Механизм транскапиллярного обмена.

Гидростатическое давление в капиляре. Транскапиллярный обмен веществ. Линейная скорость кровотока в микроциркуляторном русле. Шунтирующие сосуды ( шунтирование )

Механизм транскапиллярного обмена.

Оглавление темы «Кровоснабжение органов и тканей. Сопряженные функции сосудов. Микроциркуляция ( микрогемодинамика ).»:
1. Кровоснабжение легких. Малый круг кровообращения. Интенсивность кровотока в сосудах легкого. Миогенная, гуморальная регуляция кровотока в легочных сосудах.
2. Кровоснабжение желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).

Интенсивность кровотока в сосудах желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Миогенная, гуморальная регуляция кровотока в сосудах желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).
3. Кровоснабжение cлюной железы ( слюных желез ). Кровоснабжение поджелудочной железы. Регуляция кровотока в сосудах желез.
4. Кровоснабжение печени. Интенсивность кровотока в сосудах печени.

Миогенная, гуморальная регуляция кровотока в печени.
5. Кровоснабжение кожи. Интенсивность кровотока в сосудах кожи. Миогенная, гуморальная регуляция кровотока в коже.
6. Кровоснабжение почки ( почек ). Интенсивность кровотока в сосудах почки ( почек ). Миогенная, гуморальная регуляция кровотока в почке ( почках ).
7. Кровоснабжение мышц.

Интенсивность кровотока в сосудах мышц. Миогенная, гуморальная регуляция кровотока в мышцах.
8. Сопряженные функции сосудов. Резистентная функция сосудов. Емкостная функция сосудов. Обменная функция сосудов.
9. Микроциркуляция ( микрогемодинамика ). Проницаемость капилляров. Стенки капилляров. Типы капиляров.
10. Гидростатическое давление в капиляре.

Транскапиллярный обмен веществ. Линейная скорость кровотока в микроциркуляторном русле. Шунтирующие сосуды ( шунтирование ).

Гидростатическое давление на артериальном конце «усредненного» капилляра равно примерно 30 мм рт. ст., на венозном— 10—15 мм рт. ст.

Этот показатель варьирует в различных органах и тканях и зависит от соотношения пре- и посткапиллярного сопротивления, которое и определяет его величину. Так, в капиллярах почек он может достигать 70 мм рт. ст., а в легких — только 6—8 мм рт. ст.

Транскапиллярный обмен веществ обеспечивается путем диффузии, фильтрации-абсорбции и микропиноцитоза. Скорость диффузии высока: 60 л/мин. Легко осуществляется диффузия жирорастворимых веществ (СО2, О2), водорастворимые вещества попадают в интерстиций через поры, крупные вещества — путем пиноцитоза.

Второй механизм, обеспечивающий обмен жидкости и растворенных в ней веществ между плазмой и межклеточной жидкостью,— фильтрация-абсорбция. Давление крови на артериальном конце капилляра способствует переходу воды из плазмы в тканевую жидкость. Белки плазмы, создавая онкотическое давление, равное примерно 25 мм рт. ст.

, задерживают выход воды. Гидростатическое давление тканевой жидкости около 3 мм рт. ст., онкотическое — 4 мм рт. ст. На артериальном конце капилляра обеспечивается фильтрация, на венозном — абсорбция.

Между объемом жидкости, фильтрующейся на артериальном конце капилляра и абсорбирующейся в венозном конце, существует динамическое равновесие.

Линейная скорость кровотока в сосудах микроциркуляторного русла мала — от 0,1 до 0,5 мм/с. Низкая скорость кровотока обеспечивает относительно длительный контакт крови с обменной поверхностью капилляров и создает оптимальные условия для обменных процессов.

Отсутствие мышечных клеток в стенке капилляров указывает на невозможность активного сокращения капилляров. Пассивное сужение и расширение капилляров, величина кровотока и количество функционирующих капилляров зависят от тонуса гладкомышечных структур терминальных артериол, метартериол и прекапиллярных сфинктеров.

Процессы транскапиллярного обмена жидкости в соответствии с уравнением Старлинга (рис. 9.

25) определяется силами, действующими в области капилляров: капиллярным гидростатическим давлением (Рс) и гидростатическим давлением интерстициальной жидкости (Pi), разность которых (Рс — Pi) способствует фильтрации, т. е.

переходу жидкости из внутри-сосудистого пространства в интерстициальное; коллоидно-осмотическим давлением крови (Пс) и интерстициальной жидкости (Пi), разность которых (Пс — Пi) способствует абсорбции, т. е.

движению жидкости из тканей во внутрисосудистое пространство, а — осмотический коэффициент отражения капиллярной мембраны, который характеризует реальную проницаемость мембраны не только для воды, но и для растворенных в ней веществ, а также белков. Если фильтрация и абсорбция сбалансированы, то наступает «старлинговое равновесие».

Своеобразие строения терминального сосудистого русла различных органов и тканей отражает и зависит от их функциональных особенностей, прежде всего от уровня обмена кислорода, интенсивности процессов метаболизма.

Так, в различных тканях и органах капилляры образуют сеть определенной плотности в зависимости от их метаболической активности.

На основании этих данных введено понятие «критическая толщина тканевого слоя» — наибольшая толщина ткани между двумя капиллярами, которая обеспечивает оптимальный транспорт кислорода и эвакуацию продуктов метаболизма.

Чем интенсивнее обменные процессы в органе, тем меньше критическая толщина ткани, т. е. между этими показателями существует обратно пропорциональная зависимость. В большинстве паренхиматозных органов величина этого показателя составляет всего 10—30 мкм, а в органах с замедленными процессами обмена она возрастает до 1000 мкм.

