Влияние гормональных факторов структуру сосудов микроциркуляторного русла. Типические патологические процессы

Нормальному течению обмена веществ способствуют процессы микроциркуляции – направленного движения жидких сред организма: крови, лимфы, тканевой и цереброспинальной жидкостей и секретов эндокринных желез. Совокупность структур, обеспечивающих это движение, называется микроциркуляторным руслом . Основными структурно-функциональными единицами микроциркуляторного русла являются кровеносные и лимфатические капилляры, которые вместе с окружающими их тканями формируют три звена микроциркуляторного русла : капиллярное кровообращение, лимфообращение и тканевый транспорт.

Общее количество капилляров в системе сосудов большого круга кровообращения составляет около 2 млрд., протяженность их – 8000 км, площадь внутренней поверхности 25 кв.м.

Стенка капилляра состоит из двух слоев : внутреннего эндотелиального и наружного, называемого базальной мембраной.

Кровеносные капилляры и прилежащие к ним клетки являются структурными элементами гистогематических барьеров между кровью и окружающими тканями всех без исключения внутренних органов. Эти барьеры регулируют поступление из крови в ткани питательных, пластических и биологически активных веществ, осуществляют отток продуктов клеточного метаболизма, способствуя, таким образом, сохранению органного и клеточного гомеостаза, и, наконец, препятствуют поступлению из крови в ткани чужеродных и ядовитых веществ, токсинов, микроорганизмов, некоторых лекарственных веществ.

Транскапиллярный обмен. Важнейшей функцией гистогематических барьеров является транскапиллярный обмен. Движение жидкости через стенку капилляра происходит за счет разности гидростатического давления крови и гидростатического давления окружающих тканей, а также под действием разности величины осмо-онкотического давления крови и межклеточной жидкости.

Тканевый транспорт. Стенка капилляра морфологически и функционально тесно связана с окружающей ее рыхлой соединительной тканью. Последняя переносит поступающую из просвета капилляра жидкость с растворенными в ней веществами и кислород к остальным тканевым структурам.

Лимфа и лимфообращение.

Лимфатическая система состоит из капилляров, сосудов, лимфатических узлов, грудного и правого лимфатического протоков, из которых лимфа поступает в венозную систему.

У взрослого человека в условиях относительного покоя из грудного протока в подключичную вену ежеминутно поступает около 1 мл лимфы, в сутки – от 1,2 до 1,6 л .

Лимфа – это жидкость, содержащаяся в лимфатических узлах и сосудах. Скорость движения лимфы по лимфатическим сосудам составляет 0,4-0,5 м/с.

По химическому составу лимфа и плазма крови очень близки. Основное отличие - в лимфе содержится значительно меньше белка, чем в плазме крови.

Образование лимфы.

Источник лимфы - тканевая жидкость. Тканевая жидкость образуется из крови в капиллярах. Она заполняет межклеточные пространства всех тканей. Тканевая жидкость является промежуточной средой между кровью и клетками организма. Через тканевую жидкость клетки получают все необходимые для их жизнедеятельности питательные вещества и кислород и в нее же выделяют продукты обмена веществ, в том числе и углекислый газ.

Движение лимфы.

Постоянный ток лимфы обеспечивается непрерывным образованием тканевой жидкости и переходом ее из межтканевых пространств в лимфатические сосуды.

Существенное значение для движения лимфы имеет активность органов и сократительная способность лимфатических сосудов. В лимфатических сосудах имеются мышечные элементы, благодаря чему они обладают способностью активно сокращаться. Наличие клапанов в лимфатических капиллярах обеспечивает движение лимфы в одном направлении (к грудному и правому лимфатическому протокам).

К вспомогательным факторам, способствующим движению лимфы, относятся: сократительная деятельность поперечнополосатых и гладких мышц, отрицательное давление в крупных венах и грудной полости, увеличение объема грудной клетки при вдохе, что обусловливает присасывание лимфы из лимфатических сосудов.

Основными функциями лимфатических капилляров являются дренажная, всасывания, транспортно-элиминативная, защитная и фагоцитоз.

Дренажная функция осуществляется по отношению к фильтрату плазмы с растворенными в нем коллоидами, кристаллоидами и метаболитами. Всасывание эмульсий жиров, белков и других коллоидов осуществляется в основном лимфатическими капиллярами ворсинок тонкого кишечника.

Транспортно-элиминативная – это перенос в лимфатические протоки лимфоцитов, микроорганизмов, а также выведение из тканей метаболитов, токсинов, обломков клеток, мелких инородных частиц.

Защитная функция лимфатической системы выполняется своеобразными биологическими и механическими фильтрами – лимфатическими узлами.

Фагоцитоз заключается в захвате бактерий и инородных частиц.

Лимфатические узлы.

Лимфа в своем движении от капилляров к центральным сосудам и протокам проходит через лимфатические узлы. У взрослого человека имеется 500-1000 лимфатических узлов различных размеров – от булавочной головки до мелкого зерна фасоли.

Лимфатические узлы выполняют ряд важных функций: гемопоэтическую, иммунопоэтическую, защитно-фильтрационную, обменную и резервуарную. Лимфатическая система в целом обеспечивает отток лимфы от тканей и поступление ее в сосудистое русло.

Регуляция тонуса сосудов.

Гладкомышечные элементы стенки кровеносного сосуда постоянно находятся в состоянии умеренного напряжения – сосудистого тонуса. Существует три механизма регуляции сосудистого тонуса:

1. ауторегуляция

2. нервная регуляция

3. гуморальная регуляция.

Ауторегуляция обеспечивает изменение тонуса гладкомышечных клеток под влиянием местного возбуждения. Миогенная регуляция связана с изменением состояния гладкомышечных клеток сосудов в зависимости от степени их растяжения – эффект Остроумова-Бейлиса. Гладкомышечные клетки стенки сосудов отвечают сокращением на растяжение и расслаблением – на понижение давления в сосудах. Значение: поддержание на постоянном уровне объема крови, поступающей к органу (наиболее выражен механизм в почках, печени, легких, головном мозге).

Нервная регуляция сосудистого тонуса осуществляется вегетативной нервной системой, которая оказывает сосудосуживающее и сосудорасширяющее действие.

Симпатические нервы являются вазоконстрикторами (сужают сосуды) для сосудов кожи, слизистых оболочек, желудочно-кишечного тракта и вазодилататорами (расширяют сосуды) для сосудов головного мозга, легких, сердца и работающих мышц. Парасимпатический отдел нервной системы оказывает на сосуды расширяющее действие.

Гуморальная регуляция осуществляется веществами системного и местного действия. К веществам системного действия относятся ионы кальция, калия, натрия, гормоны. Ионы кальция вызывают сужение сосудов, ионы калия оказывают расширяющее действие.

Действие гормонов на тонус сосудов:

1. вазопрессин – повышает тонус гладкомышечных клеток артериол, вызывая сужение сосудов;

2. адреналин оказывает одновременно и суживающее и расширяющее действие, воздействуя на альфа1-адренорецепторы и бета1-адренорецепторы, поэтому при незначительных концентрациях адреналина происходит расширение кровеносных сосудов, а при высоких – сужение;

3. тироксин – стимулирует энергетические процессы и вызывает сужение кровеносных сосудов;

4. ренин – вырабатывается клетками юкстагломерулярного аппарата и поступает в кровоток, оказывая воздействие на белок ангиотензиноген, который переходит в ангиотезин II, вызывающий сужение сосудов.

Министерство здравоохранения Украины

Харьковский государственный медицинский университет

кафедра нормальной физиологии

заведующий кафедрой доктор медицинских наук,

профессор В.Г. Самохвалов

Т Е З И С Ы

лекции для студентов 2 курса педиатрического

факультета

«Физиология микроциркуляторного русла».

Доцент кафедры

нормальной физиологии,

кандидат мед.

наук Пандикидис Н.И.

Харьков 2007

Термин «микроциркуляция» был впервые применен в 1954г. на первой конференции по физиологии и патологии микроциркуляции (США, Гальвестон).

Методы исследования – электронная микроскопия

люминесцентная микроскопия (А.М. Чернух, 1968, 1975) В.В. Куприянов (1969,1975);

применение радиоактивных изотопов.

Начало изучения микроциркуляции относится к 1861г., когда М. Мальничи первым увидел и описал в легком живой лягушки тончайшие микрососуды, получившие позднее название капилляров.

Звено микроциркуляторного русла:

Гемомикрососуды: артериолы, венулы, пре-, посткапилляры, истинные капилляры, артериоловенулярные анастомозы.

Звено микроциркуляторного русла: тканевая и интерстициальная жидкость.

