их исследование началось только в ХХ веке и привело к возникновению учения о микроциркуляции крови. Идея об исключительном значении капилляров в удовлетворении потребностей тканей в притоке крови была высказана А. Крогом, который за свои исследования в 1920 году был удостоен Нобелевской премии.

Собственно термин «микроциркуляция» стал употребляться только с 1954 года, когда в США состоялась первая научная конференция ученых, занимающихся капиллярным кровотоком. В России огромный вклад в изучение микроциркуляции внесли академики А. М. Чернух, В. В. Куприянов и созданные ими научные школы. Благодаря современным техническим достижениям, связанным с внедрением компьютерных и лазерных технологий, стало возможным исследовать микроциркуляцию в прижизненных условиях и широко использовать результаты в клинической практике для диагностики нарушений и мониторинга успешности лечения.

Особенности строения микроциркуляторного русла

Трудности изучения микрососудов на протяжении десятилетий были связаны с чрезвычайно малыми их размерами и сильной разветвленностью капиллярных сетей. Наиболее узкие капилляры находятся в скелетных мышцах и нервах - диаметр их составляет 4,5-6,5 мкм. В этих органах обмен веществ очень интенсивен. Более широкие капилляры имеют кожа и слизистые оболочки - 7-11 мкм. Самые широкие капилляры (синусоиды) расположены в костях, печени и железах, где их диаметр достигает 20-30 мкм.

Длина капилляров варьирует в различных органах от 100 до 400 мкм. Однако если все капилляры, имеющиеся в теле человека, вытянуть в одну линию, то их длина составит около 10 000 км. Такая колоссальная протяженность капилляров создает чрезвычайно большую обменную поверхность их стенки - около 2500-3000 кв. м, что примерно в 1500 раз превышает поверхность тела. Количество капилляров в разных органах неодинаково. Густота их расположения связана с интенсивностью работы органа. Например, в сердечной мышце на 1 кв. мм поперечного сечения приходится до 5500 капилляров, в скелетных мышцах - около 1400, а в коже всего 40 капилляров.

В настоящее время точно установлено, что разные органы имеют характерные особенности строения микроциркуляторного русла (количество, диаметр, плотность и взаимное расположение микрососудов, характер их ветвления и т. п.), обусловленные спецификой работы органа. При этом в большинстве случаев микроциркуляторное русло состоит из повторяющихся модулей, каждый из которых обслуживает свой участок органа. Это позволяет быстро приспосабливать кровоснабжение органа к изменениям его функционирования. Усложнение строения микроциркуляторного русла органов происходит постепенно, вместе с ростом и развитием человеческого организма. Нарастание количества микрососудов приурочено ко времени интенсивного увеличения массы органа, а структурное созревание (оформление модулей) микроциркуляторного русла завершается к моменту окончательного полового созревания (к 15-17 годам).

Функциональные характеристики капиллярной сети

Общая емкость капиллярного русла составляет 25-30 л, тогда как объем крови в теле человека равен 5 л. Поэтому большая часть капилляров периодически выключается из кровотока. У человека в условиях покоя одновременно открыто только 20-35% капилляров. В мышце при спокойном состоянии заполнено кровью не более 40% капилляров. При в кровоток включаются почти все капилляры работающей мышцы. Капилляры сами не способны изменять свой просвет. Как уже было сказано, кровоток в них регулируется посредством сужения или расширения приносящих кровь артериол и использования артериоловенулярных анастомозов. Наблюдения свидетельствуют, что в органах постоянно происходит замена одних функционирующих капилляров другими. Высокая изменчивость кровотока в капиллярах - необходимое условие приспособления микроциркуляторной системы к потребностям органов и тканей в доставке питательных веществ.