Для оценки функциональной активности шунтирующих сосудов (артериовенозных анастомозов) используют возможность перехода частиц, превышающих по размерам диаметр капилляров, из артериального отдела сосудистого русла в венозный.

Рассчитано, что кровоток через анастомозы во много раз превышает кровоток по капиллярам. Так, через анастомоз диаметром 40 мкм может пробрасываться в 250 раз больше крови, чем через капилляр такой же длины, но диаметром 10 мкм.

Диаметр артериовенозных анастомозов в разных органах колеблется в широких пределах (например, в сердце — 70—170 мкм, в почках — 30—440 мкм, в печени — 100—370 мкм, в тонком кишечнике — 20—180 мкм, в легких — 28—500 мкм, в скелетных мышцах — 20—40 мкм).

— Вернуться в оглавление раздела «Физиология человека.»

Источник: https://meduniver.com/Medical/Physiology/403.html

Механизмы транскапиллярного обмена жидкости и других веществ между кровью и тканями

Механизм транскапиллярного обмена.

Механизм транскапиллярного обмена. Транскапиллярный (транссосудистый) обмен может осуществляться за счет пассивного транспорта (диффузия, фильтрация, абсорбция), за счет активного транспорта (работа транспортных систем) и микропиноцитоза.

Фильтрационно-абсорбционный механизм обменамежду кровью и интерстициальной жидкостью. Этот механизм обеспечивается за счет действия следующих сил. В артериальном отделе капилляра большого круга кровообращения гидростатическое давление крови равно 40 мм рт. ст.

Сила этого давления способствует выходу (фильтрации) воды и растворенных в ней веществ из сосуда в межклеточную жидкость. Онкотическое давление плазмы крови, равное 30 мм рт. ст., препятствует фильтрации, т. к. белки удерживают воду в сосудистом русле. Онкотическое давление межклеточной жидкости, равное 10 мм. рт. ст., способствует фильтрации — выходу воды из сосуда.

Таким образом, результирующая всех сил, действующих в артериальном отделе капилляра, равна 20 мм. рт. ст. (40+10-30=20 мм рт. ст.) и направлена из капилляра. В венозном отделе капилляра (в посткапиллярной венуле) фильтрация будет осуществляться следующими силами: гидростатическое давление крови, равное 10 мм рт. ст., онкотическое давление плазмы крови, равное 30 мм рт. ст.

, онкотическое давление межклеточной жидкости, равное 10 мм рт. ст. Результирующая всех сил будет равна 10 мм рт. ст. (-10+30-10=10) и направлена в капилляр. Следовательно в венозном отделе капилляра происходит абсорбция воды и растворенных в ней веществ.

В артериальном отделе капилляра жидкость выходит под воздействием силы в 2 раза большей, чем она входит в капилляр в его венозном отделе. Возникающий, таким образом, избыток жидкости из интерстициальных пространств оттекает через лимфатические капиляры в лимфатическую систму.

В капиллярах малого круга кровообращения транскапиллярный обмен осуществляется за счет действия следующих сил: гидростатическое давление крови в капиллярах, равное 20 мм рт. ст.

, онкотическое давление плазмы крови; равное 30 мм рт. ст., онкотическое давление межклеточной жидкости, равное 10 мм рт. ст. Результирующая всех сил будет равна нулю.

Следовательно, в капиллярах малого круга кровообращения обмена жидкости не происходит.

Диффузионный механизм транскапиллярного обмена. Этот вид обмена осуществляется в результате разности концентраций веществ в капилляре и межклеточной жидкости. Это обеспечивает движение веществ по концентрационному градиенту.

Такое движение возможно потому, что размеры молекул этих веществ меньше пор мембраны и межклеточных щелей.

Жирорастворимые вещества проходят мембрану независимо от величины пор и щелей, растворяясь в ее липидном слое (например, эфиры, углекислый газ и др.).

Активный механизм обмена — осуществляется эндотелиальными клетками капилляров, которые при помощи транспортных систем их мембран переносят молекулярные вещества (гормоны, белки, биологически активные вещества) и ионы.

Пиноцитозный механизм обеспечивает транспорт через стенку капилляра крупных молекул и фрагментов частей клеток опосредованно через процессы эндо- и экзопиноцитоза.

#40. Нервные и гуморальные механизмы регуляции тонуса кровеносных сосудов. Свойства барорецепторов и их роль в регуляции кровяного давления.

Регуляция сосудов — это регуляция сосудистого тонуса, который определяет величину их просвета. Просвет сосудов определяется функциональным состоянием их гладкой мускулатуры, а просвет капилляров зависит от состояния клеток эндотелия и гладкой мускулатуры прекапиллярного сфинктера.

Гуморальная регуляция сосудистого тонуса. Эта регуляция осуществляется за счет тех химических веществ, которые циркулируют в кровеносном русле и изменяют ширину просвета сосудов. Все гуморальные факторы, которые оказывают влияние на тонус сосудов, делят на сосудосуживающе (вазоконстрикторы) и сосудорасширяющие(вазодилятаторы).

К сосудосуживающим веществам относятся:

адреналин — гормон мозгового вещества надпочечников, суживает артериолы кожи, органов пищеварения и легких, в низких концентрациях расширяет сосуды мозга, сердца и скелетных мышц, обеспечивая тем самым адекватное перераспределение крови, необходимое для подготовки организма к реагированию в трудной ситуации;

• норадреналин — гормон мозгового вещества надпочечников по своему действию близок к адреналину, но его действие более выражено и более продолжительно;

вазопрессин — гормон, образующийся в нейронах супраоптического ядра гипоталамуса, форму в клетках задней доли гипофиза, действует в основном на артериолы;

• серотонин — вырабатывается клетками стенки кишки, в некоторых участках головного мозга, а также выделяется при распаде кровяных пластинок; .

