Каждой клетке организма требуется кислород. Он разносится по всему телу при помощи красных кровяных телец – эритроцитов .
Так как кислород не может попасть в кровь непосредственно через кожу, функцию подачи этого газа в организм выполняют легкие. Они поглощают кислород из воздуха и передают его в кровоток.
Где находятся легкие?
Легкие располагаются по обе стороны от сердца и заполняют собой грудную клетку. Каждое легкое взрослого человека весит чуть больше 400 г . Правое легкое немного тяжелее левого, поскольку последнему приходится делить место в груди с сердцем.
Легкие защищены грудной клеткой . Между ее ребер находятся мелкие мышцы, участвующие в процессе дыхания.
Под легкими находится диафрагма – куполообразное мышечное образование, которое отделяет грудную клетку от брюшной полости и тоже участвует в дыхании.
Из чего состоят легкие?
Оба легких состоят из долей: трех в правом и двух в левом. Ткань этого органа – это масса тонких трубочек бронхиол , которые завершаются крошечными воздушными мешочками – альвеолами .
В легких человека альвеол около 300 млн, а их общая площадь сравнима с размерами теннисного корта. У альвеол очень тонкие стенки, которые оплетают самые маленькие кровеносные сосуды в организме – капилляры .
Как происходит дыхание?
До рождения ребенок получает кислород непосредственно из крови своей мамы, поэтому его легкие заполнены жидкостью и не работают. В момент появления на свет малыш делает первый вдох, и с того момента его легкие трудятся без отдыха.
Дыхательный центр головного мозга постоянно получает сигналы о том, какое количество кислорода в каждый конкретный момент требуется организму.
Например, если человек спит, ему нужно гораздо меньше кислорода, чем тогда, когда он бежит за автобусом.
Мозг посылает сообщения по нервам к дыхательным мышцам, которые помогают регулировать объем воздуха, попадающего в легкие.
Как только этот сигнал поступает, диафрагма расправляется, а мышцы растягивают грудную клетку наружу и вверх. Это позволяет максимально увеличить объем, который могут занять легкие в грудной клетке.
При выдохе диафрагма и межреберные мышцы расслабляются, уменьшая объем грудной клетки. За счет этого воздух выталкивается из легких.
Что происходит во время вдоха?
Во время каждого вдоха воздух втягивается в нос или рот и идет вниз через гортань в трахею . Это «дыхательное горло» представляет собой трубку длиной около 10-15 см, которая разделяется на две трубочки – бронхи . По ним воздух поступает в правое и левое легкие.
Бронхи ветвятся на 15-25 тысяч мельчайших бронхиол, которые заканчиваются альвеолами.
Как кислород попадает в кровь?
Через тонкие стенки альвеол кислород попадает в кровеносные сосуды. Здесь его подхватывает «транспорт» – гемоглобин , который содержится в эритроцитах. В это же время в обратную сторону – в альвеолы – из крови поступает углекислый газ, который удаляется из организма при выдохе.
Насыщенная кислородом кровь отправляется из легких в левую часть сердца, откуда по артериям распределяется по телу. Как только кислород из крови израсходуется, кровь по венам поступает в правую часть сердца и оттуда – обратно в легкие.
Что еще делают легкие?
Каждый день легкие взрослого человека перекачивают около десяти тысяч литров воздуха .
С каждым вдохом в них поступает не только кислород, но и пыль, микробы и другие инородные объекты. Поэтому легкие также осуществляют функцию физической и химической обороны от нежелательных объектов из воздуха.
На стенках бронхов располагаются крохотные ворсинки, которые задерживают пыль и микробы . В стенках дыхательных путей специальные клетки производят слизь, которая помогает очищать и смазывать эти ворсинки. Загрязненная слизь выводится через бронхи наружу и откашливается.
Что мешает легким работать?
Нормальной работе легких нередко мешает сам их обладатель. Если он курит, мало двигается, обладает лишним весом и редко бывает на природе – функции легких нарушаются. , как сохранить свои легкие здоровым на долгие годы.
Самое важное
Легкие прекрасно приспособлены для выполнения сложной дыхательной функции и защиты организма от вредных веществ и микроорганизмов.
Тем не менее, этот отлаженный механизм легко повреждается, если человек курит или не лечит инфекцию дыхательных путей.
Ещё раз необходимо подчеркнуть, что постоянная скорость диффузии, как кислорода, так и углекислого газа через аэрогематический барьер определяются достаточно стабильным составом альвеолярного газа во время вдоха и выдоха.