Особенности кровотока в капиллярах

Поскольку емкость капиллярного русла очень большая, это ведет к значительному замедлению тока крови в капиллярах. Скорость движения крови по капиллярам колеблется от 0,3 до 1 мм/с, тогда как в крупных артериях она достигает 80-130 мм/с. Медленный кровоток обеспечивает наиболее полный обмен веществ между кровью и тканями. При движении крови ее клетки (эритроциты) выстраиваются в капилляре в один ряд, поскольку их радиус приблизительно равен радиусу капилляра. Значение такого приспособления становится понятно, если вспомнить, что кислород переносится эритроцитами и его передача клеткам органов будет происходить наиболее эффективно, если эритроциты наилучшим образом соприкасаются со стенкой капилляра. При движении по капиллярам эритроциты легко деформируются, поэтому даже наиболее узкие капилляры не являются для них препятствием. В отличие от эритроцитов другие клетки крови (лимфоциты) с трудом преодолевают узкие участки капиллярного русла и могут на какое-то время закупоривать просвет капилляра.

При значительном снижении скорости капиллярного кровотока эритроциты могут склеиваться между собой и образовывать агрегаты по типу монетных столбиков из 25-50 эритроцитов. Крупные агрегаты могут полностью закупорить капилляр и вызвать в нем остановку крови. Усиление агрегации эритроцитов происходит при различных заболеваниях.

Регулирование микроциркуляции крови

Как же происходит регуляция микроциркуляции? Во-первых, микрососуды реагируют на растяжение: при повышении давления крови артериолы суживаются и ограничивают приток крови в капилляры, при снижении давления расширяются. Во-вторых, к наиболее крупным из микрососудов (но не к капиллярам) подходят симпатические нервы, при раздражении которых происходит сужение крупных артериол и венул. В-третьих, микрососуды очень чувствительны к растворенным в крови вазоактивным веществам и реагируют даже на такую их концентрацию, которая в 10-100 раз меньше необходимой для сужения или расширения крупных сосудов. Так, кожные сосуды проявляют высокую чувствительность к адреналину (полное закрытие просвета артериол происходит при его ничтожной концентрации в крови - кожные покровы бледнеют), в то время как микрососуды внутренних органов гораздо менее чувствительны, а микрососуды скелетных мышц и сердца при действии адреналина могут расширяться. Ионы калия, кальция, натрия, а также вещества, накапливающиеся в тканях при их интенсивной деятельности, приводят к расширению микрососудов. Наибольшей чувствительностью к действию вазоактивных веществ обладают прекапиллярные артериолы, наименьшей - крупные артериолы и венулы.

Диагностика расстройств микроциркуляции крови

Актуальные для современной клинической практики оценка состояния микроциркуляции и диагностика ее расстройств при самых различных заболеваниях можно сделать с помощью таких методов, как капилляроскопия кожи и слизистых оболочек, биомикроскопия сосудов конъюнктивы, лазерная допплеровская флоуметрия. Состояние микроциркуляции в любом участке тела с большой степенью точности дает возможность судить о ее состоянии в организме в целом.

Ранними признаками нарушений капиллярного кровотока являются сужение артериол, застойные явления в венулах, приводящие к их расширению и значительной извитости, а также снижение интенсивности кровотока в капиллярах. На более поздних стадиях выявляется распространенная внутрисосудистая агрегация эритроцитов, что неизбежно влечет за собой остановку кровотока в капиллярах. Финал микроциркуляторных расстройств - стаз, т. е. полная блокада кровотока и резкое нарушение барьерной функции микрососудов, что нередко сопровождается кровоизлияниями - выходом эритроцитов через стенку капилляров, которые являются наиболее ранимыми. Артериоловенулярные анастомозы более устойчивы к расстройствам микроциркуляции и проявляют тенденцию к сохранению кровотока даже в условиях распространения стаза на значительную часть микроциркуляторного русла.

Расстройства микроциркуляции лежат в основе большого числа заболеваний, поэтому при их лечении необходимо восстановление функций микрососудов с помощью различных лекарственных средств.

Капилляры - это конечные разветвления кровеносных сосудов в форме эндотелиальных трубочек с весьма просто устроенной оболочкой. Так, внутренняя оболочка состоит только из эндотелия и базальной мембраны; средняя оболочка фактически отсутствует, а наружная оболочка представлена тонким перикапиллярным слоем рыхлой волокнистой соединительной ткани. Капилляры диаметром 3-10 мкм и длиной 200-1000 мкм образуют сильно разветвленную сеть между метартериолами и посткапиллярными венулами .