К сосудорасширяющим веществам относятся:

гистамин — образуется в стенке желудка, кишечника, других органах, расширяет артериолы;

ацетилхолин — медиатор парасимпатических нервов и симпатических холинергических вазодилятаторов, расширяет артерии и вены;

брадикинин — выделен из экстрактов органов (поджелудочной железы, подчелюстной слюнной железы, легких), образуется при расщеплении одного из глобулинов плазмы крови, расширяет сосуды скелетных мышц, сердца, спинного и головного мозга, слюнных и потовых желез;

простагландины — образуются во многих органах и тканях, оказывают местное сосудорасширяющее действие;

Нервная регуляция сосудистого тонуса. Нервная регуляция сосудистого тонуса осуществляется вегетативной нервной системой. Сосудосуживающий эффект преимущественно оказывают волокна симпатического отдела вегетативной (автономной) нервной системы, а сосудорасширяющее — парасимпатические и, частично, симпатические нервы.

Сосудосуживающее действие симпатических нервов не распространяется на сосуды головного мозга, сердца, легких и работающих мышц. Сосуды этих органов при возбуждении симпатической нервной системы расширяются.

Следует также отметить, что не все парасимпатические нервы являются вазодилятаторами, например, волокна парасимпатического блуждающего нерва суживают сосуды сердца.

Сосудосуживающие и сосудорасширяющие нервы находятся под влиянием сосудодвигательного центра.

Вазомоторный или сосудодвигательный центр — это совокупность структур, расположенных на различных уровнях ЦНС и обеспечивающих регуляцию кровообращения.

Структуры, входящие в состав сосудодвигательного центра, расположены, в основном, в спинном и продолговатом мозге, гипоталамусе, коре больших полушарий. Сосудодвигательный центр состоит из прессорного и депрессорного отделов.

Депрессорный отдел снижает активность симпатических сосудосуживающих влияний и, тем самым, вызывает расширение сосудов, падение периферического сопротивления и снижение артериального давления. Прессорный отдел вызывает сужение сосудов, повышение периферического сопротивления и давления крови.

Активность нейронов сосудодвигательного центра формируется нервными импульсами, идущими от коры больших полушарий головного мозга, гипоталамуса, ретикулярной формации ствола мозга, а также от различных рецепторов, особенно, расположенных в сосудистых рефлексогенных зонах.

Барорецепторы. Колебания артериального давления воспринимаются специальными образованиями, расположенными в стенке сосудов,— барорецепторами, илипрессорецепторами.

Возбуждение их происходит в результате растяжения артериальной стенки при повышении давления; следовательно, по принципу реагирования они представляют собой типичные механорецепторы.

В световом микроскопе барорецепторы видны как широкие разветвления нервных окончаний остроконечного типа, свободно заканчивающиеся в адвентиции сосудистой стенки.

Классификация.По характеру активностиразличают два вида рецепторов. Рецепторы типа А, в которых максимум импульсации возникает в момент систолы предсердий, ирецепторы типа Б, разряд которых приходится на время диастолы, т.е. при заполнении предсердий кровью.

Физиологические свойства барорецепторов.Все барорецепторы обладают рядом физиологических свойств, которые позволяют им выполнять основную функцию — слежение за величиной артериального давления.

· Каждый барорецептор или каждая группа барорецепторов воспринимает только свои определенные параметры изменения артериального давления. В зависимости от специфики реакций на изменения давления различают три группы барорецепторов.

· При быстром перепаде давления барорецепторы отвечают более выраженными изменениями залповой активности, чем при медленном, постепенном изменении давления. При резком нарастании давления уже на небольшой прирост наблюдается тот же прирост импульсации, как и при плавном изменении давления на значительно большие величины.

· Барорецепторы обладают свойством наращивать импульсацию в геометрической прогрессии на одинаковую величину прироста артериального давления в зависимости от его исходного уровня.

· Большинство барорецепторов воспринимает колеблющееся давление в своем диапазоне.

При воздействии на них постоянного давления, что наблюдается при его стойком повышении или снижении, они перестают реагировать учащением импульсации, т.е. адаптируются. По мере увеличения давления (0—140 мм рт.ст.

) частота импульсации нарастает. Однако при стойком повышении в диапазоне от 140 до 200 мм рт.ст. наступает явление адаптации — частота импульсации остается без изменений.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/7_88552_mehanizmi-transkapillyarnogo-obmena-zhidkosti-i-drugih-veshchestv-mezhdu-krovyu-i-tkanyami.html

Обмен веществ через капилляры

Механизм транскапиллярного обмена.

Транскапиллярный обмен веществ между кровью и тканями

Капилляры представ­ляют собой очень тонкие сосуды с внутренним диаметром просвета около 5 мкм, толщиной стенки приблизительно 1 мкм и средней длиной около 0,5 мм. (Для сравнения; человеческий волос в диаметре составляет около 100 мкм). Эндотелиальные клетки, образующие капилляры, лежат в один слой, мышечные элементы отсутствуют.

Транскапиллярный обмен происходит через стенку капилляра между кровью, находящейся внутри этого капилляра, и тканевой жидкостью, находящейся снаружи.

Основой транскапиллярного обмена веществ является пассивный транспорт. А самым специфическим способом транскапиллярного обмена является трансцитоз.

Способы транскапиллярного обмена веществ

1. Диффузия.