Капилляры легких
Функции газообмена в легких и насыщение крови кислородом осуществляется с участием сосудов малого круга кровообращения. Стенки ветвей легочной артерии тоньше, чем стенки такого же калибра артерий большого круга кровообращения. Сосудистая система легких очень податлива и способна легко растягиваться. В систему легочной артерии поступает сравнительно большой объем крови (6 литров/мин) из правого желудочка, а давление в малом круге низкое - 15-20 мм рт. ст., потому, что сосудистое сопротивление примерно в 10 раз меньше, чем в сосудах большого круга кровообращения. Сеть альвеолярных капилляров не сравнима с организацией капиллярного русла других органов. Отличительными чертами капиллярного русла легких являются 1) малая величина капиллярных сегментов, 2) их обильная взаимосвязь, что формирует петлистую сеть, 3) высокая плотность отдельных капиллярных сегментов на единицу площади альвеолярной поверхности, 4) низкая скорость кровотока. Капиллярная сеть в стенках альвеол настолько плотная, что некоторые физиологи рассматривают ее как сплошной слой движущейся крови. Площадь поверхности капиллярной сети близка площади поверхности альвеол (80 м 2), в ней содержится около 200 мл крови. Диаметр альвеолярных кровеносных капилляров колеблется в пределах 8.3 - 9.9 мкм, а диаметр эритроцитов - 7.4 мкм. Таким образом, эритроциты плотно прилегают к стенкам капилляров. Эти особенности кровоснабжения легких создают условия для быстрого и эффективного газообмена, в результате которого происходит уравновешивание газового состава альвеолярного воздуха и артериальной крови. Взгляните еще раз на таблицу 2 и отметьте, что напряжение кислорода в артериальной крови становится равным 100, а углекислого газа – 40 мм рт. ст.
Транспорт кислорода кровью
Большая часть кислорода в организме млекопитающих переносится кровью в виде химического соединения с гемоглобином. Свободно растворенного кислорода в крови всего 0.3%. Реакцию оксигенации, превращение дезоксигемоглобина в оксигемоглобин, протекающую в эритроцитах капилляров легких можно записать следующим образом:
Нв + 4О 2 ⇄ Нв(О 2 ) 4
Эта реакция протекает очень быстро – время полунасыщения гемоглобина кислородом около 3 миллисекунд. Гемоглобин обладает двумя удивительными свойствами, которые позволяют ему быть идеальным переносчиком кислорода. Первое – это способность присоединять кислород, а второе – отдавать его. Оказывается способность гемоглобина присоединять и отдавать кислород зависит от напряжения кислорода в крови. Попробуем изобразить графически зависимость количества оксигенированного гемоглобина от напряжения кислорода в крови, и тогда нам удастся выяснить: в каких случаях гемоглобин присоединяет кислород, а в каких отдает. Гемоглобин и оксигемоглобин неодинаково поглощают световые лучи, поэтому их концентрацию можно определить спектрометрическими методами.
График, отражающий способность гемоглобина присоединять и отдавать кислород называется «Кривая диссоциации оксигемоглобина». По оси абсцисс на этом графике отложено количество оксигемоглобина в процентах ко всему гемоглобину крови, по оси ординат – напряжение кислорода в крови в мм рт. ст.
Рисунок 9А. Кривая диссоциации оксигемоглобина в норме
Рассмотрим график в соответствии с этапами транспорта кислорода: самая высокая точка соответствует тому напряжению кислорода, которое наблюдается в крови легочных капилляров – 100 мм рт.ст. (столько же, сколько и в альвеолярном воздухе). Из графика видно, что при таком напряжении весь гемоглобин переходит в форму оксигемоглобина – насыщается кислородом полностью. Попробуем рассчитать, сколько кислорода связывает гемоглобин. Один моль гемоглобина может связать 4 моля О 2 , а 1грамм Нв связывает 1,39 мл О 2 в идеале, а на практике 1,34 мл . При концентрации гемоглобина в крови, например, 140 г/литр количество связанного кислорода составит 140 × 1,34 = 189,6 мл/литр крови. Количество кислорода, которое может связать гемоглобин при условии его полного насыщения, называется кислородной емкостью крови (КЕК). В нашем случае КЕК = 189,6 мл.
Обратим внимание на важную особенность гемоглобина – при снижении напряжения кислорода в крови до 60 мм рт.ст, насыщение практически не изменяется – почти весь гемоглобин присутствует в виде оксигемоглобина. Эта особенность позволяет связывать максимально возможное количество кислорода при снижении его содержания в окружающей среде (например, на высоте до 3000 метров).