Капилляры - это места активного и пассивного транспорта различных субстанций, включая кислород и двуоксид углерода. Этот транспорт зависит от разных факторов, среди которых важную роль играет селективная проницаемость эндотелиальных клеток для некоторых специфических молекул.

В зависимости от строения стенок капилляры можно разделить на непрерывные, фенестрированные и синусоидные .

Эндотелиальные клетки имеют плоские ядра, которые слегка выступают в просвет капилляра; клеточные органеллы достаточно развиты.

В цитоплазме эндотелиоцитов обнаруживаются несколько актиновых микрофиламентов и многочисленные микровезикулы (MB) диаметром 50-70 нм, которые иногда сливаются и образуют трансэндотелиальные каналы (ТК). Трансэндотелиальная транспортная функция в двух направлениях с помощью микровезикул значительно облегчается наличием микрофиламентов и образованием каналов. Четко видны отверстия (Отв) микровезикул и трансэндотелиальных каналов на внутренней и внешней поверхностях эндотелия.

Неровная, толщиной 20-50 нм базальная мембрана (БМ) располагается под эндотелиальными клетками; на границе с перицитами (Пе) она часто расщепляется на два листка (см. стрелки), которые окружают эти клетки с их отростками (О). Снаружи от базальной мембраны находятся обособленные ретикулярные и коллагеновые микрофибриллы (КМ), а также автономные нервные окончания (НО), соответствующие наружной оболочке.

Непрерывные капилляры обнаружены в бурой жировой ткани (см. рисунок), мышечной ткани, яичках, яичниках, легких, центральной нервной системе (ЦНС), тимусе, лимфатических узлах, костях и костном мозге.

Эндотелиальные клетки имеют уплощенные, вытянутые околоядерные цитоплазматические зоны, которые слегка выпячиваются в просвет капилляра. Внутренняя структура эндотелиальных клеток идентична внутренней структуре таких же клеток в непрерывных капиллярах. Благодаря наличию в цитоплазме актиновых микрофиламентов эндотелиальные клетки могут сжиматься.

Базальная мембрана (БМ) имеет ту же толщину, что и в непрерывных капиллярах, она окружает наружную поверхность эндотелия. Вокруг фенестрированных капилляров перициты (Пе) встречаются реже, чем в непрерывных капиллярах, однако они также располагаются между двумя листками базальной мембраны (см. стрелки).

Ретикулярные и коллагеновые волокна (KB), а также автономные нервные волокна (не показаны) идут вдоль наружной стороны фенестрированных капилляров.

Фенестрированные капилляры обнаруживают преимущественно в почках, сосудистых сплетениях желудочков мозга, синовиальных мембранах, эндокринных железах. Обмен веществ между кровью и тканевой жидкостью значительно облегчается благодаря наличию таких внутриэндотелиальных фенестр.

Эндотелиальные клетки соединяются посредством нексусов и запирающих зон, zonulaе occludentes, а также с помощью перекрывающих зон (указано стрелкой).

Ядра эндотелиальных клеток уплощенные; цитоплазма содержит хорошо развитые органеллы, немного микрофиламентов, а в некоторых органах - заметное количество лизосом (Л) и микровезикул (Мв).

Базальная мембрана у этого типа капилляров почти полностью отсутствует, позволяя, таким образом, плазме крови и межклеточной жидкости свободно смешиваться, отсутствует барьер проницаемости.

В редких случаях встречаются перициты; нежные коллагеновые и ретикулярные волокла (РВ) образуют рыхлую сеть вокруг синусоидных капилляров.

Этот тип капилляров найден в печени, селезенке, гипофизе, корковом слое надпочечников. Предполагают, что эндотелиальные клетки синусоидных капилляров печени и костного мозга проявляют фагоцитарную активность.