Наибольшую роль в обмене жидкостью и веществами между кровью и межклеточным пространством играет двухсторонняя диффузия. Скорость ее настолько высока, что при прохождении крови через капилляры жидкость плазмы успевает 40 раз полностью обменяться с жидкостью межклеточного пространства. Таким образом, эти две жидкости постоянно перемешиваются.

При этом число молекул, переходящих из капилляра и в капилляр, одинаково, и поэтому объем плазмы и межклеточной жидкости практически не изменяется. Скорость диффузии составляет около 60 л в минуту, или примерно 85 тыс. л в сутки.
Водорастворимые вещества типа ионов натрия , хлора , глюкозы и т.д.

диффундируют исключительно через заполненные водой поры открытых ионных каналов. Проницаемость капилляров для ионов натрия и калия примерно в 10 000 раз меньше, чем для молекул кислорода, легко растворяющегося в липидном слое клеточных мембран.

Тем не менее, прони­цаемость капилляров для мелких ионов на несколько порядков больше, чем проницаемость, которая могла бы ожидаться, если бы ионы передвигались через сплошные липидные плазматические мембраны. Проницаемость капилляров для различных веществ зависит от соотношения размеров молекул и пор.

Если принять проницаемость для воды за 1, то относительная проницаемость для глюкозы составит 0,6, а для альбумина — менее 0,0001. В среднем поры составляют только небольшую часть от общей площади поверхности капилляров — около 0,01 %.

Эта площадь, тем не менее, достаточна для того, чтобы осуществить очень быстрый обмен небольших по размерам водорастворимых веществ между плазмой и интерстициаль- ной жидкостью.Крупные молекулы, не способные проникать через поры капилляров, могут переноситься через капиллярную стенку путем пиноцитоза .

При этом мембрана клетки инвагинирует, образуя вакуоль, окружающую молекулу, затем на противоположной стороне клетки происходит обратный процесс ( эмиоцитоз ).

Через стенку капилляров свободно диффундируют жирорастворимые вещества типа алкоголя , а также кислород и углекислый газ . Поскольку диффузия этих веществ идет по всей поверхности мембраны капилляра, скорость их транспорта гораздо выше, чем водорастворимых веществ.

2. Облегчённая диффузия.

3. Фильтрация.

Кроме диффузии имеется еще механизм, обеспечивающий обмен между внутрисосудистым и межклеточным пространством — это фильтрация и реабсорбция , происходящие в терминальном русле .

Между объемами жидкости, фильтрующейся в артериальном конце капилляров и реабсорбирующейся в их венозном конце (или удаляемой лимфатическими сосудами ), в норме существует динамическое равновесие. Если это равновесие нарушается, происходит довольно быстрое перераспределение внутрисосудистого и межклеточного объема жидкости.

Это перераспределение оказывает существенное влияние на функции сердечно — сосудистой системы , тем более, что внутрисосудистый объем жидкости должен поддерживаться на уровне, соответствующем потребностям организма.

Интенсивность фильтрации и реабсорбции в капиллярах определяется гидростатическим давлением в капиллярах , гидростатическим давлением в тканевой жидкости , онкотическим давлением плазмы в капилляре , онкотическим давлением тканевой жидкости и коэффициентом фильтрации.

Под действием гидростатического давления в капиллярах и онкотического давления тканевой жидкости жидкость выходит из капилляра в ткани, а под действием гидростатического давления в тканевой жидкости и онкотического давления плазмы в капилляре — наоборот. Коэффициент фильтрации соответствует проницаемости капиллярной стенки для изотонических растворов.

Средняя скорость фильтрации во всех капиллярах организма составляет около 14 мл в мин, или 20 л в сутки. Скорость реабсорбции равна примерно 12,5 мл в 1 мин, т.е. 18 л в сутки. По лимфатическим сосудам оттекает 2 л в сутки.

Фильтрация возрастает при общем увеличении кровяного давления , при расширении резистивных сосудов во время мышечной деятельности , при перходе в вертикальное положение, при увеличении объема крови вследствие вливаний различных растворов, при повышении венозного давления (например, при сердечной недостаточности).

Реабсорбция увеличивается при снижении кровяного давления , сужении резистивных сосудов , кровопотере и т.д. Фильтрация повышается также при снижении онкотического давления плазмы (например, при гипопротеинемии) или при накоплении осмотически активных веществ в интерстициальной жидкости .

Выход жидкости в интерстициальное пространство увеличивается при повышении проницаемости капилляров, которое может быть обусловлено действием кининов , гистамина и подобных ему веществ и других агентов, выделяющихся при аллергических реакциях , воспалении , ожогах и т.д. Если в результате недостаточной реабсорбции в капиллярах тканевая жидкость начинает накапливаться, то она быстрее удаляется по лимфатическим сосудам. Поскольку при этом из интерстициального пространства выводятся белки, онкотическое давление в нем падает, а это приводит к угнетению выхода воды в ткани и тем самым способствует поддержанию равновесия между внутрисосудистым и интерстициальным объемами жидкости.

4. Осмос.

5. Трансцитоз.

Трансцитоз (лат. trans — сквозь, через и греч. cytos — клетка) — это как бы соединение двух процессов — эндоцитоэа и экзоцитоза, — при котором с помощью пузырьков-везикул происходит пперенос транспортируемых частиц через цитоплазму клетки от места их поглощения (эндоцитоза) к месту выделения (экзоцитоза) на другой стороне клетки.

Таким способом., например, происходит транспорт через капиллярную стенку молекул белков, заключённых в везикулы. Везикулы перенося нужные вещества, через эндотелиальные клетки капилляров из кровяного русла в ткань.

