Kapillærstruktur og funksjon i kroppen

Kapillærer er de minste blodkarene i kroppen, som forbinder de minste arteriene til de minste venene. Disse karene blir ofte referert til som "mikrosirkulasjonen".

Bare to lag med tykke celler, formålet med kapillærene er å spille den sentrale rollen i sirkulasjonen, levere oksygen i blodet til vevet, og plukke opp karbondioksid som skal elimineres. De er også stedet der næringsstoffer leveres for å mate alle kroppens celler.

Det er tre primære typer kapillærer - kontinuerlig, fenestrert og diskontinuerlig eller sinusformet som finnes i forskjellige regioner i kroppen, og spesialiserte kapillærer i hjernen utgjør blod-hjerne-barrieren.

Tester som vurderer kapillærene er viktige for å vurdere mennesker medisinsk, og det er flere medisinske tilstander forbundet med disse karene.

Struktur

Kapillærene er veldig tynne, omtrent 5 mikrometer i diameter, og består av bare to lag celler - et indre lag av endotelceller og et ytre lag av epitelceller. De er så små at røde blodlegemer trenger å strømme gjennom dem.

Det er anslått at det er 40 milliarder kapillærer i den gjennomsnittlige menneskekroppen. Rundt dette cellelaget er noe som kalles kjellermembranen, et lag med protein som omgir kapillæren.

Hvis alle kapillærene i menneskekroppen ble stilt opp i én fil, ville linjen strekke seg over 100.000 miles.

Kapillærer i sirkulasjonssystemet

Kapillærer kan betraktes som den sentrale delen av sirkulasjonen. Blod forlater hjertet gjennom aorta og lungearteriene som reiser til henholdsvis resten av kroppen og til lungene.

Disse store arteriene blir mindre arterioler og til slutt smalner for å danne kapillærsjiktet. Fra kapillærene strømmer blod inn i de mindre venene og deretter inn i venene og flyter tilbake til hjertet.

Antall kapillærer varierer etter vevstype

Antall kapillærer i et vev kan variere mye. Sikkert, lungene er fullpakket med kapillærer som omgir alveolene for å hente oksygen og slippe av karbondioksid. Utenfor lungene er kapillærer rikelig i vev som er mer metabolsk aktive.

Typer av kapillærer

Det er tre primære typer kapillærer i opplaget:

• Kontinuerlig: Disse kapillærene har ingen perforeringer og lar bare små molekyler passere. De er tilstede i muskel-, hud-, fett- og nervevev.
• Fenestrert: Disse kapillærene har små porer som slipper små molekyler igjennom og ligger i tarmene, nyrene og de endokrine kjertlene.
• Sinusformet eller diskontinuerlig: Disse kapillærene har store åpne porer - store nok til å slippe en blodcelle gjennom. De er tilstede i beinmargen, lymfeknuter og milten, og er i hovedsak den "lekeste" av kapillærene.

Blood-Brain Barrier

I sentralnervesystemet utgjør kapillærene det som er kjent som blod-hjerne-barrieren. Denne barrieren begrenser muligheten for giftstoffer (og dessverre mange cellegiftmidler og andre medisiner) til å passere gjennom hjernen.

Å lete etter medisiner som kan passere gjennom blod-hjerne-barrieren, og dermed behandle tilstander som hjernemetastaser fra en rekke kreftformer, er et aktivt forskningsområde.

Funksjon

Kapillærene er ansvarlige for å lette transport og utveksling av gasser, væsker og næringsstoffer i kroppen. Mens arteriene og arteriolene virker for å transportere disse produktene til kapillærene, er det på nivået av kapillærene hvor utvekslingen finner sted.

Kapillærene fungerer også for å motta karbondioksid og avfallsprodukter som deretter leveres til nyrene og leveren (for avfall) og lungene (for utånding av karbondioksid).

Bensinutveksling

I lungene diffunderer oksygen fra alveolene til kapillærer som skal festes til hemoglobin og bæres gjennom kroppen. Karbondioksid (fra deoksygenert blod) strømmer igjen fra kapillærene tilbake til alveolene for å puste ut i miljøet.

Væske- og næringsutveksling

På samme måte diffunderer væsker og næringsstoffer gjennom selektivt permeable kapillærer inn i kroppens vev, og avfallsprodukter blir plukket opp i kapillærene for å transporteres gjennom vener til nyrene og leveren der de blir behandlet og eliminert fra kroppen.

Blodstrøm gjennom kapillærer

Siden blodstrømmen gjennom kapillærene spiller en så viktig rolle i å opprettholde kroppen, kan du lure på hva som skjer når blodstrømmen endres, for eksempel hvis blodtrykket ditt vil synke (hypotensjon).

Kapillærsenger reguleres gjennom noe som kalles autoregulering, slik at hvis blodtrykket vil synke, vil strømmen gjennom kapillærene fortsette å gi oksygen og næringsstoffer til kroppens vev. Med trening rekrutteres flere kapillærsenger i lungene for å forberede seg på et økt behov for oksygen i kroppens vev.

Blodstrømmen i kapillærene styres av prekapillære lukkemuskler. En precapillary sphincter er muskelfibrene som styrer bevegelsen av blod mellom arterioler og kapillærer.

Kapillær mikrosirkulasjon

Regulering av væskebevegelse mellom kapillærene og det omkringliggende interstitielle vevet bestemmes av balansen mellom to krefter: det hydrostatiske trykket og det osmotiske trykket.