Любой живой организм не может существовать и развиваться без кислорода и питательных веществ. Кислород, попадая в лёгкие из внешней среды, разносится по всему телу имеющей довольно сложное строение. Циркуляция крови обеспечивается полыми трубками - артериями, артериолами, прекапиллярами, капиллярами, посткапиллярами, венами, венулами и артериоло-венозными анастомозами. и другие отработанные продукты обмена веществ удаляются из организма также с помощью этих сосудов. Чем больше они удалены от сердца, тем сильнее их разветвление на более мелкие.

Капилляры: определение понятия

Если артерия и вена, несущие соответственно кровь от сердца и к нему, являются крупными сосудами, то капилляр - это очень тонкая кровеносная трубка, с диаметром всего 5-10 мкм. И так как вены и артерии, являясь только путём доставки питательных веществ к клеткам, не участвуют в процессах газообмена между ними и кровью, то эта функция закреплена за капиллярами. Первые их описания принадлежат итальянскому учёному М. Мальпиги, который в 1661 году дал им определение звена между артериальными и венозными сосудами. До него У. Гарвей предсказывал их существование.

Строение и размеры капилляров

Эти мелкие сосуды имеют приблизительные равные диаметры в различных органах. Более крупные из них достигают просвета до 30 мкм, а самые узкие - от 5 мкм. Легко убедиться, что широкие кровеносные капилляры на разрезах в поперечнике в просвете трубки выстланы несколькими слоями эндотелиальных клеток, тогда как просвет наиболее мелких образуется слоем всего в одну или две клетки. Такие тонкие сосуды расположены в мышцах, имеющих поперечнополосатую структуру, и поскольку их диаметр меньше, чем у эритроцитов, то последние при прохождении по узкому кровеносному руслу испытывают существенную деформацию.

Капилляр - это настолько тонкая трубка, что его стенка, состоящая из отдельных клеток эндотелия, которые тесно соприкасаются друг с другом, не имеет мышечного слоя и поэтому не способна сокращаться. Капиллярная сеть обычно содержит в себе крови только 25% от тех объёмов, которые могут в ней вмещаться. Но изменения этих объёмов могут достигаться при включении механизма саморегуляции, когда гладкомышечные клетки расслаблены.

Капиллярное ложе, венулы, артериолы

Ток крови направлен к сердцу по крупным сосудам, которые представляют собой вены. Капилляры передают кровь венам через венулы - мельчайшие собирательные составляющие. Они образуются в особых местах соединения капилляров, которые называются капиллярным ложе, и сливаются в вены.

Функционируя как единое целое, капиллярное ложе регулирует местное кровоснабжение, при этом соблюдаются потребности тканей в необходимых питательных веществах. Сосуд, несущий кровь к сердцу, определён как артерия. Капилляр получает кровь из артерии через артериолу - более мелкий, чем она, сосуд.

Артериолы в предшествуют капиллярам. В местах ответвления от артериол капилляров в стенках сосудов располагаются кольца мышечных клеток, которые чётко выражены и выполняют функцию сфинктеров. Они регулируют процессы поступления крови в сеть капилляров. В норме бывает открыта только небольшая часть этих сфинктеров, называемых прекапиллярными. Поэтому кровь может течь в это время не по всем имеющимся каналам.

Характерной особенностью кровообращения в месте капиллярного ложа является то, что здесь спонтанно периодически присутствуют циклы расслабления и сокращения гладкомышечных тканей, которые окружают прекапилляры и артериолы. Это позволяет создавать перемежающийся, прерывистый ток крови по сети капилляров.

Функции капиллярного эндотелия

Эндотелий капилляра обладает достаточной проницаемостью для обмена между тканями организма и кровью различными видами веществ. Поэтому то, что делают капилляры, является переносом питательных веществ и продуктов метаболизма.