В процессе трансцитоза пузырьки могут сливаться друг с другом, образуя каналы, пересекающие всю клетку насквозь. В результате транспортируемый материал проходит через всю клетку — с одной ее стороны на другую.

В этом случае эндоцитозные пузырьки не взаимодействуют с лизосомами и не изменяют перемещаемые вещества.

Трансцитоз характерен для определённых типов клеток. Он активно протекает в цитоплазме плоских клеток, выстилающих сосуды (эндотелиоцитах), особенно в капиллярах. Именно в этих клетках пузырьки, сливаясь, способны образовывать временные трансцеллюлярные каналы, через которые могут транспортироваться водорастворимые молекулы.

Образование эндоцитозных пузырьков провоцируется особыми фузогенными (от лат. fusio — слияние) мембранными белками, которые концентрируются в местах впячивания (инвагинации) плазмолеммы. Эти же белки при экзоцитозе способствуют слиянию мембраны пузырька с плазмолеммой.

Заметную роль в этих процессах играют элементы цитоскелета, такие как микрофиламенты и микротрубочки.

Интенсивность всех этих процессов транскапиллярного транспорта, разных по физико-химической природе, зависит от объёма кровотока в системе капиллярной микроциркуляции (величина его может возрастать за счёт увеличения количества функционирующих капилляров, т.е.

площади обмена, и линейной скорости кровотока), а также определяется проницаемостью обменной поверхности.Обменная поверхность капилляров гетерогенна по своему строению: она состоит из чередующихся белковой, липидной и водной фаз.

Липидная фаза представлена почти всей поверхностью эндотелиальной клетки, белковая — переносчиками и ионными каналами, водная — межэндотелиальными порами и каналами, имеющими разный диаметр, а также фенестрами (окнами) эндотелиоцитов.

Эффективный радиус водных пор и каналов определяет размер водорастворимых молекул, которые могут проходить через них свободно, ограничено или вообще не проходить, т.е. проницаемость капилляров для разных веществ неодинакова.

Свободно диффундирующие вещества быстро переходят в ткани, и диффузионное равновесие между кровью и тканевой жидкостью достигается уже в начальной (артериальной) половине капилляра.

Для ограниченно диффундирующих веществ требуется большее время установления диффузионного равновесия, и оно либо достигается на венозном конце капилляра, или не устанавливается вообще. Поэтому для веществ, транспортируемых только диффузией, имеет большое значение линейная скорость капиллярного кровотока.

Если скорость транскапиллярного транспорта веществ (чаще — диффузии) меньше, чем скорость кровотока, то вещество может выноситься с кровью из капилляра, не успев вступить в диффузионное равновесие с жидкостью межклеточных пространств.

При определённой величине скорости кровоток может лимитировать количество перешедшего в ткани или, наоборот, выводимого из тканей вещества. Поток свободно диффундирующих веществ в основном зависит от площади поверхности обмена, т.е. от количества функционирующих капилляров, поэтому транспорт свободно диффундирующих веществ может ограничиваться при снижении объемной скорости кровотока.Та часть объема кровотока, из которой в процессе транскапиллярного перехода извлекаются вещества, называется нутритивным кровотоком, остальной объём — шунтовым кровотоком (объем функционального шунтирования).

Для характеристики гидравлической проводимости капилляров используют коэффициент капиллярной фильтрации. Его выражают количеством миллилитров жидкости, которое фильтруется в течение 1 мин в 100 г ткани в расчете на 1 мм рт.ст. фильтрационного давления.

Источники:

Википедия

www.nauka.kz/biol_med/razd1/2/V.php

Источник: http://kineziolog.su/content/obmen-veshchestv-cherez-kapillyary

Транскапиллярный обмен

Механизм транскапиллярного обмена.

В механизмах тканевого гомеостаза важную роль играет обмен веществ между кровью, тканью и внутритканевой средой — транскапиллярный или гематотканевый обмен. Обмен веществ между кровью и внутритканевой средой осуществляется через стенки обменных капиллярных микрососудов: артериальных и венозных отделов капилляров и посткапиллярных венул.

Скорость (уровень) транскапиллярного обмена зависит от следующих основных факторов:

  • 1) проницаемости сосудистой стенки, ее перфузионной способности и реактивности;
  • 2) величины капиллярной поверхности, определяющей площадь фильтрации;
  • 3) гемодинамических факторов, зависящих от давления крови, линейной и объемной скоростей кровотока, вязкости крови;
  • 4) осмотических факторов, определяемых величинами онкотического и осмотического давлений;
  • 5) состояния среды, окружающей сосуды.

Обмен веществ через капиллярную стенку, обладающую в нормальных условиях селективной проницаемостью, осуществляется на основе трех главных механизмов:

  • 1) диффузии;
  • 2) ультрафильтрации,
  • 3) микровезикулярного транспорта (микропиноцитоз или цитопемпсис).

Диффузия — взаимное проникновение веществ из одной среды в другую (из крови в ткань и обратно) за счет существования градиентов концентрации этих веществ по обе стороны капиллярной стенки, в конечном итоге для равномерного распределения диффундирующих веществ по всему пространству, где они находятся. Диффузия через капиллярную стенку осуществляется в виде двух ее форм:

  • 1) простая диффузия — свободное перемещение молекул и ионов в направлении падения их концентрации (пассивная диффузия);
  • 2) облегченная диффузия — передвижение молекул и ионов (даже в случае различного рода затруднений) с помощью молекул других веществ, так называемых переносчиков.

