Без да се обиждаме за останалите анатомични структури, можем да кажем, че цялата сърдечно-съдова система съществува само с цел да служи на капилярите. На това ниво, всъщност, се споменава вече споменатия обмен на хранителни вещества, хормони, антитела, газове и всичко, което се носи от кръвния поток. Клетките, от друга страна, зависят в голяма степен от способността на капилярите да правят всички елементи, необходими за техния метаболизъм, като в същото време отстраняват отпадъците, които биха били отровени. Но какво прави тази стъпка?
Обменът на вещества от капиляри към клетки може по същество да бъде от три вида.
А) Първият е представен от дифузия . Характерно за газовете, то отразява нетното движение на молекули от точката на по-голяма концентрация към тази с по-ниска концентрация; този поток продължава, докато молекулите се разпределят равномерно в наличното пространство. Повечето от обмена между плазмата и интерстициалната течност се осъществяват чрез проста дифузия, която включва вещества като йони, молекули с ниска молекулна аминокиселина, глюкоза, метаболити, газове и т.н .; те обаче не филтрират молекули с молекулно тегло, по-голямо от 60 kD, като големите протеини и корпускулярните елементи на кръвта (бели кръвни клетки, червени клетки и др.). По-специално, липоразтворимите вещества преминават през плазмените мембрани и обменът е ограничен от скоростта на кръвния поток; Вместо това водоразтворимите преминават през малки пори и техният поток се регулира от амплитудата на тези пори и от радиуса на разглежданата молекула.
Механизмът на дифузия става по-малко ефективен при наличие на оток, тъй като голямото количество интерстициална течност увеличава разстоянието между тъканите и капилярите.
Б) Вторият вид обмен се дава от системата за филтрация-реабсорбция, която - известна още като масов поток - регулира преди всичко преминаването на течности. Ако посоката на потока е насочена към външната страна на капилярите, тя се нарича филтрация, а когато е насочена към вътрешността, се нарича абсорбция.
Регулирането на този поток зависи от три фактора: хидравлично или хидростатично налягане, онкотично или колоидно-осмотично налягане и пропускливост на капилярната стена.
- Преди няколко линии споменахме, че хидростатичното налягане в артериалния край на капиляра е около 35 mm Hg, докато на венозния край е около половината. Тези стойности отразяват страничното налягане, упражнявано от притока на кръв, което води до изтласкване на течността през стените на самия капиляр. Напротив, хидростатичното налягане, упражнявано от междинната течност (оценено на 2 mm Hg), благоприятства обратния път, притискащо към стените на капиляра и благоприятстващо навлизането на течности вътре в него.
Вторият фактор, онкотичното налягане, е строго зависим от концентрацията на протеини в двете отделения. Всъщност те имат много подобен състав, с изключение на плазмените протеини, които почти липсват в интерстициалната течност. Онкотичното налягане представлява силата, която регулира преминаването на вода чрез проста дифузия от "защитно" отделение, по-малко концентрирано към по-концентрирано, през полупропусклива мембрана, която е вмъкната в тях (която може да се премине от вода, но не и от присъстващи в нея протеи) и дата, в този случай, от стените на капилярите.
Онкотичното налягане, упражнявано от наличните в кръвта протеини, е равно на 26 mm Hg, докато в интерстициалната течност е почти незначително.
Третият и последен фактор е представен от хидравличната проводимост, която изразява водопропускливостта на капилярната стена. Това количество варира в зависимост от морфологичните характеристики на капилярите (например, тя е по-голяма при фенестрираните, типични за бъбреците).
Тези три елемента са формулирани в закона Старлинг:
Капилярният обмен зависи от константата на хидравличната проводимост, умножена по разликата между градиента на хидростатичното налягане и колоидоземния градиент на налягането.
ЗАКЛЮЧИТЕЛНО ПРАВО Jv = Kf [(Pc - Pi) - σ (ppc-ppi)]
При артериалния край на капиляра ще имаме мрежово налягане, равно на:
| [(35 - (- 2)] - (25-0) = 12 mm Hg | това налягане определя излизането на течности и метаболити, присъстващи в кръвта (се извършва филтрация) |
По време на преминаването в капилярите скоростта и хидравличното налягане се намаляват поради триенето. Онкотичните налягания са склонни да останат същите, освен когато стените на капилярите са достатъчно пропускливи за протеини с ниско молекулно тегло. Тази характеристика има важни последици, тъй като капилярното онкотично налягане намалява, увеличавайки интерстициалното налягане. За да се вземе предвид тази възможност, законът на Лаплас е коригиран чрез вмъкване на така наречения коефициент на отражение (σ), за който: Jv = Kf [(Pc - Pi) - σ (ppc-ppi)].
Коефициентът на отражение варира от 0 (капилярна стена, напълно пропусклива за протеини) до 1 (капилярна стена, непропусклива за протеини).
На венозния край на капиляра ще имаме нетно филтрационно налягане, равно на:
| [(15 - (- 2)] - (25-0) = -8 mm Hg | това налягане води до навлизане на течности и клетъчни метаболити в кръвта (има резорбция). |
ЗАБЕЛЕЖКА: по-ниското резорбционно налягане се компенсира от по-голямата пропускливост на капиляра към венозната глава; въпреки това, филтрираният обем е все още по-голям от този, който се абсорбира отново. Всъщност само 90% от обема, филтриран в артериалния край, се абсорбира отново до венозния; останалите 10% (около 2 l / ден) се възстановяват от лимфната система, което предотвратява образуването на отоци, като се излива в кръвния поток.
Стойностите на налягането, посочени в примерите, са показателни и не са редки изключения. Капилярите, които образуват гломерулите на бъбречните нефрони, например, са склонни да се филтрират по цялата му дължина, докато някои капиляри, намиращи се в чревната лигавица, се абсорбират, събират се хранителни вещества и течности.
В) Третият механизъм се нарича транситоза и е отговорен за транспортирането на някои молекули с високо молекулно тегло, като някои протеини, които след включване в мехурчета чрез ендоцитоза преминават през епитела и се освобождават в интерстициалната течност чрез екзоцитоза.