Звено: лимфоносные пути микроскопического уровня.

Анатомически эти системы разобщены, но функционально составляют систему.

Микроциркуляторное русло является функциональной системой, задачей которого является обеспечение жизнедеятельности органов в соответствии с их физиологическим состоянием.

Iзвено микроциркуляторного русла:

микрогемососуды.

Микроциркуляторное русло крови – это отдел сосудистого русла, который расположен между мелкими артериями и мелкими венами. Каждый микрососуд играет определенную роль в кровообращении, но деятельность каждого отдельно сосуда подчинена общей задаче – поддержанию гомеостаза.

Основные компоненты гемомикроциркуляторного русла:

терминальная артериола – приносящий сосуд;

прекапиллярная артериола (прекапилляр);

капилляр;

посткапиллярная венула;

венула (емкостный сосуд);

артериола-венулярные анастомозы – пути сброса крови из артериального в венозное русло. Особенно много в коже акральных участков (пальцев рук, ног, носа, мочки уха).

В терморегуляции началом микроциркуляторного русла являются артериальные сосуды, для которых характерны распределительные функции. Это резистивные сосуды, поддерживающие периферический тонус. Для артерий характерно трехслойное строение:

наружная соединительно-тканная оболочка (адвентициальная);

средняя – мышечная оболочка;

внутренняя эндотелиальная оболочка.

Благодаря сокращению мышечной оболочки поддерживается тонус и создается периферическое сопротивление кровотоку.

Терминальные артериолы делятся на более мелкие сосуды прекапиллярные артериолы – метартериолы. В стенке метартериол соединительно-тканные элементы отсутствуют: их стенка состоит из 2-х слоев клеток: мышечных и эндотелиальных.

В местах отхождения капилляров от метартериол гладкомышечные волокна располагаются циркуляторно, образуя прекапиллярные сфинктеры. От сокращения прекапиллярных сфинктеров зависит объем крови, которая протекает через обменные сосуды.

Схема микроциркуляторного русла.

Из артериального звена микроциркуляторного русла кровь попадает в капилляры.

Основная функция капилляров – обменная. Они обеспечивают процесс двустороннего обмена вещества и жидкости между кровью и тканями и поэтому являются основной структурно-функциональной единицей. Капилляры не ветвятся, они разделяются на новые капилляры и соединяются между собой, образуя сеть.

Станка капилляра состоит из одного слоя эндотелиальных клеток, окруженной базальной мембраной из коллагена и мукополисахаридов. В стенке капилляров нет соединительной ткани и гладких мышц. В зависимости от ультраструктуры стенки выделяют 3 типа капилляров. Диаметр, длина, и количество капилляров могут быть различными, что и определяет их органоспецифичность. Длина окружности 1мм (750мкм). Диаметр капилляров составляет 3-10мкм. Это наименьший просвет, через который ещё могут «протискиваться» эритроциты. Более крупные лейкоциты могут на некоторое время «застревать» в капиллярах и блокировать кровоток. В дальнейшем, однако, лейкоциты всё же выходят из капилляра либо в результате повышения КД, либо за счет медленной миграции вдоль стенок капилляра до попадания в более крупные сосуды.

Капилляры могут образовывать прямой кратчайший путь между артериолами и венулами (от артериолы к венулам через основной канал), либо формировать капиллярные сети из истинных капилляров. «Истинные» капилляры чаще всего отходят под прямым углом от метартериол или т.н. «основных каналов». В области отхождения капилляра от метартериол гладкомышечные волокна образуют прекапиллярные сфинктеры. От сокращения прекапиллярных сфинктеров зависит, какая часть крови будет проходить через истинные капилляры.

Общее число капилляров огромно. Для точного подсчета числа капилляров особенно подходят мышцы, т.к. в них идут между мышечными волокнами, параллельно им. Поэтому на поперечном срезе мышцы сравнительно легко подсчитать количество капилляров на единицу площади. Обычно не все капилляры открыты и заполнены кровью. В покоящейся мышце 100 капилляров/мм² , а в работающей 3000капилляров/мм² (морская свинка).

У обычного карандаша поперечное сечение стержня составляет около 3мм². Вообразите себе примерно 10000 тонких трубочек, идущих параллельно друг другу внутри этого стержня.

Капилляры:

Тип 1 – соматический тип – в коже, скелетной и гладкой мускулатуре, коре больших полушарий, жировой соединительной ткани, в микроциркуляторном русле легких. Малопроницаемы для крупномолекулярных веществ, легко пропускает воду и растворенные в ней минеральные вещества.

Тип 2 – висцеральный – имеет «окошки» (фенестры) – характерны для органов, которые секретируют и всасывают большие количества воды и растворенных в ней веществ или участвуют в быстром транспорте макромолекул (почки, пищеварительный тракт, эндокринные железы).

Тип 3 – синусоидный – эндотелиальная стенка базальная мембрана прерывается – пропускают макромолекулы и форменные элементы. Местом локализации таких капилляров является костный мозг, селезенка, печень.

Тип 2.

Капилляры с фенестрированным эндотелием.

Это капилляры почечных клубочков и кишечника – внутренней и наружной мембраны эндотелиальных клеток прилежат друг к другу, и в этих местах образуются поры. Такие капилляры пропускают почти все вещества, за исключением крупных белковых молекул и эритроцитов. Именно так устроен эндотелиальный барьер почек, через осуществляется ультрафильтрация. В тоже время базальная мембрана фенестрированного эндотелия в норме сплошная, и она может представлять собой существенное препятствие для переноса веществ.

В одной и той же капиллярной сети межклеточные щели могут быть различными и в посткапиллярных венулах они обычно шире, чем в артериальных капиллярах. Это имеет определенное физиологическое значение. КД, служащее движущей силой для фильтрации жидкости через стенки, снижается в направлении от артериального к венозному концу сети капилляров.

При воспалении или действии гистамина, брадикина, простогландина, ширина межклеточных щелей в области венозного конца сети капилляровувеличивается и проницаемость их значительно возрастает.

Если в капиллярах давление повышается (в результате повышения АД и или венозного давление), это приводит к увеличению фильтрации жидкости в интерстициальное пространство. В норме АД сохраняется достаточно постоянным и поэтому объем тканевой жидкости меняется мало.

В целом общий выход жидкости из капилляров в их артериальных условиях больше, чем её суммарное поступление в капилляры в венозных участках. Однако накопление жидкости в тканях не происходит, поскольку она поступает в лимфатическую систему – дополнительную дренажную систему с низким давлением.

Т.о. в капиллярном русле происходит кругооборот жидкости, при котором она сначала перемещается из артериальных концов капилляров в интерстициальное пространство, а затем возвращается в кровоток через венозные концы или через лимфатическую систему.

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

Число капилляров .

Общее число капилляров в организме человека равно примерно 40млрд. Учитывая поперечное сечение капилляров можно рассчитать общею эфферентную обменную поверхность – 1000м².

Плотность капилляров в различных органах существенно варьируется.

Так, на 1мм³ ткани миокарда, головного мозга печени, и почек приходится 2500-3000 капилляров, в «фазных» единицах скелетных мышц – 300-400/мм³, а в «тонических» единицах – 1000/мм³. Относительно малая плотность капилляров в костной и жировой ткани.

Существует ещё один показатель, характеризующий состояние капиллярного русла: это отношение числа функционирующих капилляров к нефункционирующим. В скелетной мышце в покое функционирующих – 20-30% капилляров, а при физической нагрузке – 60%. Нефункционирующие капилляры – это капилляры с низким местным гематокритом, т.н. плазматические капилляры – капилляры, по которым двигается только плазма без эритроцитов.

В большинстве тканей капиллярная сеть настолько развита, что между любым капилляром и самой удаленной от него клеткой располагается не более, чем 3-4 другие клетки. Это имеет большое значение для переноса газов и питательных веществ, шлаков, т.к. диффузия протекает крайне медленно.

Тип 1 .

В капиллярах легких с малопроницаемой эндотелиальной стенкой (в легких) определенную роль в ускорении переноса различных веществ (в частности О2) могут играть пульсовые колебания давления. При повышении давления жидкость «выдавливается» в стенку капилляра, а при понижении – возвращается в кровяное русло. Такое пульсовое «промывание» стенок капилляров может способствовать перемешиванию веществ в эндотелиальном барьере и тем самым существенно увеличивать их перенос. На рисунке схематично изображены процессы, происходящие в капиллярах.

Видно, что в артериальном конце капилляра гидростатическое давление больше, чем онкотическое, и плазма фильтруется из крови в интерстициальное пространство. По ходу капилляров КД падает и в венозном конце (участок 2) становится меньше онкотического. В результате жидкость, наоборот диффундирует из интерстиции в кровь по градиенту онкотического давления.