Этот процесс осуществляется с помощью ферментов мембран клеток — пермеаз, которые соединяются с веществами, проникающими через мембрану в клетку и путем образования комплекса обеспечивают поступление их в клетку.

На внутренней поверхности мембраны или внутри клетки пермеазы отщепляются.

Этот процесс энергозависимый и сопровождается активацией АТФ-азы цитоплазматической мембраны, которая обеспечивает механизмы активного транспорта веществ через эндотелиальную клетку капилляра.

Низкомолекулярные вещества, растворимые в воде и жирах, и газы (О2, СО2) способны свободно диффундировать прямым путем через эндотелиальные клетки и клеточные мембраны, проницаемые для этих веществ.

Вещества, растворимые в воде, но не растворимые в жирах, с достаточно большой молекулярной массой не могут пройти через мембраны эндотелиальных клеток и проходят обычно через межэндотелиальные промежутки (поры).

Диффузия через эти поры относительно свободна, если поры больше диаметра частицы растворенного вещества. В нормальных условиях транспорт больших молекул через капиллярную стенку весьма замедлен по сравнению с водой и низкомолекулярными веществами, т. е.

происходит ограниченная диффузия через поры высокомолекулярных веществ.

Процессы диффузии обеспечивают трансмембранный транспорт газов и играют решающую роль в снабжении тканей кислородом.

Величина градиента его концентрации между кровью и тканями вдоль капилляра зависит от количества кислорода, поглощаемого тканями.

При высоких величинах поглощения кислорода тканями значительно увеличивается скорость диффузии; на величину диффузии влияет также количество функционирующих капилляров.

Характер диффузионных процессов и распределение различных веществ между кровью и тканями зависит от тканевого или органного градиента сосудистой проницаемости (низкий, промежуточный, высокий).

Тканевый или органный градиент сосудистой проницаемости обусловлен различиями в тонком строении кровеносных микрососудов, особенно их эндотелиальной выстилки.

Эти различия в свою очередь обусловлены функциональными и структурными особенностями тканей, архитектоникой микроциркуляторных сетей, различиями в гемодинамике и т. п.

Ультрафильтрация — проникновение веществ определенной молекулярной массы через капиллярную мембрану под влиянием гидростатического давления крови или в результате повышения осмотического давления тканей.

Обмен жидкости между кровью и тканями обусловлен в основном разностью между гидростатическим и онкотическим давлениями крови в артериальном и венозном частях капилляров, а также различием эффективных величин этих давлений между кровью и тканями.

Величина гидростатического давления в капилляре в значительной мере зависит от деятельности прекапиллярного сфинктера.

При раскрытии этого сфинктера гидростатическое давление увеличивается, возрастает число активных капилляров и площадь фильтрации; при его закрытии гидростатическое давление падает. Следовательно, транскапиллярный обмен зависит от длительности фаз дилатации и констрикции.

Микровезикулярный транспорт, или цитопемпсис (микропиноцитоз), — проведение, перенос веществ микровезикулами (пузырьками) через цитоплазму эндотелиальных клеток. Микропиноцитоз является одним из механизмов эндоцитоза, т. е.

поглощения клетками растворов и микрочастиц, осуществляемого за счет активности клеточной поверхности и переноса веществ клеточной формой транспорта веществ.

Микровезикуляция — одно из проявлений жизнедеятельности эндотелиальных клеток.

Первым звеном микровезикулярного транспорта является адсорбция микромолекул на поверхности эндотелиальных клеток. В зоне адсорбции вначале образуются втягивание цитоплазматической мембраны, а затем из них формируются интраплазматические микровезикулы (пузырьки), содержащие теперь уже поглощенные клеткой микромолекулы.

Таким образом, может осуществляться саморегуляция трансэндотелиального транспорта: чем больше адсорбируется молекул, тем выше уровень микровезикуляции. Образовавшиеся микровезикулы перемещаются, пересекают цитоплазму, достигают противоположной поверхности клетки, где соединяются с клеточной мембраной и освобождаются от содержимого.

Микровезикулы чаще находятся в периферических отделах эндотелиальных клеток; иногда, соединяясь, они образуют крупные пузырьки — вакуоли.

Микровезикуляция осуществляется по всей поверхности эндотелиальных клеток, как со стороны кровотока, так и со стороны базальной мембраны.

Это достаточно устойчивый процесс транспорта различных веществ через эндотелиальную клетку, не нарушающийся при различных неблагоприятных условиях (охлаждение, нарушение метаболизма и др.

), нередко даже увеличивающийся в условиях патологии, например при воспалении и др..

Транскапиллярный обмен, являясь основным звеном поддержания тканевого гомеостаза, играет первостепенную роль в обеспечении диффузии газов крови — перехода газов из легочных альвеол в кровь, из крови в ткани и обратно.

Источник: https://stomekspert.ru/transkapillyarnyy-obmen.html

Микроциркуляция, транскапиллярный обмен Лекция 15 Леч. -фак

Механизм транскапиллярного обмена.