Вода и вещества, растворённые в ней, в норме легко проходят через стенки сосуда в обоих направлениях. Но при этом белки и остаются внутри капилляров. Образованные в процессе жизнедеятельности продукты также проходят через кровеносный барьер для переноса их к местам выведения из тела. Таким образом, капилляр - это составляющая интегральной части всех тканей организма, образующей обширную сеть сосудов, взаимосвязанных между собой, имеющих тесный контакт с клеточными структурами. Их основная функция заключается в снабжении всех систем веществами, необходимыми для обеспечения нормальной жизнедеятельности, и удаления отработанных веществ.

Иногда размер молекул может быть слишком большим для диффузии через клетки эндотелия. В этом случае для переноса их используются либо процессы захвата - эндоцитоза, либо слияния - экзоцитоза. При воспалительных процессах в организме то, что делают капилляры, является частью механизма иммунного ответа. При этом на поверхности эндотелия возникают молекулы-рецепторы, которые задерживают иммунные клетки и помогают им переходить к очагам инфекции или других повреждений во внесосудистом пространстве.

Каждый капилляр - это составляющая часть огромной сети, которая обеспечивает кровоснабжение всех органов. При этом чем крупнее организм, тем обширнее капиллярная сеть. И чем выше активность клеток в процессах метаболизма, тем большее количество мелких сосудов требуется для того, чтобы обеспечивать потребности в различных веществах.

Движение крови по капиллярной сети

Кровь циркулирует в системе кровообращения не только потому, что в артериях создаётся давление вследствие активного ритмического сокращения артериальных стенок, но и благодаря активному сужению и расширению капиллярных. Кровеносные капилляры осуществляют относительно медленный ток крови, скорость которого не больше 0,5 мм в секунду. Это доказано многочисленными наблюдениями за данным процессом. В то же время сужения и расширения этих мелких сосудов могут достигать до 70% от величины диаметра их просвета. Физиологи связывают эту способность с особенностью функционирования адвентициальных элементов, которые сопровождают кровеносные сосуды и определяются как специальные клетки капилляров, способные сокращаться.

Также допускается, что и сами эндотелиальные стенки капилляров обладают определённой эластичностью и возможной сократимостью, и могут изменять величину просвета. Некоторые физиологи указывают на то, что им доводилось видеть кратковременные сокращения клеток эндотелия в тех местах, где отсутствуют адвентициальные клетки. Патологические состояния, такие как сильный ожог или шок, могут вызывать расширение капилляров в 3 раза выше нормы. Здесь, как правило, происходит значительное снижение скорости движения крови, что позволяет ей накапливаться в капиллярном русле в местах повреждений. Сжатие капилляров также приводит к уменьшению скорости кровообращения в них.

Три вида капилляров

Непрерывными капиллярами называются такие, в которых межклеточные соединения очень плотные. Это позволяет осуществлять диффузию маленьким ионам и молекулам.

Другой вид капилляров - фенестированные. Их стенки снабжены просветами для диффузии более крупных молекул или их соединений. Такие капилляры располагаются в эндокринных железах, кишечнике и других органах, где осуществляется интенсивный обмен веществами между тканями и кровью.

Синусоидные - такие капилляры, стенки которых отличаются строением и большей изменчивостью внутренних просветов. Они имеются в тех органах, где отсутствуют вышеописанные, более типичные виды.

Проблемы сосудов

Артерии, вены, капилляры - все они недостаточно защищены от воздействий окружающей среды и часто подвергаются повреждениям. Особенно уязвимыми являются самые тонкие кровеносные сосуды организма. Капилляры должны быть очень маленькими для того, чтобы пропускать внутрь клеток только жидкую составляющую крови, а не нужную и более плотную отделять. Поэтому у этих сосудов тончайшие, неплотные эндотелиальные стенки, сквозь которые совершаются процессы диффузии веществ. Именно то, что они состоят из малого количества клеточных слоёв, и делает их хрупкими.

Капилляры не имеют, как вены и артерии, защитного слоя. Поэтому у них нет защиты как от внешних воздействий, так и от повреждений теми веществами, которые они переносят вместе с кровью. При любых повреждениях или болезнях эти сосуды страдают в первую очередь. Если возникает такая ситуация, когда капилляры лопнули и повредились, они перестают выполнять свою основную функцию переноса питательных веществ. При этом клетка, не получившая их от сосуда с разрушенной стенкой, замедляет свою работу и погибает. И если снабжение кровью нарушается во всём органе или в системе органов, в них начинается массовая гибель клеток из-за дефицита веществ, необходимых для их жизнедеятельности. Так в организме начинают развиваться болезни, одним из начал которых является повреждение капилляров.