Онкотическое давление обусловлено белками, которые не проходят через стенку капилляра.

Суммарный поток жидкости в капиллярах зависит:

от разницы гидростатического и онкотического давления крови;

от проницаемости капиллярной стенки (по направлению к венозному концу капилляра эта проницаемость выше).

В почечных капиллярах гидростатическое давление высокое и намного превосходит онкотическое. Поэтому в почечных капиллярах образуется ультрафильтрат. В большинстве других тканей ГДК=ОДК и поэтому суммарный перенос жидкости через стенку капилляров невелик.

Обмен в капиллярах .

Капилляры в организме выполняют обменную функцию – они осуществляют транскапиллярный обмен газов, питательных и пластических веществ, продуктов метаболизма и жидкости в организме.

Обменную функцию капилляры выполняют благодаря особому строению стенки и особенностей капиллярного кровотока.

Транскапиллярный обмен веществ осуществляется путем:

1. диффузии;

2. фильтрации – реабсорбции;

3. микропиноцитоза.

Диффузия – скорость диффузии настолько высока, что при прохождении крови через капилляры жидкость плазмы успевает 40 раз полностью обменяться с жидкостью межклеточного пространства. Т.о. две эти жидкости постоянно перемешиваются. Скорость диффузии через общую обменную поверхность организма составляет около 60л/ 85000л/ сутки.

Механизмы диффузии:

Водорастворимые вещества типа Na+, Cl-, глюкозе диффундируют исключительно через заполненные водой поры. Проницаемость мембраны капилляров для этих веществ зависит от соотношения диаметров поры и размеров молекул.

Жирорастворимые вещества (СО2, О2) диффундируют через эндотелиальные клетки. Поскольку диффузия этих веществ идет по всей поверхности мембраны капилляров, скорость их транспорта выше, чем водорастворимых веществ.

Крупные молекулы не способны проникать через поры капилляров могут переноситься через стенку капилляров путем пиноцитоза . При этом мембрана клетки капилляров инвагинирует, образуя вакуоль, окружающую молекулу; затем на противоположной стороне клетки обратный процесс эмиоцитоз.

Фильтрация – реабсорбция.

Интенсивность фильтрации и реабсорбции в капиллярах определяется следующими параметрами:

гидростатическое давление крови в капиллярах (Ргк);

гидростатическое давление тканевой жидкости (Ргт);

онкотическое давление белков и плазмы (Рок);

онкотическое давление тканевой жидкости (Рот);

коэффициент фильтрации.

Под действием жидкости, фильтрующейся за 1мин (V) можно вычислить следующим образом:

V = [(Ргк+Рот) - (Ргт+Рок)] · К

Если V положителен, то происходит фильтрация, а если отрицателен – реабсорбция.

Коэффициент фильтрации капилляров соответствует проницаемости капилярной стенки для изотонических растворов (в 1мл жидкости на!мм Hg на 100г ткани в 1мин при tº 37ºC).

Ргк в начале капилляра ~ 35-40мм Hg, а в конце 15-20мм Hg.

Ргт ~ 3мм Hg.

Рок = 25мм Hg.

Рот = 4,5мм Hg.

Следуя этим показателям можно вычислить фильтрационное и эффективное реабсорбционное давление: 9мм Hg и -6мм Hg.

Фильтрация возрастает:

при общем увеличении кровяного давления;

при расширении резистивных сосудов во время мышечной деятельности;

при переходе в вертикальное положение;

при увеличении объема крови вследствие вливания резистивных растворов;

при повышении венозного давления (например, при сердечной недостаточности);

при снижении онкотического давления и плазмы (гипопротеинемии);

Реабсорбция увеличивается :

при снижении кровяного давления;

сужении резистивных сосудов;

кровопотере и т.д.;

увеличении онкотического давления плазмы.

Выход жидкости (в капилляры/тканевую жидкость) зависит от проницаемости капилляров.

Строение лимфатической системы .

Лимфатическая система – это дополнительная дренажная система, по которой тканевая жидкость оттекает в правое русло.

Основные функции лимфатической системы :

дренажная;

всасывательная;

транспортно-элиминативная;

защитная;

фагоцитоз.

Лимфатическая система представляет собой древовидную систему сосудов. Начинается лимфатическая система широко ветвящимися лимфатическими капиллярами во всех тканях, кроме мозга, хрусталика, роговицы, стекловидного тела, плаценты (Филимонов), поверхностных слоев кожи, ЦНС и костной ткани (Шмидт, Тэвс). Эти капилляры в отличии от кровеносных замкнуты, имеют слепой конец. Лимфатические капилляры собираются в более крупные сосуды. Крупные лимфатические сосуды образуют лимфатические стволы и протоки, отводящие лимфу в венозную систему. Главные лимфатические сосуды, открывающиеся в вены, - это грудной и правый лимфатические протоки. Лимфатическую систему, т.о. можно рассматривать как часть сосудистой системы, но циркуляции лимфы как таковой нет, скорее можно сказать, что это дренажная система, которая возвращает в кровь избыток жидкости, просачивается из системных капилляров.

Кровь → интерстиции → лимфа → кровь.

Стенки лимфатических капилляров покрыты однослойным эпителием.

Основными путями попадания крупно- и жидкодисперсных частиц в просвет лимфатических капилляров являются:

места соединения эндотелия клеток;

пиноцитозные пузырьки;

цитоплазма эндотелиальных клеток.

Когда гидростатическое давление в тканях становится выше, чем в лимфатическом капилляре, проникающая в него жидкость растягивает межэндотелиальные соединения и открывает доступ крупным молекулам в лимфатический капилляр. Этому содействует повышение осмотического давления в интерстиции за счет накопления продуктов метаболизма.

Основной функцией метаболической системы является резорбция из интерстиции белков и других веществ, вышедших из кровеносного русла и неспособных вновь вернуться в кровоток через кровеносные капилляры, и транспортировка по лимфатической системе в венозную систему – регулирует экстраваскулярное обращение плазменных белков (общее количество белка, поступающее с лимфой в кровь – 100г количества в сутки).

Макромолекулы 3-50мкм проникают в просвет лимфатических капилляров через эндотелий клетки с помощью пиноцитозные пузырьков или везикул (белки, хиломикроны, жидкость ионы).

Лимфатические сосуды отличаются от кровеносных чередованием расширений и сужений, придающих им сходство им сходство с четками. В области сужений стенка лимфатического сосуда имеет клапаны. Клапаны обеспечивают однонаправленный ток лимфы (от периферии к центру). Часть лимфатического сосуда между двумя клапанами называется лимфангион или клапанный сегмент . В лимфангионе различают мышце содержащую часть или мышечную манжетку, и область прикрепления клапана, в которой мускулатура развита слабо или отсутствует. Мышечным элементам лимфатических сосудов свойственна автоматическая активность. Она может модулироваться модулирующими влияниями: нервным, гуморальным, механическим (растяжение) повышение t°.

В стенках более крупных лимфатических сосудов имеются гладкомышечные клетки и такие же клапаны как в венах.

По ходу лимфатических сосудов расположены лимфатические узлы. У человека их примерно 460.

Функции лимфатических узлов:

гемопоэтическая;

защитно-фильтрационная;

обменная;

резервуарная - при венозном застое лимфатические узлы увеличиваются на 40-50%;

пропульсивная – содержат гладкомышечные элементы и могут сокращаться под воздействием нейрогуморальных и местных влияний.

Лимфатические узлы выполняют роль механического и биологического фильтра: задерживают поступление в кровь инородных частиц, бактерий, клеток злокачественных опухолей, токсинов, чужеродных белков.

Лимфатические узлы содержат фагоцитарные клетки, разрушающие чужеродные вещества. Они такие вырабатывают лимфоциты и плазматические клетки и синтезируют антитела.

Содержимое двух больших терминальных каналов – правого и левого грудных протоков – поступает, соответственно в правую и левую подключичные вены у их соединения с яремными венами.

Лимфаток осуществляется медленно. Его величина может существенно изменяться. У человека в грудном протоке – 0,4-1,3 мл/кг/мин. В среднем – 11 мл/ч.

Ток лимфы зависит:

от внесосудистых факторов:

сокращения скелетной мышцы;

перистальтики кишечника;

дыхательных экскурсий грудной клетки;

пульсаций рядом лежащих артерий;

от внутрисосудистых:

• лимфообразования;

  сократительной активности стенок лимфатических сосудов.

Регуляция лимфатока.