Кривая диссоциации имеет s – образный характер, что связано с особенностями взаимодействия кислорода с гемоглобином. Молекула гемоглобина связывает поэтапно 4 молекулы кислорода. Связывание первой молекулы резко увеличивает связывающую способность, так же действуют и вторая, и третья молекулы. Этот эффект называется кооперативное действие кислорода
Артериальная кровь поступает в большой круг кровообращения и доставляется к тканям. Напряжение кислорода в тканях, как видно из таблицы 2, колеблется от 0 до 20 мм рт. ст., незначительное количество физически растворенного кислорода диффундирует в ткани, его напряжение в крови снижается. Снижение напряжения кислорода сопровождается диссоциацией оксигемоглобина и освобождением кислорода. Освободившийся из соединения кислород переходит в физически растворенную форму и может диффундировать в ткани по градиенту напряжения.. На венозном конце капилляра напряжение кислорода равно 40 мм.рт.ст, что соответствует примерно 73% насыщения гемоглобина. Крутая часть кривой диссоциации соответствует напряжению кислорода обычному для тканей организма – 35 мм рт.ст и ниже.
Таким образом, кривая диссоциации гемоглобина отражает способность гемоглобина присоединять кислород, если напряжение кислорода в крови высоко, и отдавать его при снижении напряжения кислорода.
Переход кислорода в ткани осуществляется путем диффузии, и описывается законом Фика, следовательно зависит от градиента напряжений кислорода.
Можно узнать, сколько кислорода извлекается тканью. Для этого нужно определить количество кислорода в артериальной крови и в венозной крови, оттекающей от определенной области. В артериальной крови, как нам удалось вычислить (КЕК) содержится 180-200 мл. кислорода. Венозная кровь в состоянии покоя содержит около 120 мл. кислорода. Попробуем рассчитать коэффициент утилизации кислорода: 180 мл. 120 мл. = 60 мл.- это количество извлеченного тканями кислорода, 60мл./180 100 = 33%. Следовательно, коэффициент утилизации кислорода равен 33% (в норме от 25 до 40%). Как видно из этих данных, не весь кислород утилизируется тканями. В норме в течение одной минуты к тканям доставляется около 1000 мл. кислорода. Если учесть коэффициент утилизации, становится ясно, что ткани извлекают от 250 до 400 мл. кислорода в минуту, остальной кислород возвращается к сердцу в составе венозной крови. При тяжелой мышечной работе коэффициент утилизации повышается до 50 – 60 %.
Однако количество кислорода, которое получают ткани, зависит не только от коэффициента утилизации. При изменении условий во внутренней среде и тех тканях, где осуществляется диффузия кислорода, свойства гемоглобина могут измениться. Изменение свойств гемоглобина отражается на графике и называется «сдвиг кривой». Отметим важную точку на кривой – точка полунасыщения гемоглобина кислородом наблюдается при напряжении кислорода 27 мм рт. ст., при таком напряжении 50 % гемоглобина находится в форме оксигемоглобина, 50% в виде дезоксигемоглобина, следовательно 50 % связанного кислорода – свободно (примерно 100мл/л). Если в ткани увеличивается концентрация углекислого газа, ионов водорода, температура, то кривая сдвигается вправо . В этом случае точка полунасыщения переместится к более высоким значениям напряжения кислорода - уже при напряжении 40 мм рт. ст. будет освобождено 50 % кислорода (рисунок 9Б). Интенсивно работающей ткани гемоглобин отдаст кислород легче. Изменение свойств гемоглобина обусловлены следующими причинами: закисление среды в результате увеличения концентрации углекислого газа действует двумя путями 1) увеличение концентрации ионов водорода способствует отдаче кислорода оксигемоглобином потому, что ионы водорода легче связываются с дезоксигемоглобином, 2) прямое связывание углекислого газа с белковой частью молекулы гемоглобина уменьшает ее сродство к кислороду; увеличение концентрации 2,3-дифосфоглицерата , который появляется в процессе анаэробного гликолиза и тоже встраивается в белковую часть молекулы гемоглобина и снижает его сродство к кислороду.
Сдвиг кривой влево наблюдается, например, у плода, когда в крови определяется большое количество фетального гемоглобина.
Рисунок 9 Б. Влияние изменения параметров внутренней среды
Алхимия здоровья: 6 «золотых» правил Ниши Кацудзо
Капилляры - главный двигатель крови
Как работают наши сосуды
На первый взгляд утверждение, вынесенное в название этого раздела, может показаться странным. Из учебников анатомии мы знаем, что главным насосом, двигающим кровь по сосудам, является сердце. Оно гонит обогащенную питательными веществами и кислородом кровь по артериям к каждой клеточке, где происходят обменные процессы: клетки получают питательные вещества и отдают отработанный материал для того, чтобы он был выведен из организма.
Рис. 1. Сердечно-сосудистая система человека Белым цветом обозначены артерии, черным цветом - вены.