Взгляд в зеркало

Очень часто, разглядывая своё отражение в зеркале, можно увидеть на лице небольшие ниточки - красные капилляры, которых раньше не было. Многие пугаются, принимая их появление за симптомы опасных болезней. По статистике, 80% всего населения находят у себя такие изменения, когда расширенные капилляры становятся видимыми сквозь кожу. Прежде всего, это указывает на то, что нормальное функционирование сосудов нарушено. И хотя само по себе расширение капилляров особого вреда для здоровья не приносит, оно может ухудшить Сосудистые сетки на лице - куперозы - являются проявлением болезни, довольно безобидной её стадией, но служат сигналами о неполадках в организме.

Механизмы патологии

Сначала происходит расширение и укрупнение сосуда настолько, что он начинает просвечивать сквозь кожу и становится видимым. Чаще всего это явление можно наблюдать на лице или на коже рук и ног. Затем истончается соединительная ткань кожных покровов, и находящиеся под ними сосуды приподнимаются, приобретают бугристость и становятся видимыми ещё больше. Опасность здесь состоит в том, что истончаются и слабеют стенки самих капилляров, а это может привести к их разрыву. И если капилляры лопнули, то необходимо принимать меры не только для устранения косметических дефектов, но и выявления и лечения патологий, явившихся причиной повреждения сосудов.

Причины патологий капилляров

Нарушения капиллярного кровообращения могут вызываться самыми различными факторами. Прежде всего, сюда следует отнести высокое артериальное давление и возрастные изменения сосудов. Их разрушения при этом являются причиной старения всего организма. Различные воспаления кожных покровов, злоупотребления солнечными ваннами, сильные переохлаждения приводят к нарушению целостности капиллярных стенок.

Приём некоторых гормональных препаратов, оказывающих расслабляющее воздействие на вызывает их расширение и повреждения. При этом могут поражаться большие участки и развиваться осложнения. Подобные патологии капилляров могут возникать при гормональных сбоях организма, например, при беременности, абортах или после родов. Болезни печени, нарушения или венозного оттока становятся причиной разрушений капилляров. Немаловажную роль в этом вопросе играет и наследственная предрасположенность.

Расширенные капилляры у ребенка

Считается, что проблемы с тонкими кровеносными сосудами могут беспокоить только взрослых людей. Но бывает и так, что расширенные капилляры возникают и на детском лице. Причинами могут быть гормональные перестройки, наследственность или погодные условия, негативно влияющие на детскую нежную кожу. Обычно такие проблемы сами собой уходят по мере взросления ребёнка. Но чтобы определить риски более серьёзных патологий, родители должны получить консультацию дерматолога, который и решит вопрос о необходимости лечения или установит временность этого явления.

Кровеносные капилляры (от лат. capillaris - волосной) кровеносные, мельчайшие сосуды, пронизывающие все ткани человека и животных и образующие сети между артериолами, приносящими кровь к тканям, и венулами, отводящими кровь от тканей. Через стенку капилляров происходит обмен газов и др. веществ между кровью и прилежащими тканями. Впервые капилляры были описаны итал. натуралистом М. Мальпиги (1661) как недостающее звено между венозными и артериальными сосудами, существование которого предсказывал У. Гарвей.

Диаметр капилляров обычно варьирует от 2,5 до 30 мкм. Широкие капилляры называют также синусоидами. Стенка капилляров состоит из 3 слоев; внутреннего - эндотелиального, среднего - базального и наружного - адвентициального. Эндотелиальный слой состоит из плоских клеток многоугольной формы, меняющейся в зависимости от их состояния.