Мышечная и адвентициальная оболочка лимфатических сосудов иннервируется вегетативными нервными волокнами, адренергическими и холенергическими. Интенсивность иннервации лимфатических сосудов в 2-2,5 раз слабее, чем артерий.

Грудной проток, брыжеечные лимфатические сосуды имеют двойную иннервацию – симпатическую и парасимпатическую; крупные лимфатические сосуды конечностей – иннервируются только симпатическим отделом в нервной системе.

Повышение автоматической активности мышечных элементов лимфатических сосудов происходит при активации ά – адренорецепторов мембраны миоцитов.

По мере укрупнения лимфатических сосудов в них увеличивается удельный вес базальной мембраны, гладкой мускулатуры, увеличивается количество эластических и коллагеновых волокон, уплотняются межэндотелиальные щели. Поэтому проницаемость лимфатических сосудов уменьшается от периферии к центру.

Лимфацитопоэтическая функция лимфатической системы обеспечивается деятельностью лимфатических узлов. В ни осуществляется продукция лимфоцитов, которые поступают в лимфатические и кровеносные сосуды. До и после узлов содержание лимфоцитов различно: 200-300 лимфоцитов в/МКЛ в периферической лимфе 2000 лимфоцитов/МКЛ - в грудном протоке и других коллекторных лимфатических сосудов.

В лимфатических узлах образуются плазматические клетки, вырабатывающие антитела.

Находятся В- и Т-лимфоциты, ответственные за гуморальный и клеточный иммунитет.

Барьерная функция: функция механического фильтра из ретикулярных волокон и ретикулярных клеток, находящиеся в просвете синусов. Функцию биологического фильтра - осуществляют клетки лимфоидной ткани лимфатических узлов.

Торможение ритма спонтанных сокращений лимфатической системы осуществляется:

посредством выделения АТФ;

активация β-адренорецепторов.

Адреналин – усиление тока лимфы.

Гистамин – внутривенное введение – усиливает ток лимфы, повышает проницаемость лимфатических сосудов.

Гепарин – действует на лимфатические сосуды аналогично гистамину.

Серотонин – вызывает сокращение грудных протоков (эффект превышает эффект гистамина).

Снижение содержания Са++ - в бескальциевой среде сокращение сосудов прекращается (или при блокаде Са++-каналов).

Гипоксия – снижает активность сократительных элементов лимфатических сосудов.

Наркоз – подавляет ритмическую сократительную активность лимфатических сосудов.

Величина лимфатока может быть различной. В среднем у человека в покое она составляет 11мл/час или 1/3000 сердечного выброса. Однако, хотя лимфоток и невелик, он очень важен для освобождения тканей от избыточной жидкости. Если лимфы образуется больше, чем оттекает, то жидкость задерживается в тканях, и возникает отёк. Отеки могут быть очень тяжелыми.

При тропическом заболевании филяриатозе личинки нематод, передаваемые человеку – москитами, проникают в лимфатическую систему и забивают лимфатические сосуды. В некоторых случаях при этом полностью прекращается лимфоток от пораженных участков тела, а они отекают. Затронутые конечности достигают огромных размеров, уплотняются и становятся похожими на ноги слона; отсюда название такого состояния – слоновая болезнь, или элефантиаз.

Краткая структурно-функциональная характеристика лимфатической части микроциркуляторного русла.

Поскольку лимфа почти бесцветна, разглядеть лимфатические сосуды нелегко. Поэтому, хотя лимфатическая система была впервые описана около 400лет назад, она далеко не столь хорошо изучена, как сердечно-сосудистая система.

Лимфатическая система представляет собой древовидную систему сосудов, мельчайшие ветви которой – лимфатические капилляры – слепо заканчивающиеся во всех тканях. В эти капилляры жидкость оттекает из интерстициального пространства.

Лимфатическую систему можно рассматривать как часть сосудистой системы, но циркуляции лимфы, как таковой нет; скорее можно сказать, что это дренажная система, которая возвращает в кровь избыток жидкости, просочившейся из капилляров системы.

Микроциркуляторное русло – является функциональной системой, задачей которой является обеспечение жизнедеятельности органов в соответствии с их физиологическим состоянием.

Средняя линейная скорость капиллярного кровотока у млекопитающих 0,5-1мм/сек. Т.о. время контакта каждого эритроцита со стенкой капилляра длиной 100мкм не превышает 0,15сек.

Кровяное давление зависит от сокращения. На протяжении капилляров давление продолжает падать. Например, в артериальном отделе капилляра кожи человека КД 30, а в венулярноем – 10мм рт. ст. В капиллярах ногтевого ложа человека – 37мм рт. ст. В клубочках почки величина КД – 70-90мм рт. ст. КД в венулярном отделе все более снижается: на каждые 3,5см длины сосуда на 11мм рт. ст.

Скорость кровотока зависит от реологических свойств крови. Реологические свойства крови характеризуют закономерности продвижения крови и её отдельных форменных элементов в микрососудах (деформация и текучесть форменных элементов и плазмы крови и их отношение со стенками микрососудов).

Обмен в капиллярах.

Станка капилляра представляет собой полупроницаемую мембрану (вода и небелковые растворенные вещества свободно проходят через. Белки удерживаются внутри капилляра и создают онкотическое давление. В плазме млекопитающих это давление составляет 25мм рт. ст.).

Когда гидростатическое давление (кровяное) внутри капилляра больше онкотического, жидкость профильтровывается через стенку капилляров наружу; когда же внутренне гидростатическое давление опускается ниже онкотического, жидкость засасывается внутрь, кровяное давление в капилляре бывает различным, но на артериальном конце оно обычно выше, а на венозном ниже онкотического давления. В следствии этого на артериальном конце капилляра жидкость профильтровывается наружу, а на венозном конце входит обратно. Такое представление впервые было выдвинуто Старлингом (1896).

Количество жидкости, выходящее через стенки капилляров и количество, входящее обратно, благодаря онкотическому давлению, сильно входного на 2-4 л, и избыточная жидкость остается в интерстициальных пространствах. Эта жидкость – лимфа – медленно переходит в тонкие лимфатические сосуды – капилляры.

Процессу фильтрации через стенку капилляра способствует поршневой механизм прохождения через капилляр эритроцита. Вследствие закупорки артериального конца капилляра возникает небольшое снижение давления в его венозной части. После прохождения эритроцита давление в этом отрезке восстанавливается. Эритроцит в этом случае играет роль поршня.

Основной функцией микроциркуляторной системы является обеспечение местного кровоснабжения и транскапиллярного обмена. По функциональным признакам в микроциркуляторной системе различают начальный отдел системы, отдел притока, который в свою очередь разделяют на следующие звенья:

• 1) звено генерации давления кровотока;
• 2) звено передачи вдоль транспортного канала;
• 3) звено функционального распределения крови;
• 4) звено местного (транскапиллярноного) обмена и кровоснабжения органа; конечный отдел микроциркуляторной системы обеспечивает возврат крови (емкостный отдел).

Каждый отдел функциональной единицы микроциркуляторного русла имеет свои структурные и функциональные особенности.

1. Приносящие микрососуды . Это первый компонент микроциркуляторного русла. К нему относятся артериолы, терминальные артериолы, прекапиллярные сфинктеры и метартериолы, прекапилляры.

Артериолы - сосуды диаметром от 30 до 200 мкм. Эндотелиальная выстилка образована истонченными эндотелиальными клетками, соединяющимися путем черепицеобразного наложения и располагающимися на базальной мембране. За ней следует слой основного вещества с немногочисленными коллагеновыми и эластическими волокнами; местами обнаруживается внутренняя эластическая мембрана, прерывистость которой обусловлена наличием люков.

Гладкомышечный слой состоит из 2-3 слоев гладкомышечных клеток, имеющих различную ориентацию. Контакт между ними осуществляется за счет краевых цитоплазматических выпячиваний (nexus ), которые обеспечивают распространение возбуждения от одной клетки на другую, а также обмен веществ между ними (Gilula et al., 1972). Такие контакты мышечные клетки образуют между собой внутри одного и между несколькими слоями.

Адвентициальный слой представлен элементами рыхлой соединительной ткани. Границу сосудистой стенки составляет почти непрерывный слой фибробластов.

Терминальные артериолы диаметром 50-150 мкм имеют строение, аналогичное тому, что описано для всех артериол, однако их структурной особенностью является наличие лишь одного слоя ориентированных по спирали гладкомышечных клеток, а также увеличение числа контактов между ними, отсутствие эластической мембраны и появление миоэндотелиальных контактов, образованных цитоплазматическими выпячиваниями эндотелия. Эти связи послужили основанием для предположения о существовании обмена веществ между эндотелиальными и гладкомышечными клетками и рецепторной функцией эндотелия.