Микроциркуляция, транскапиллярный обмен Лекция 15 Леч. -фак

Микроциркуляция • упорядоченное движение крови и лимфы по микрососудам, • транскапиллярный перенос плазмы и форменных элементов крови, • перемещение жидкости во внесосудистом пространстве. 2

Распределение крови в организме и органах 3

4

Общая структура кровеносного русла 5

Капиллярная сеть 6

Микроциркуляция • Структура микроциркуляторного русла: • артериола, • прекапилляр со сфинктером (сфинктеры – одиночные гладкомышечные клетки), • капилляры, • посткапилляры, • венулы • шунтирующие сосуды. 7

Микроциркуляция (патология) 8

Площадь обменной поверхности капилляров • Число капилляров- 40 млрд. • Общая эффективная обменная поверхность (включая венулы) 1000 м 2, это площадка 30 х30 м. • Суммарная длина 100 000 км. – 3 раза опоясать Земной шар. 9

Течение крови в капиллярах: Увеличение общей поверхности обмена с тканью • Самая низкая скорость линейная скорость кровотока. • Снижено гидростатического давления. • Непрерывный ток крови. 10

• Стенка капилляров представляет собой полупроницаемую мембрану, тесно связанную функционально и морфологически с окружающей соединительной тканью и паренхиматозными клетками. • Она состоит из двух оболочек: внутренней — эндотелиальной, наружной — базальной. 11

Ultrastructure of a Capillary Basement membrane Endothelial cell 1 Nucleus 5 -10 m Intracellular channels Intercellular cleft Lumen Endothelial cell 2

• Три вида капилляров: – Соматический –мелкие поры 4 -5 нм. — кожа, скелетные и гладкие мышцы – Висцеральный – фенестры 40 -60 нм – почки, кишечник, эндокринные железы – Синусоидный – прерывистая стенка с большими просветами – селезенка, печень, костный мозг. 13

Типы капилляров. Проницаемость капилляров для жидкости, белков и клеток крови.

Функция капилляров Снабжение клеток питательными и пластическими веществами и удалении продуктов метаболизма, т. е. в обеспечении транскапиллярного обмена.

Для этого необходим ряд условий, важнейшими из которых являются: скорость кровотока в капилляре, величина гидростатического и онкотического давлений, проницаемость стенки капилляра, число перфузируемых капилляров на единицу массы ткани. 15

• В органах с высоким уровнем метаболизма число капилляров больше, чем в органах с менее интенсивным обменом. 16

Плотность капилляров в тканях (капилляр/мм 3) • Миокард, Головной. мозг, печень- 25003000 • Скелетные мышцы-300 -400 • Тонические мышцы-100 • Важно соотношение перфузируемых и не перфузируемых капилляров 17

Микроциркуляторная единица • Это единица (микрорайон) обладает свойствами органа. • Её можно рассматривать как элементарную цитоэкологическую систему, формирующуюся вокруг источника питания в процессе органогенеза, при переходе от клеточного уровня организации к органно-тканевому. 18

Строение микрорайона 19

Микроциркуляторное русло в ворсинках кишечника

Капиллярный кровоток и его особенности

Различия между объемной и линейной скоростью кровотока r=4 r=1 Flow r=2 velocity 100 ml/sec radius (cm) area (cm 2) ( r 2) flow (cm 3/sec) fluid velocity (cm/sec) 100 ml/s 1 3. 14 100 32 2 12. 56 100 8 4 50. 24 100 2 22

Кровяное давление и кровоток в капиллярах • в артериальной части капилляра кровяное давление составляет в среднем 30 мм рт. ст. , а в венулярном — 10. • средняя линейная скорость капиллярного кровотока у млекопитающих достигает 0, 5— 1 мм/с. • время контакта каждого эритроцита со стенкой капилляра длиной 100 мкм не превышает 0, 15 с. 23

Структура и ориентация клеток крови в микроциркуляторном русле 24

Принципы метода лазерной допплеровской флоуметрии крови При взаимодействии с тканью в отраженном сигнале имеется составляющая, обусловленная отражением от движущихся эритроцитов, пропорциональная скорости движения (эффект Допплера). Амплитуда сигналов в приборе формируется от всех эритроцитов, находящихся в области зондирования, движущихся с разными скоростями и по разному количественно распределенных в артериолах, капиллярах, венулах.

Вязкость крови • Кровь является не ньютоновской жидкостью. • При низкой скорости кровотока вязкость может увеличиваться в 1000 и более раз. • Наблюдается обратимая и необратимая агрегация. Обратимая агрегация- образование «монетных столбиков» . • В сосудах 500 мкм – наблюдается «феномен сигма» – снижение вязкости за счет ориентации эритроцитов в сосуде. 26

Гематокрит и вязкость крови в я з к о с т ь 5 2 плазма 1 вода 10 20 30 40 50 60 Гематокрит

Обменные процессы в капилляре, транскапиллярный обмен

Регуляция капиллярного кровотока • осуществляется нервными и гуморальными механизмами. • Различают три уровня регуляции капиллярного кровотока: • общесистемную регуляцию, • местную (в пределах органа) • саморегуляцию (в пределах капиллярной единицы). 29

Регуляция количества работающих капилляров. Механизм «мерцания» • В норме открыто (20 -25%) кровь протекает лишь по “дежурным” капиллярам. • Метаболическая ауторегуляция. приспосабливает местный кровоток к функциональным потребностям ткани. • Оксид углерода, угольная кислота, АДФ, АМФ, фосфорная и молочная кислоты как элементы метаболической регуляции. 30

• Регуляция функционирования капилляров осуществляется благодаря свободной диффузии медиаторов по направлению к стенкам капилляров. • В частности: гистамин и кинины (вазодилататы) • серотонин, ангиотензин II (констрикторы). 31

• Образующиеся в процессе метаболизма продукты способны расширять прекапиллярные артериолы и увеличивать количество открытых функционирующих капилляров.

• Возникающий избыток аденозина тормозит транспорт Са 2+ в клетки гладкой мышцы артериол.