Для эндотелиальных клеток характерно наличие в цитоплазме большого количества микропиноцитозных везикул, которые перемещаются между краем клетки, обращенным к просвету капилляров, и краем, обращенным к ткани, и переносят порции веществ, необходимых для осуществления обмена между кровью и тканями. Между эндотелиальными клетками имеются щелевидные пространства и два типа межклеточных соединений: без зон облитерации и с зонами облитерации. Базальный слой представлен клеточным компонентом и неклеточным, состоящим из сплетённых между собой фибрилл, погруженных в богатое мукополисахаридами гомогенное вещество. Клеточный компонент - перициты, или клетки Руже, - полностью окутан неклеточным компонентом. Адвентициальный слой состоит из фибробластов, гистиоцитов и др. клеточных и волокнистых структур, а также межуточного вещества соединительной ткани; он переходит в окружающую капилляров соединительную ткань, образующую так называемую перикапиллярную зону.

Ультраструктура стенки артериального капилляра отличается от таковой венозного капилляра величиной просвета (как правило, артериальный - до 7 мкм, венозный - 7-12 мкм); ориентацией ядер эндотелиальных клеток (в артериальном - длинная ось ядра направлена по ходу капилляра, в венозном - перпендикулярно); эндотелиальный слой более гладкий и мощный в артериальном капилляре, истонченный, с множеством отростков цитоплазмы - в венозном капилляре. Набухание ядер и цитоплазмы эндотелиальных клеток в артериальном капилляре приводит обычно к закрытию его просвета, а в клетках венозного капилляра только суживает его.

Проницаемость стенки капилляра связана прежде всего с проницаемостью эндотелия; определённую роль в проницаемости стенки капилляра играет и неклеточный компонент базального слоя. Существует мнение, что перицит - сократительная клетка, способная, подобно мышечной, активно изменять просвет капилляра. Согласно другой точке зрения, перицит - специальная клетка, участвующая в двигательной иннервации капилляра: в ответ на поступающий из центральной нервной системы нервный импульс, переданный через перицит к эндотелиальным клеткам, последние отвечают молниеносным накоплением (набухание) или выделением (спадение) жидкости, что вызывает изменение просвета капилляра

Ультраструктура стенки капилляров в различных органах имеет свою специфику. Например, в мышечных органах капилляры имеют широкий эндотелиальный и узкий базальный слои; в капиллярах почек базальный слой широкий, а эндотелиальные клетки истончены и местами имеют закрытые мембраной отверстия - фенестры; в лёгких и эндотелиальный, и базальный слои капилляров тонкие; в капиллярах костного мозга базальный слой отсутствует, в капиллярах печени и селезёнки - имеет поры и т.д. Одно из основных биологических свойств капиллярной стенки - её реактивность: своевременное и адекватное изменение деятельности всех компонентов стенки капилляров в ответ на воздействие внешней среды. Изменение реактивности стенки капилляров может лежать в основе патогенеза ряда заболеваний.

Капилляры лимфатические , в отличие от кровеносных, имеют только эндотелиальный слой, расположенный на окружающей соединительные ткани и прикрепленный к её коллагеновым фибриллам особыми «стропными» нитями (филаментами). Лимфатические капилляры пронизывают почти все органы и ткани животных и человека, кроме головного мозга, паренхимы селезёнки, лимфатические узлов, хрящей, склеры, хрусталика глаза и некоторых др. Форма и контуры лимфатической сети разнообразны и определяются строением и функцией органа и свойствами соединительной ткани, в которой расположены капилляры.

Лимфатические капилляры выполняют дренажную функцию, способствуют оттоку из тканей коллоидных растворов белковых веществ, не проникающих в кровеносные капилляры, удалению из организма инородных частиц и бактерий. Стенка лимфатических капилляров проницаема для мелких и крупных молекул, проходящих как через эндотелиальные клетки с помощью микро-пиноцитозных везикул, так и через межклеточные щели, более широкие, чем у кровеносных капилляров, и не замкнутые зонами облитерации. Лимфа из межклеточных щелей собирается в лимфатические капилляры, которые, соединяясь, образуют лимфатические сосуды.