Прекапиллярные сфинктеры расположены в местах отхождения от терминальных артериол метартериол или непосредственно капилляров. Прекапиллярные сфинктеры представляют собой структуру, образованную двумя гладкомышечными клетками, расположенными друг против друга в месте отхождения от метартериолы прекапиллярной артериолы. В этой зоне имеется утолщение эндотелиальных клеток, выбухающих в просвет сосуда, что приводит к ограничению его просвета. Миоэндотелиальные контакты здесь весьма часты.

Метартериолы - сосуды диаметром 7-15 мкм с прерывистым слоем гладкомышечных клеток. По своей структуре они значительно приближаются к капиллярам.

2. Обменные микрососуды - капилляры . Капиллярная стенка микроциркуляторной сети различных областей имеет общий трехслойный тип строения; она представлена слоем эндотелиальных клеток, базальной мембраной с перицитами и адвентициальным перикапиллярным слоем. Но ультраструктура капилляров в различных органах имеет ряд существенных отличий. Эти отличия в основном касаются эндотелия и базальной мембраны, т. е. элементов, определяющих проницаемость и транскапиллярный обмен. По структуре эндотелия и базальных мембран различают три основных типа обменных сосудов, что имеет большое значение при анализе ультраструктурных основ проницаемости сосудов.

Тип I - «соматический» . Характеризуется непрерывностью слоя эндотелиальных клеток без каких-либо межклеточных или трансцеллюлярных каналов или пор. Под эндотелием располагается также непрерывная базальная мембрана. Капилляры этого типа имеют достаточно четко выраженный адвентициальный слой.

Тип II - «висцеральный». Отличается появлением в эндотелии трансцеллюлярных сквозных или слепых отверстий. Сквозные отверстия - поры, а слепые, затянутые тончайшими мембранами - фенестры (окна) или диафрагмированные поры. Кроме пор и фенестр, в этих сосудах имеются также каналикулярные поры, в виде коротких канальцев, возможно являющихся этапом образования собственно пор. Базальный и адвентициальный слои выражены слабее по сравнению с капиллярами I типа.

Тип III - синусы и синусоиды . Их особенностью является эндотелий с широкими межклеточными щелями, каналами или промежутками и прерывистость или полное отсутствие базальной мембраны.

Выделение трех основных типов капилляров не отражает всего многообразия их строения, тем более что в одном органе возможно существование различных типов капилляров, и состояние капиллярной стенки в значительной степени связано с активной деятельностью эндотелиальной поверхности и действием различных биологически активных веществ, выделяемых тучными клетками, базофилами и образующихся в тканях как в норме, так и при патологии.

Ранее были описаны основные нейрогенные и миогенные механизмы регуляции сосудистого тонуса, в том числе и сосудов микроциркуляторного русла. Дополнительно рассмотрим некоторые особенности регуляторных механизмов, характерных только для микрососудов.

Характерной особенностью микроциркуляторных сосудов является прерывистость движения крови в отдельных капиллярах, что, по-видимому, обусловливает оптимальные условия тканевого гомеостаза. Это в значительной мере связано с вазомоциями, т. е. спонтанным периодическим сужением и расширением просвета «прекапиллярных сфинктеров» и метартериол. Фазы сокращения и расслабления длятся от нескольких секунд до нескольких минут. Фаза дилатации более продолжительна. Вазомоции обусловлены сосудистой реактивностью и сократимостью, изменяющимися под влиянием общего тканевого метаболизма и связанного с ним освобождения гуморальных медиаторов и вазоактивных метаболитов. Вазомоции сохраняются и после выключения нервной регуляции с определенным ритмом, обусловленным характером функции сосудов при данных условиях. Ритм вазомоции обеспечивает ауторегуляцию микроциркуляторной системы за счет спонтанной активности гладкомышечных клеток сосудов.

В условиях физиологии и патологии отмечается широкий диапазон изменений количества функционирующих капилляров. Число открытых капилляров определяет функциональную емкость капиллярного русла, а следовательно, и величину объемного кровотока и транскапиллярного обмена. Количество капилляров у человека около 2 млрд., а общая протяженность - 8000 км.

Количество функционирующих капилляров является весьма динамичным показателем. Оно определяется деятельностью прекапиллярных сфинктеров, функция которых контролируется по принципу обратной связи тканевыми метаболитами. В условиях покоя мышечный тонус прекапиллярных сфинктеров высокий и значительная часть капилляров не перфузируется. При активной функции ткани или органа образуются метаболиты, которые вызывают расширение прекапиллярного сфинктера, кровоток увеличивается, раскрывается и перфузируется большое число капилляров.

Изучение тонкого биохимического ауторегуляторного механизма, обеспечивающего состояние прекапиллярного сфинктера, позволило сделать предположение о важной роли метаболической ауторегуляции актомиозина гладких мышц прекапиллярных сфинктеров при помощи АТФ и АМФ. Количество функционирующих капилляров, возможно, зависит и от величины венозного посткапиллярного оттока, так как повышение сопротивления току крови в капиллярах может лимитировать поступление в них крови. Таким образом, количество активных капилляров определяется соотношением артериального и венозного давления на уровне устья прекапиллярного сфинктера. Чем больше различие между ними, тем большее количество капилляров функционирует.

Количество открытых капилляров регулируется не только гемодинамическими факторами, но и различными факторами местной среды, нейромедиаторами и гормонами, однако преимущественное воздействие этих гуморальных факторов непрямое - через гладкомышечные клетки пре- и посткапиллярных микрососудов. Однако возможно и прямое их влияние на капиллярную стенку с активным изменением просвета капилляров путем воздействия на контрактильный аппарат эндотелиальных клеток, коллоиды и другие структуры сосудистой стенки.

3. Отводящие сосуды , венозные микрососуды представлены посткапиллярными венулами, коллекторными (собирательными) венулами и мелкими венами.

Посткапиллярные венулы имеют чрезвычайно истонченный эндотелий, прерывистый слой перицитов заключен в листке базальной мембраны, адвентициальный слой достаточно рыхлый с отдельными фибробластами и волоконными элементами. Этот отрезок микроциркуляторного русла по существу является диффузионным отделом системы микроциркуляции.

Коллекторные (емкостные) венулы характеризуются более оформленным адвентициальным слоем и утолщением эндотелия. Они выполняют емкостную (коллекторную) функцию венозного отдела системы микроциркуляции. В более крупных коллекторных вену-лах появляются элементы мышечного слоя; эти крупные венулы затем переходят в мелкие вены.

В системе отводящих емкостных сосудов происходит нарастающее увеличение просвета. Большая емкостная подвижность коллекторной сети является одной из основ автоматического регулирования уровня капиллярной фильтрации в физиологических условиях и играет важную роль в развитии патологии микроциркуляции.

Рефлекторная регуляция системного артериального кровотока

Все рефлексы, посредством которых регулируется тонус сосудов и деятельность сердца, делятся на собственные и сопряженные. Собственными являются рефлексы, возникающие при раздражении рецепторов сосудистых рефлексогенных зон. Главные из них рефлексогенные зоны дуги аорты и каротидных синусов. Там расположены баро- и хеморецепторы. От рецепторов дуги аорты идет нерв депрессор, а от синокаротидных зон нерв Геринга. При увеличении артериального давления барорецепторы возбуждаются. От них импульсы по этим афферентным нервам идут в к бульбарному сосудодвигательному центру. Его прессорный отдел тормозится. Частота нервных импульсов, идущих к спинальным центрам и по симпатическим вазоконстрикторам к сосудам уменьшается. Сосуды расширяются. При понижении артериального давления количество импульсов идущих от барорецепторов к прессорному отделу уменьшается. Активность его нейронов растет, сосуды суживаются давление повышается.

Хеморецепторы образуют аортальный и каротидный клубочки. Они реагируют на содержание углекислого газа и изменение реакции крови. При повышении концентрации углекислого газа или сдвиге реакции крови в кислую сторону, эти рецепторы возбуждаются. Импульсы от них по афферентным нервам идут к прессорному отделу сосудодвигательного центра. Его активность возрастает, сосуды суживаются. Скорость кровотока, а следовательно выведения углекислого газа и кислых продуктов повышается.

Барорецепторы имеются и в сосудах малого круга. В частности в легочной артерии. При повышении давления в сосудах малого круга возникает депрессорный рефлекс Парина-Швигка. Сосуды расширяются, артериальное давление снижается, сердцебиения урежаются.