• В результате их стенки расслабляются, увеличивается тканевый кровоток, что влечет за собой увеличение кислородного снабжения мышцы и увеличение синтеза АТФ. 32

• По ходу капилляров и окружающей их соединительной ткани находятся чувствительные нервные окончания. • Значительное место среди них занимают хеморецепторы, сигнализирующие о состоянии метаболических процессов 33

• Понижение тонуса гладких мышц сосудов микроциркуляторного русла и возникающее в результате расширение сосудов происходят и под влиянием ионов H+. 34

Три процесса переноса: • дифузия, • фильтрация и реабсорбция, • микропиноцитоз 35

Диффузионные процессы в капиллярах • Скорость диффузии через общую поверхность – 60 л/мин. • Водорастворимые вещества ч/з водные поры. • Если скорость диффузии воды за 1, то глюкозы-0, 6, альбумина -0, 0001, жирорастворимые вещества, кислород, СО 2 , спирт, диффундируют по всей поверхности капилляров. 36

Diffusion Through the Capillary Membrane

Фильтрация и реабсорбция (теория Старлинга) • Теория Старлинга- динамическое равновесие между объемами жидкости, фильтрующейся в артериальном конце капилляра и реабсорбирующимся в венозном конце, либо удаляемой лимфатической системой 38

Уравнение Старлинга Старлинговское равновесие – процессы фильтрации и реабсорбции уравновешены. 39

Фильтрация За сутки через капилляры проходит 8000 литров, фильтруется 20, реабсорбируется 18, следовательно, 2 литра возвращается в кровь через лимфатические сосуды. Белок, проникший в тканевую жидкость, с лимфой возвращается в кровь. 40

Соотношение между гидростатическим и онкотическим давлениями в капилляре CAPILLARY INTERSTITIAL FLUID Capillary Pressure Interstitial Fluid Pressure Plasma Colloid Osmotic Pressure Interstitial Fluid Colloid Osmotic Pressure

Осмотические силы Semi-Permeable Membrane

Осмотические силы Water moves from a region of high concentration to one that has a lower concentration of water

Обозначения: Pгк — гидростатическое давление в капилляре; Pгт — гидростатическое давление тканевой жидкости; Pок и Pот — онкотическое давление в капилляре и тканевой жидкости; Pэфф — эффективное трансмуральное фильтрационное давление; Pо — суммарное онкотическое давление.

Сб — концентрация белков в интерстициальной жидкости около артериального и около венозного концов капилляра. Для упрощения схемы принято, что Pок и Pот одинаковы на всем протяжении капилляров.

Числа в процентах отражают относительный объём тканевой жидкости, который в норме реабсорбируется в капилляры (90%), а также удаляется по лимфатическим сосудам (10%). 44

Гидростатическое и онкотическое давления • Р-гк-гидрост. в капилляре(32, 5 вначале 15 мм. рт. ст. в конце капилляра) • Р-гт –тканевое (3 мм. рт. ст) • Р-ок-давление онкотичекое в капилляре (среднее 25 мм. рт. ст. • Р-от-тканевое (4 -5 мм. рт. ст) 45

Артериальная часть Р ф = 32 25 3 + 5 = 9 мм рт. ст Венозная часть P реабс. = 15 25 3 + 5 = 8 мм рт. ст 46

Причины расстройств микроциркуляции • Многочисленные причины, вызывающие разнообразные нарушения микроциркуляции, объединяют в три группы: • Расстройства центрального и регионарного кровообращения (сердечная недостаточность) • Изменения вязкости и объёма крови и лимфы. • Повреждение стенок сосудов микроциркуляторного русла (атеросклероз) • Расстройства микроциркуляции приводят к развитию синдрома капилляротрофической недостаточности. 47

Фильтрационно-реабсорбционные нарушения (голодные отеки, при снижении альбумина в крови при патологии печени) 15 Filtration 0 Reabsorption -15

Фильтационно-реабсорбционная дегидратация 15 Filtration 0 Reabsorption -15

Синдром капилляро-трофической недостаточности % строма капилляры возраст Капилляры 6, 5 4, 3 3, 1 % на на 1 мм 2 Мышцы 57 53 48 в миокарде Строма 36 42 48

Клетки крови в микроциркуляторном русле

Структура лимфатической системы 52

• Количество лимфы в организме человека составляет примерно 1500 мл, • её содержание в разных органах различно и соответствует их функции. • на 1 кг массы: • печени приходится 21— 36 мл лимфы, • сердца — 5— 18, • мышц конечностей — 2— 3 мл. • Наиболее высокое содержание лимфы в печени объясняется ее участием в транспорте питательных веществ из кишки. 53

• Так, лимфа кишечных лимфатических сосудов и грудного лимфатического протока после приема жирной пищи становится молочно—белого цвета. • Это происходит потому, что в лимфе содержится взвесь капелек всосавшегося в кишке жира. 54

• У высших позвоночных и человека образовавшаяся в капиллярах лимфа постоянно оттекает в грудной проток, правый лимфатический, яремный, подключичный протоки. 55

The Lymphatic System 56

• В оттоке лимфы ведущее значение принадлежит силе напорного и проталкивающего действия жидкости, проникающей из межтканевого пространства в лимфатические капилляры. (Гидростатическое давление) 57

58

Лимфатический капилляр 59

Движение лимфы по лимфатическим сосудам Лимфангион в фазах: сокращения (А), заполнения (Б), покоя (В); а — мышечная манжета лимфангиона; о — клапан; 1 — мембранный потенциал и потенциал действия миоцитов лимфангиона, 2 — давление в полости, 3 — напряжение мышечной стенки. Стрелкой показано направление движения лимфы 60

Источник: https://present5.com/mikrocirkulyaciya-transkapillyarnyj-obmen-lekciya-15-lech-fak/

Uchebnik-free
Добавить комментарий