På den arterielle siden av kapillæren er det hydrostatiske trykket (trykket som kommer fra hjertet som pumper blod og elastisiteten i arteriene) høyt. Siden kapillærene er "lekkasje" tvinger dette trykket væske og næringsstoffer mot veggene i kapillæren og ut i det mellomliggende rommet og vevet.

På venesiden av kapillæren har det hydrostatiske trykket sunket betydelig. På dette tidspunktet er det det osmotiske trykket av væsken i kapillæren (på grunn av tilstedeværelsen av salter og proteiner i blodet) som trekker væske tilbake i kapillæren.

Osmotisk trykk blir også referert til som onkotisk trykk og er det som trekker væsker og avfallsprodukter ut av vevet og inn i kapillæren som skal føres tilbake til blodbanen (og deretter leveres til nyrene blant andre steder).

Medisinsk betydning

Kapillærer er viktig medisinsk på mange måter, og det er måter du faktisk indirekte kan observere disse små blodkarene på.

Hudblanchering

Hvis du noen gang har lurt på hvorfor huden din blir hvit når du legger press på den, er svaret kapillærene. Trykk på huden presser blod ut av kapillærene, noe som resulterer i et blekende eller blekt utseende når trykket fjernes.

Petechiae

Hvis du får utslett, kan en lege presse på huden din for å se om flekkene blir hvite. Når kapillærer brytes, lekker blodet inn i huden og de røde flekkene vil forbli jevne med trykk. Disse kalles petechiae og er forbundet med forskjellige forhold enn utslett som blanker med press.

Kapillærpåfylling

Legene ser ofte etter "kapillærpåfylling." Dette testes ved å observere hvor raskt huden blir rosa igjen etter at trykket er frigitt og kan gi en ide om vevets helse.

Et eksempel på denne bruken kan være hos personer med brannskader. En annen graders forbrenning kan avsløre at kapillærpåfylling er noe forsinket, men i en tredje graders forbrenning vil det ikke være noe kapillærpåfylling i det hele tatt.

Beredskapssjekkere sjekker ofte kapillærpåfylling ved å trykke på en negl eller tånegl, og deretter slippe presset og vente på å se hvor lang tid det tar før neglesengen blir rosa igjen. Hvis fargen kommer tilbake innen to sekunder (hvor lang tid det tar å si kapillærpåfylling), er sirkulasjon til armen eller benet sannsynligvis OK.

Hvis kapillærpåfylling tar mer enn to sekunder, er sirkulasjonen av lemmen sannsynligvis kompromittert og betraktet som en nødsituasjon. Det er andre innstillinger der kapillærpåfylling også er forsinket, for eksempel ved dehydrering.

Tredje avstand og kapillær permeabilitet

Du kan høre leger snakke om et fenomen kjent som "tredje avstand". Kapillærpermeabilitet refererer til væskens evne til å passere ut av kapillærene i det omkringliggende vevet.

Kapillærpermeabilitet kan økes av cytokiner (leukotriener, histaminer og prostaglandiner) som frigjøres av celler i immunsystemet. Den økte væsken (tredje avstand) lokalt kan føre til elveblest. Når noen er veldig syke, kan denne tredje avstanden på grunn av utette kapillærer være utbredt, noe som gir kroppen et hovent utseende.

Kapillærblodprøver

Mesteparten av tiden når du får blodet ditt, vil en tekniker ta blod fra en vene i armen. Kapillærblod kan også brukes til å gjøre noen blodprøver, for eksempel for de som overvåker blodsukkeret. En lansett brukes til å kutte fingeren (kutte kapillærer) og kan brukes til å teste blodsukker og blod pH.

Tilknyttede forhold

Det er flere vanlige og uvanlige forhold som involverer kapillærene.

Portvin-flekk (fødselsmerke)

En liten andel av barna blir født med "fødselsmerker" som består av et område med rød eller lilla hud relatert til utvidede kapillærer. De fleste portvin-flekker er et kosmetisk problem i stedet for en medisinsk bekymring, men de kan blø lett når de blir irritert.

Kapillær misdannelse

Kapillær misdannelse (arteriovenøs misdannelsessyndrom) kan forekomme som en del av et arvelig syndrom som er tilstede hos omtrent 1 av 100.000 mennesker av europeisk forfedre. I dette syndromet er det mer blodstrøm enn normalt gjennom kapillærene nær huden, noe som resulterer i rosa og røde prikker på huden.

Det kan forekomme alene, eller folk kan ha andre komplikasjoner av dette syndromet, for eksempel arteriovenøse misdannelser (unormale forbindelser mellom arterier og vener) som, når de er i hjernen, kan forårsake hodepine og kramper.

Systemisk kapillærlekkasyndrom

En sjelden lidelse kjent som kapillærlekkasyndrom involverer lekkende kapillærer som resulterer i konstant nesetetthet og episoder med besvimelse på grunn av raske blodtrykksfall.

Makuladegenerasjon

Makuladegenerasjon, nå den viktigste årsaken til blindhet i USA, forekommer sekundært for skade i kapillærene i netthinnen.

Et ord fra veldig bra

Selv om den er den minste av blodkarene, spiller kapillærene den største rollen for å være stedet der oksygen og karbondioksid byttes ut i alt vev, og hvor næringsstoffer leveres og avfall blir fjernet fra celler.

Kapillærer er også veldig viktig i medisinsk diagnose og gir noen ganger kritisk informasjon om en persons medisinske tilstand. Mens en gang trodde å være ansvarlig for primært kosmetiske forhold, ble det endret etter hvert som deres rolle i makuladegenerasjon ble funnet.