Сопряженными называют рефлексы, возникающие при возбуждении рецепторов, расположенных вне сосудистого русла. Например, при охлаждении или болевом раздражении рецепторов кожи сосуды суживаются. При очень сильном болевом раздражении они расширяются, возникает сосудистый коллапс. При ухудшении кровоснабжения мозга увеличивается концентрация углекислого газа и катионов водорода в нем. Они воздействуют на хеморецепторы ствола мозга. Активируются нейроны прессорного отдела, сосуды суживаются, происходит компенсаторный рост артериального давления.

Микроциркуляторным руслом является комплекс микрососудов, составляющих обменно-транспортную систему. К нему относятся артериолы, прекапиллярные артериолы, капилляры, посткапиллярные венулы, венулы и артериовенозные анастомозы. Артериолы постепенно уменьшаются в диаметре и переходят в прекапиллярные артериолы. Первые имеют диаметр 20-40 мкм, вторые 12-15 мкм. В стенке артериол имеется хорошо выраженный слой гладкомышечных клеток. Их основной функцией является регуляция капиллярного кровотока. Уменьшение диаметра артериол всего на 5% приводит к возрастанию периферического сопротивления кровотоку на 20%. Кроме того, артериолы образуют гемодинамический барьер, который необходим для замедления кровотока и нормального транскапиллярного обмена.

Капилляры являются центральным звеном микроциркуляторного русла. Их диаметр в среднем 7-8 мкм. Стенка капилляров образована одним слоем эндотелиоцитов. В отдельных участках имеются отросчатые перициты. Они обеспечивают рост и восстановление эндотелиоцитов. По строению капилляры делятся на три типа:

1. Капилляры соматического типа (сплошные). Их стенка состоит из непрерывного слоя эндотелиоцитов. Она легко проницаема для воды, растворенных в ней ионов, низкомолекулярных веществ и непроницаема для белковых молекул. Такие капилляры находятся в коже, скелетных мышцах, легких, миокарде, мозге.

2. Капилляры висцерального типа (окончатые). Имеют в эндотелии фенестры (оконца). Этот тип капилляров обнаружен в органах, которые служат для выделения и всасывания больших количеств воды с растворенными в ней веществами. Это пищеварительные и эндокринные железы, кишечник, почки.

3. Капилляры синусоидного типа (не сплошные). Находятся в костном мозге, печени, селезенке. Их эндотелиоциты отделены друг от друга щелями. Поэтому стенка этих капилляров проницаема не только для белков плазмы, но и для клеток крови.

У некоторых капилляров в месте ответвления от артериол находится капиллярный сфинктер. Он состоит из 1-2 гладкомышечных клеток, образующих кольцо на устье капилляра. Сфинктеры служат для регуляции местного капиллярного кровотока.

Основной функцией капилляров является транскапиллярный обмен, обеспечивающий водно-солевой, газовый обмен и метаболизм клеток. Общая обменная капилляров составляет около 1000 м 2 . Однако количество капилляров в органах и тканях неодинаково. Например в 1 мм 3 мозга, почек, печени, миокарда около 2500-3000 капилляров. В скелетных мышцах от 300 до 1000.

Обмен осуществляется путем диффузии, фильтрации-абсорбции и микропиноцитоза. Наибольшую роль в транскапиллярном обмене воды и растворенных в ней веществ играет двусторонняя диффузия. Ее скорость около 60 литров в минуту. С помощью диффузии обмениваются молекулы воды, неорганические ионы, кислород, углекислый газ, алкоголь и глюкоза. Диффузия происходит через заполненные водой поры эндотелия. Фильтрация и абсорбция связаны с разностью гидростатического и онкотического давления крови и тканевой жидкости. В артериальном конце капилляров гидростатическое давление составляет 25-30 мм.рт.ст., а онкотическое давление белков плазмы 20-25 мм.рт.ст. Т.е. возникает положительная разность давлений около +5 мм.рт.ст. Гидростатическое давление тканевой жидкости около 0, а онкотическое около 3 мм.рт.ст. Т.е. разность давлений здесь -3 мм.рт.ст. Суммарный градиент давления направлен из капилляров. Поэтому вода с растворенными веществами переходит в межклеточное пространство. Гидростатическое давление в венозном конце капилляров 8-12 мм.рт.ст. Поэтому разность онкотического и гидростатического давления составляет -10-15 мм.рт.ст. при той же разности в тканевой жидкости. Направление градиента в капилляры. Вода абсорбируется в них (схема). Возможен транскапиллярный обмен против концентрационных градиентов. В эндотелиоцитах имеются везикулы. Они расположенные в цитозоле и фиксированы в клеточной мембране. В каждой клетке около 500 таких везикул. С их помощью происходит транспорт из капилляров в тканевую жидкость и наоборот крупных молекул, например, белковых. Этот механизм требует затрат энергии, поэтому относится к активному транспорту.

В состоянии покоя кровь циркулирует лишь по 25-30% всех капилляров. Их называют дежурными. При изменении функционального состояния организма количество функционирующих капилляров возрастает. Например в работающих скелетных мышцах оно увеличивается в 50-60 раз. В результате обменная поверхность капилляров возрастает в 50-100 раз. Возникает рабочая гиперемия. Но наиболее выраженная рабочая гиперемия наблюдается в мозге, сердце, печени, почках. Значительно возрастает количество функционирующих капилляров и после временного прекращения кровотока в них. Например после временного сдавления артерии. Такое явление называется реактивной или постокклюзионной гиперемией. Кроме того, наблюдается ауторегуляторная реакция. Это поддержание постоянства кровотока в капиллярах при снижении или повышении системного артериального давления. Такая реакция связана с тем, что при повышении давления гладкие мышцы сосудов сокращаются и их просвет уменьшается. При понижении наблюдается обратная картина.

Регуляции кровотока в микроциркуляторном русле осуществляется с помощью местных, гуморальных и нервных механизмов, влияющих на просвет артериол. К местным относятся факторы оказывающие прямое влияние на мускулатуру артериол. Эти факторы также называются метаболическими, т.к. участвуют в клеточном метаболизме. При недостатке в тканях кислорода, повышении концентрации углекислого газа, протонов, под влиянием АТФ, АДФ, АМФ происходит расширение сосудов. С этими метаболическими сдвигами связана реактивная гиперемия. Гуморальное влияние на сосуды микроциркуляторного русла оказывает ряд веществ. Гистамин вызывает местное расширение артериол и венул. Адреналин, в зависимости от характера рецепторного аппарат гладкомышечных клеток, может вызывать и сужение и расширение сосудов. Брадикинин, образующийся из белков плазмы кининогенов под влиянием фермента калликреина, также расширяет сосуды. Оказывают влияние на артериолы и расслабляющие факторы эндотелиоцитов. К ним относятся окись азота, белок эндотелин и некоторые другие вещества. Симпатические вазоконстрикторы иннервируют мелкие артерии и артериолы кожи, скелетных мышц, почек, органов брюшной полости. Поэтому они участвуют в регуляции тонуса этих сосудов. Мелкие сосуды наружных половых органов, твердой мозговой оболочки, желез пищеварительного тракта иннервируются сосудорасширяющими парасимпатическими нервами.

Интенсивность транскапиллярного обмена главным образом определяется количеством функционирующих капилляров. Вместе с тем, проницаемость капиллярной стенки повышают гистамин и брадикинин.

Допущено
Всероссийским учебно - методическим центром
по непрерывному медицинскому и фармацевтическому образованию
Министерства здравоохранения Российской Федерации
в качестве учебника для студентов медицинских институтов

10.1. Структурно-функциональные аспекты и физиология микроциркуляции

Микроциркуляторное звено - ключевое. Работа сердца и всех отделов сердечно-сосудистой системы приспособлены к созданию оптимальных условий для микроциркуляции (низкое и постоянное АД, кровоток обеспечен наилучшими условиями для поступления продуктов обмена, жидкости в кровяное русло из клеток и наоборот).

