Az egyéb anatómiai struktúrákkal szembeni bűncselekmény nélkül elmondhatjuk, hogy a teljes kardiovaszkuláris rendszer csak a kapillárisok kiszolgálására szolgál. Ezen a szinten valójában az, hogy a fent említett tápanyagok, hormonok, antitestek, gázok és minden, amit a hematikus áram továbbít, cseréje zajlik. A sejtek viszont szigorúan attól függnek, hogy a kapillárisok képesek-e az anyagcseréjükhez szükséges összes elemet ellátni, ugyanakkor eltávolítják a mérgező anyagokat. De mi a szabály?
Az anyagok cseréje a kapillárisokból a sejtekbe alapvetően háromféle lehet.
A) Az elsőt a diffúzió jelöli. A gázok tipikusan tükrözi a molekulák nettó mozgását a legnagyobb koncentrációtól az alacsonyabb koncentrációig; ez az áramlás addig folytatódik, amíg a molekulák egyenletesen eloszlanak a rendelkezésre álló tér minden részében. A plazma és az intersticiális folyadék közötti cserék többsége egyszerű diffúzióval történik, amely olyan anyagokat foglal magában, mint az ionok, alacsony PM-molekulák, aminosavak, glükóz, metabolitok, gázok stb .; azonban nem szűrnek 60 kD-nál nagyobb molekulatömegű molekulákat, például nagy fehérjéket és vérsejteket (fehér, vörösvértestek stb.). Közelebbről, a zsírban oldódó anyagok áthaladnak a plazmamembránokon, és a cserét korlátozza a véráramlás sebessége; a vízben oldódóak viszont kis pórusokon haladnak át, és áramlását ezen pórusok szélessége és a vizsgált molekula sugara határozza meg.
A diffúzió mechanizmusa ödéma jelenlétében kevésbé hatékony, mivel az intersticiális folyadék nagy mennyisége növeli a szövetek és a kapilláris közötti távolságot.
B) A második típusú cserét a szűrés-reabszorpciós rendszer adja, amely - tömegáramként is ismert - elsősorban a folyadékok áthaladását szabályozza. Ha az áramlás iránya a kapillárisok külső oldalára irányul, akkor a szűrésről beszélünk, míg amikor a belső tér felé irányul, felszívódásról beszélünk.
Ennek az áramlásnak a szabályozása három tényezőtől függ: a hidraulikus vagy hidrosztatikus nyomástól, az onkotikus vagy kolloid-ozmotikus nyomástól és a kapilláris fal permeabilitásától.
- Néhány sorban emlékeztettünk arra, hogy a kapilláris artériás végén a hidrosztatikus nyomás 35 mm Hg körül van, míg a vénás végnél kb. Ezek az értékek a véráramlás által kifejtett oldalirányú nyomást tükrözik, amely hajlamos arra, hogy a folyadékot a kapilláris falain keresztül nyomja. Éppen ellenkezőleg, az intersticiális folyadék által kifejtett (2 mm Hg-ra becsült) hidrosztatikus nyomás kedvez az ellenkező iránynak, a kapilláris falaihoz nyomva, és elősegíti a folyadékok belépését.
- A második tényező, az onkotikus nyomás szigorúan függ a fehérjék koncentrációjától a két rekeszben. Ezek valójában nagyon hasonló összetételűek, kivéve a plazmafehérjéket, amelyek szinte hiányoznak az intersticiális folyadékban. Az onkotikus nyomás azt az erőt jelenti, amely szabályozza a víz áthaladását azáltal, hogy a "fehérjéből" kevésbé koncentrált részből a koncentráltabb rekeszbe áramlik át, egy közöttük elhelyezett féligáteresztő membránon keresztül (ami lehetővé teszi a víz átjutását rajta, de nem az abban lévő fehérjékből) és ebben az esetben a kapilláris falak.
A vérben lévő fehérjék által kifejtett onkotikus nyomás 26 mmHg, míg az intersticiális folyadékban szinte elhanyagolható.
- A harmadik és az utolsó tényező a hidraulikus vezetőképesség, amely a kapilláris fal vízáteresztő képességét fejezi ki. Ez a méret a kapillárisok morfológiai jellemzőinek függvényében változik (például nagyobb a vese számára jellemző fenestráltaknál).
Ezeket a három elemet Starling törvénye tartalmazza:
A kapilláriscsere állandó hidraulikus vezetőképességtől függ, és a hidrostatikus nyomásgradiens és a kolloidoszmotikus nyomás gradiens közötti különbséggel.
A STARLING JV = Kf [(Pc - Pi) - σ (ppc-ppi)]
A kapilláris artériás végén a nettó szűrési nyomás:
| [(35 - (- 2)] - (25-0) = 12 mmHg | ez a nyomás a vérben lévő folyadékok és metabolitok felszabadulását eredményezi (szűrés történik) |
A kapillárisok mentén a súrlódás következtében a sebesség és a hidraulikus nyomás csökken. Az onkotikus nyomás általában ugyanaz marad, kivéve, ha a kapilláris falak eléggé áteresztőek az alacsony molekulatömegű fehérjék számára. Ez a jellemző fontos következményekkel jár, mivel csökkenti a kapilláris onkotikus nyomást, növelve az intersticiális nyomást. Ezt figyelembe véve a Laplace-i törvényt úgy módosították, hogy az úgynevezett reflexiós együtthatót (σ) beillesztették, így: Jv = Kf [(Pc - Pi) - σ (ppc-ppi)].
A reflexiós együttható 0-tól (a fehérjék teljes mértékben átjárható kapilláris falától) 1-ig terjed (a fehérjéknek át nem eresztő kapilláris fal).
A kapilláris vénás végén a nettó szűrési nyomás:
| [(15 - (- 2)] - (25-0) = -8 mmHg | ez a nyomás a folyadékok és a celluláris metabolitok bejutását eredményezi a vérbe (előfordul a felszívódás). |
MEGJEGYZÉS: az alacsonyabb reabszorpciós nyomást kompenzálja a kapilláris nagyobb mértékű permeabilitása a vénás fejhez; ennek ellenére a szűrt térfogat még mindig nagyobb, mint a felszívódott. Valójában az artériás végnél a szűrt térfogatnak csak 90% -a reagál a vénába; a maradék 10% -ot (kb. 2 liter / nap) a nyirokrendszer visszanyeri, ami megakadályozza az ödéma kialakulását a véráramba öntéssel.
A példákban bemutatott nyomásértékek tájékoztató jellegűek és nem ritka kivételek. A vese-nefronok glomerulusait alkotó kapillárisok például a teljes hosszukban szűrik, míg néhány, a bél nyálkahártyáján jelen lévő kapillárisok csak tápanyagokat és folyadékokat vesznek fel, gyűjtenek.
C) A harmadik mechanizmust transzcitózisnak nevezik, és felelős a nagy molekulatömegű molekulák, például bizonyos fehérjék szállításáért, amelyek az endocitózissal való vezikulumokba való beépülést követően átjutnak az epitheliumon, és exocitózissal szabadulnak fel az interstitialis folyadékba.