1. Артериолы - приносящие сосуды. Внутренний диаметр - 40 нм, метартериолы - 20 нм, прекапиллярные сфинктеры - 10 нм. Для всех характерно наличие выраженной мышечной оболочки, поэтому они называются резистивными сосудами. Прекапиллярный сфинктер расположен в месте отхождения от метартериолы прекапилляра. В результате сокращения и расслабления прекапиллярного сфинктера достигается регуляция кровенаполнения ложа, следующего за прекапилляром.
2. Капилляры - обменные сосуды. К этому компоненту русла микроциркуляции относятся капилляры, в некоторых органах они из-за своеобразной формы и функции называются синусоидами (печень, селезенка, костный мозг). Согласно современным представлениям, капилляр - тонкая трубка диаметром 2-20 нм, образованная одним слоем эндотелиальных клеток, без мышечных клеток. Капилляры ответвляются от артериол, могут расширяться и сужаться, т.е. изменять свой диаметр независимо от реакции артериол. Число капилляров равняется приблизительно 40 миллиардам, общая протяженность - 800 км, площадь - 1000 м 2 , каждая клетка удалена от капилляра не более чем на 50-100 нм.
3. Венулы - отводящие сосуды диаметром около 30 нм. В стенках гораздо меньше мышечных клеток по сравнению с артериолами. Особенности гемодинамики в венозном отделе обусловлены наличием в венулах диаметром 50 нм и больше, клапанов, препятствующих обратному кровотоку. Тонкостенность венул и вен, большое их количество (в 2 раза больше, чем приносящих сосудов) создает огромные предпосылки для депонирования и перераспределения крови из резистивного русла в емкостное.
4. Сосудистые мостики - "обводные каналы" между артериолами и венулами. Обнаружены почти во всех частях тела. Поскольку эти образования встречаются исключительно на уровне микроциркуляторного русла, более правильно называть их " артериоло-венулярными анастомозами ", их диаметр - 20-35 нм, на ткани площадью 1,6 см 2 регистрируется от 25 до 55 анастомозов.

Физиология микроциркуляции. Главная функция - транскапиллярный обмен газами и химическими веществами. Зависит от следующих факторов:

1. Скорости кровотока в микроциркуляторном русле. Линейная скорость кровотока в аорте и крупных артериях человека - 400-800 мм/сек. В русле она много меньше: в артериолах - 1,5 мм/сек; в капиллярах - 0,5 мм/сек; в крупных венах - 300 мм/сек. Таким образом, линейная скорость кровотока прогрессивно снижается от аорты к капиллярам (в связи с повышением площади поперечного сечения кровяного русла и снижением АД), затем скорость кровотока вновь повышается по направлению тока крови к сердцу.
2. Кровяное давление в русле микроциркуляции. Так как линейная скорость кровотока прямо пропорциональна АД, то по мере разветвления кровяного русла от сердца к капиллярам АД снижается. В крупных артериях оно составляет 150 мм рт ст, в русле микроциркуляции - 30 мм рт ст, в венозном отделе - 10 мм рт ст.
3. Вазомоции - реакция спонтанного сужения и расширения просвета метартериол и прекапиллярных сфинктеров. Фазы - от нескольких секунд до нескольких минут. Определяются изменениями в содержании тканевых гормонов: гистамина, серотонина, ацетилхолина, кининов, лейкотриенов, простагландинов.
4. Проницаемости капилляров. В центре внимания - проблема проницаемости биомембран капиллярной стенки. Силами перехода веществ и газов через капиллярную стенку являются:
   • диффузия - взаимное проникновение веществ в сторону меньшей концентрации для равномерного распределения О 2 и СО 2 , ионов с молекулярной массой меньше 500. Молекулы с большей молекулярной массой (белки) не диффундируют через мембрану. Они переносятся с помощью других механизмов;
   • фильтрация - проникновение веществ через биомембрану под влиянием давления, равного разнице между гидростатическим давлением (Р гидр. , выталкивающее вещества из сосудов) и онкотическим давлением (Р онк, удерживающее жидкость в сосудистом русле). В капиллярах Р гидр. несколько выше Р онк. Если Р гидр. , выше Р онк, идет фильтрация (выход из капилляров в межклеточное пространство), если оно ниже Р онк - идет абсорбция. Но и фильтрация обеспечивает переход через биомембрану капилляров только веществ с молекулярной массой менее 5000;
   • микровезикулярный транспорт или транспорт через большие поры - перенос веществ с молекулярной массой более 5000 (белки). Осуществляется с помощью фундаментального биологического процесса микропиноцитоза. Суть процесса: микрочастицы (белки) и растворы поглощаются пузырьками биомембраны капиллярной стенки и переносятся через нее в межклеточное пространство. Фактически это напоминает фагоцитоз. Физиологическая значимость микропиноцитоза видна из того, что, согласно расчетным данным, за 35 минут эндотелий русла микроциркуляции с помощью микропиноцитоза может перенести в прекапиллярное пространство объем плазмы, равный объему капиллярного русла!

10.2. Гемореология и микроциркуляция

Гемореология - наука о влиянии элементов крови и взаимодействии их со стенками капилляров на кровоток.

10.2.1. Влияние элементов крови: взаимодействие между собой (агрегация) и влияние на кровоток

Вязкость крови обусловлена молекулярными силами сцепления между слоями крови, форменными элементами крови и стенкой сосудов.

Наибольшее влияние на вязкость крови оказывают:

• белки крови и особенно фибриноген (повышение фибриногена повышает вязкость крови);
• эритроцитарный гематокрит (Ht) = объем эритроцитов в %

Повышение Ht наблюдается при повышении вязкости крови. При многих патологических состояниях (коронарная недостаточность, тромбоз) вязкость крови повышается. При анемиях, естественно, вязкость крови падает, так как число эритроцитов снижается.

Механизм влияния. Почему эритроциты, а также и тромбоциты влияют на вязкость крови? На поверхности эритроцитов и тромбоцитов отрицательный дзета-потенциал, поэтому одноименно заряженные эритроциты и тромбоциты, несущие на своей наружной мембране отрицательный потенциал, отталкиваются друг от друга (так называемая электрокинетическая активность). Это феномен лежит в основе СОЭ.

Повышение в крови содержания высокомолекулярных белков, в том числе фибриногена, приводит к падению потенциала на поверхности эритроцитов, поэтому они, отталкиваясь уже слабее, агрегируют в "монетные столбики" (так же действуют АДФ, тромбин, норадреналин). Гепарин, наоборот, повышает электрокинетическую активность и ускоряет кровоток в русле микроциркуляции.

10.2.2. Влияние взаимодействия со стенкой капилляров

При движении крови по капилляру между центральной движущейся частью эритроцитов и стенкой капилляра образуется неподвижный пристеночный слой, по-видимому, играющий роль смазки.

В норме форменные элементы крови свободно продвигаются, не прилипая к стенкам сосуда. При повреждении эндотелия к нему сразу прилипают "тромбоциты" (атеросклероз, механическая травма, воспалительные повреждения стенок капилляров).

Вероятно, это можно рассматривать как явление защитное, гомеостатическое, так как тромбоциты закрывают дефект. При образовании тромба возможно опасное ограничение кровотока, отрыв тромба и эмболия, что является патологическим состоянием.

10.2.3. Факторы регуляции микроциркуляции

Факторы регуляции микроциркуляции направлены на: а) изменение тонуса сосудов и б) на изменение проницаемости.

Артериолы и венулы:

1. Нервная система и ее медиаторы норадреналин и ацетилхолин осуществляет регуляцию на уровне артериол и венул. Норадреналин оказывает преимущественно вазоконстрикторное действие, ацетилхолин - вазодилятаторное.
2. Эндокринная система - ангиотензин, вазопрессин оказывает вазоконстрикторное действие.

Прекапиллярные сфинктеры:

1. Нервная регуляция отсутствует.
2. Тонус н диаметр изменяются местными тканевыми гормонами тучных клеток и базофилов при их дегрануляции: гистамином (вазодилятация и повышение проницаемости капилляров), серотонином (преимущественно вазоконстрикция), лейкотриенами (вазоконстрикция), простагландинами (простациклин - констрикция, тромбоксан А2 - дилятация), кининами (вазодилятация и повышение проницаемости). Все эти гормоны называются местными, так как они образуются местно, в тканях. Действие их кратковременное, потому что они быстро разрушаются с периодом полураспада в сек/мин.

Примеры типичного развития событий:

• расширенпе резистивных сосудов микроцпркуляции(вазодилятацня) снижение АД снижение скорости линейного кровотока - замедление кровотока маятникообразные движения и остановка кровотока;
• повышение проницаемости сосудов - плазмопотеря, сгущение крови, повышение вязкости, замедление кровотока, стаз. С повышением проницаемости - выход эритроцитов - геморрагии.

10.2.3. Общая патология микроциркуляции

Нумерация дана в соответствии с первоисточником

В связи с тем, что нарушение микроциркуляции включается как важное патогенетическое звено в ряд типических патологических процессов и во многие патологические процессы в органах и системах, знание расстройств микроциркуляции необходимо для врачей различных специальностей.

Причины расстройств микроциркуляции:

1. Внутрисосудистые изменения.
2. Изменения самих сосудов.
3. Внесосудистые изменения.

10.2.3.1. Внутрисосудистые изменения как причина нарушений микроциркуляции

1. Дегрануляция базофилов приводит к выделению БАВ и гепарина, которые влияют на тонус и проницаемость сосудов и свертывающие свойства крови (при воспалительных и аллергических реакциях).
2. Расстройства реологических свойств крови: 1-й патогенетический механизм связан с внутрисосудистой агрегацией эритроцитов (сладж) и замедлением капиллярного кровотока. Агрегация эритроцитов описана в трудах XVIII века по воспалению и в начале XX века была дана шведским ученым Фахреусом при изучении крови беременных женщин. Этот феномен лежит в основе определения СОЭ.

   В 1941-1945 гг. Кнайсли, Рлох описали крайнюю степень агрегации эритроцитов - сладж (в переводе - густая тина, грязь, ил). Следует различать агрегацию эритроцитов (обратима) и агглютинацию (необратима) - прилипание в результате иммунных конфликтов.

   Основные признаки сладжированной крови: прилипание друг к другу и к стенке сосудов эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, образование "монетных столбиков" и нарастание вязкости крови.

   Последствия сладжа: затруднение перфузии через русло микроциркуляции вплоть до остановки кровотока (маятникообразное движение крови, ведущее к гипоксии клеток, органа). Например, при пародонтозе в верхней части десны у коронки.

   Компенсаторная реакция. В условиях затруднения перфузии и тромбообразования раскрываются шунтирующие артериоло-венулярные анастомозы. Однако, полной компенсации не наступает и развивается нарушение многих органов, обусловленное гипоксией.

   Патогенетические принципы восстановления реологических свойств крови

   1. Введение низкомолекулярных декстранов (полиглюкин, реомакродекс).

      Механизм действия:

      • разведение крови (гемодилюция) и повышение онкотического давления за счет макромолекул этих углеводородов, влекущее переход жидкости из межклеточного вещества в сосуды;
      • повышение дзета-потенциала на эритроцитах, тромбоцитах;
      • закрытие поврежденной стенки эндотелия сосудов.
   2. Введение антикоагулянтов (гепарина), повышающих дзета-потенциал на мембранах эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов.
   3. Введение тромболитиков (фибринолизин).

Мы рассмотрели одну из внутрисосудистых причин расстройств микроциркуляции - агрегацию эритроцитов, а вторую причину, связанную с диссеминированным внутрисосудистым свертыванием (ДВС-синдром) при проникновении в кровоток тканевых факторов реакции свертывания крови с развитием внутрисосудистой коагуляции, мы разберем в главе 19 .

Большинство патологических состояний сопровождается внутрисосудистым свертыванием крови. При деструкции тканей из них в сосудистое русло вымывается тканевой тромбопластин (особенно им богата плацента, паренхиматозные органы). Попадая в кровоток, он запускает реакцию свертывания крови, что сопровождается формированием фибриновых сгустков, тромбов. Эта реакция ограничивает кровопотерю, поэтому относится к реакциям защитного, гомеостатического характера.

10.2.3.2. Расстройства микроциркуляции, связанные с патологическими изменением стенки сосудов

Виды патологических изменений стенки сосудов:

• повышение проницаемости мембран капилляров, связанное с действием БАВ (гистамин, кинины, лейкотриены) при лихорадке, воспалительных, иммунных и других повреждениях. Вследствие действия сил диффузии и фильтрации это приводит к значительному увеличению потери плазмы, а с ней и веществ с молекулярной массой более 5000, увеличению вязкости крови и прогрессирующей агрегации эритроцитов. Возникает стаз, приводящий к отеку ткани;
• крайней степенью высокой проницаемости является повреждение биомембран стенок микрососудов и прилипание к ним форменных элементов крови. Через 5-15 мин в области повреждения обнаруживается адгезия тромбоцитов. Прилипшие тромбоциты образуют "псевдоэндотелий", временно закрывающий дефект в эндотелиальной стенке (выстилка тромбоцитов). При более сильных повреждениях сосудистой стенки возникает диапедез форменных элементов крови и микрокровоизлияние.

10.2.3.3. Расстройства микроциркуляции, связанные с периваскулярными изменениями

Система микроциркуляции с ее центральной частью - капиллярами - составляет единое функциональное целое с клетками паренхимы и стромы органа.

Роль тучных клеток тканей в нарушении микроциркуляции при воздействии патологических факторов

Тучные клетки в силу того, что они расположены рядом с микрососудами или прямо в них (базофилы), оказывают наибольшее влияние на систему микроцпркуляции. Это связано с тем, что они являются депо БАВ (местных тканевых гормонов). Обычной их реакцией на повреждающий фактор является дегрануляцня, сопровождающаяся выбросом БАВ и гепарина. Влияние БАВ на микроциркуляцию связано с действием на тонус и проницаемость микрососудов, а гепарина - с антикоагуляционным действием;

Затруднение лимфообращения

Лимфатические капилляры играют дренажную, отводящую жидкость роль. При деформации лимфатических капилляров, например при переходе острого воспаления в хроническое, наступает облитерация (заращениe) лимфатических капилляров. Нарушение оттока жидкости и белка, повышение тканевого давления в межклеточной жидкости приводит к затруднению микроциркуляции, переходу жидкой части крови из русла в ткани, что имеет существенное значение в развитии отека в очаге поражения.

10.2.4. Нарушение микроциркуляции при типических патологических процессах

К типическим патологическим процессам относятся патологические реакции, протекающие однотипно у животных м человека. С одной стороны, это доказывает наше общее эволюционное происхождение, с другой стороны, позволяет ученым переносить результаты опытов с животных на человека. К типическим патологическим процессам относятся, например:

• воспаление:
• иммунные нарушения:
• опухолевый рост;
• ионизирующая радиация.

10.2.4.1. Нарушения микроциркуляции при местном поражении тканей

Результатом местного воздействия любого патологического агента на ткань является повреждение мембран лпзосом, выход их ферментов, вызывающих избыточное образование БАВ, например, кининов, либо через дегрануляцию тучных клеток, базофилов. Так как это регуляторы микроциркуляции, то при любом процессе, вызывающем повышение БАВ, будут отмечаться нарушения микроциркуляцни.

10.2.4.2. Воспаления и расстройства микроциркуляции

Как никакой другой процесс, воспаление связано с нарушениями микроциркуляции. БАВ вызывают:

• артериальную вазодилятацию в очаге воспаления (гиперемия);
• повышение проницаемости в очаге (отек, повышение вязкости крови, преимущественно в венулах, диапедез эритроцитов - микрокровоизлияния, лейкоцитов);
• прилипание тромбоцитов к стенкам эндотелия (тромб);
• агрегацию эритроцитов (замедление кровотока, стаз, сладжеобразование, гипоксия);

В завершающую стадию воспаления - пролиферацию - увеличена потребность в аминокислотах, кислороде для биосинтеза АТФ, чему препятствуют расстройства мпкроциркуляции. Поэтому очень важно восстановить эффективный кровоток в заживающей рано.

10.2.4.3. Ожоговая травма и микроциркуляция

Так как действие термического фактора также приводит к повреждению мембран лизосом (пускового звена воспаления), то эта проблема при ожоге переходит в более общую проблему воспаления, в данном случае неинфекцнонного воспаления.

Вначале в очаге ожога преимущественно, как и при воспалении, повреждаются венулы. Через несколько часов изменения проницаемости развиваются преимущественно в капиллярах. Развивается агрегация эритроцитов ("монетные столбики" или "зернистая икра"), приводящая к стазу, сладжу и гипоксии. Это состояние нарушения микроциркуляции, по существу, лежит и в основе ожогового шока.

10.2.4.4. ГЧНТ и ГЧЗТ и микроциркуляция

Описанная общепатологическая закономерность развития нарушении микроциркуляции прослеживается и при аллергических реакциях. Местом протекания реакций антиген-антитело или антиген-Т-лимфоцит киллер может быть система микроциркуляции. И вновь существенную роль здесь играет дегрануляция тучных клеток тканей и базофилов крови под влиянием иммунного комплекса с освобождением БАВ и гепарина. Выброс этих веществ ведет к патохимичееким нарушениям, в результате которых развивается комплекс тяжелых патофизиологических расстройств - шоковое состояние.

Мы разобрали 3 типических патологических процесса: воспаление, ожог, аллергические реакции. Все они в начальных фазах имеют свою специфику: этиологию и патогенез.Но теперь уже ни у кого не вызывает сомнения то, что нарушения мпкроциркуляции и, в конечном итоге, перфузии органов играют существенную роль в патогенезе и исходе воспалительного и шокового синдромов.