Обратный ток крови осуществляется по венам. Он несет продукты распада от всех клеточек и наполняет сердце через правое предсердие. Наполнившись, сердце сокращается и выбрасывает поток крови в правый желудочек, который, в свою очередь, сокращаясь, посылает кровь в легкие, где она под воздействием кислорода очищается, обогащается и направляется снова к сердцу. Достигнув левого предсердия, она попадает в левый желудочек, а оттуда вновь распространяется по артериям, неся жизнь во все органы.
Питание клеток осуществляется через мельчайшие сосудики - капилляры. Поступающая по ним кровь несет клеткам кислород, витамины, жиры, углеводы, минеральные соли, она же уносит продукты распада. В капиллярах содержится лишь 5 % всей крови организма, но именно в них осуществляется основная функция кровообращения - обмен веществ между кровью и тканями.
Капилляр в 50 раз тоньше человеческого волоса, и мириады клеток нашего организма окутаны сетью капилляров, словно тончайшей паутиной. Общая длина всех капилляров составляет почти астрономическую цифру: 60–90 тысяч километров! Откуда же берется сила у сердца, единственного, как принято считать, насоса в организме человека, чтобы протолкнуть кровь через эту поистине космическую и чрезвычайно тонкую сосудистую сеть?
Современные исследования показывают, что мощности сердца хватает лишь для того, чтобы протолкнуть кровь к капиллярам. В аорту сердце выбрасывает кровь с давлением 120–140 мм рт. ст. Но это давление расходуется на то, чтобы преодолеть трение узких стенок сосудов. В капиллярах давление падает до 10–15 мм рт. ст., и этого явно недостаточно для завершения замкнутого круга кровообращения.
Рис. 2. Строение сердца
Представьте себе мяч, который катится по ровной дороге, теряя скорость, и наконец останавливается перед каким-нибудь подъемом. Для того чтобы преодолеть подъем, ему требуется дополнительная сила. Также и для поднятия крови из капилляров нижних конечностей требуется гораздо большее давление: 60–100 мм рт. ст… Таким образом, очевидно, что одной энергии сердца мало, чтобы поднять венозную кровь. Однако она благополучно поднимается по венам и достигает сердца. В чем секрет?
Разгадать его просто и в то же время сложно. Чаще всего решение задачи приносит простая смена угла зрения - но она дается нелегко, ведь для этого нужно освободиться от груза общепринятого и посмотреть на проблему непредвзято. Я предлагаю следующую разгадку: главный двигатель крови расположен не в сердце, а в капиллярах! Сердце я буду рассматривать лишь как регулятор потока крови, в то время как само движение заложено в капиллярах.
Чтобы понять, почему я пришел к таким выводам, нужно прежде всего разобраться в структуре и функции артерии и вены. Известно, что они различны, однако стоит остановиться на этом различии подробнее.
Артерия, имеющая толстый и эластичный покров, обладающая способностью к расширению и растяжению, напоминает высасывающую трубку. Вена, которая имеет более тонкую стенку и клапан, препятствующий обратному току крови, - наоборот, напоминает всасывающую трубку. Очевидно, что насос помещается между этими двумя трубками. Однако, в отличие от обыкновенного насоса, в человеческом организме один конец артерии и вены присоединяется к сердцу, другой - к капиллярам. И сразу возникает вопрос: где же находится насос, в сердце или в капиллярах? Конечно, в капиллярах! Альтернативы нет, поскольку мы знаем, что артерия соответствует всасывающей трубке, а вена - высасывающей. Если сердце - насос, то мы приходим к неправильному выводу: выходит, что оно выталкивает кровь по всасывающей трубке (то есть по артерии), а загоняет внутрь по высасывающей (то есть по венозной).
Итак, зная устройство насоса и приняв, что кровь всасывается капиллярами через артерию, мы понимаем, почему артерия напоминает именно всасывающую трубку по своему строению и функциям.
Кроме того, если бы все-таки сердце выполняло роль насоса, то в этом процессе участвовали бы только его правые камеры, поскольку левые не обладают способностью сокращаться. Они связаны с артериальной системой, способной растягиваться. Значит, сердце выполняет двойную функцию: и растяжения, и сокращения. Сокращение выполняется правой половиной, растяжение - левой. Таким образом, главный двигатель крови находится в капиллярах, а второстепенный - в венозной системе и в правой сердечной камере.
Должен сказать, что я не одинок в своих выводах относительно капилляров. Мне известны современные работы русских врачей - А. Сперанского и А. Залманова, которые также обращали особое внимание на роль капилляров в стимуляции защитных ресурсов организма.
В своей знаменитой книге «Тайная мудрость организма» Залманов выдвигает идею «капилляротерапии», утверждая, что болезни капилляров лежат в основе каждого болезненного процесса. «Без физиопатологии капилляров медицина останется на поверхности явлений и не в состоянии ничего понять ни в общей, ни в частной патологии», - пишет он. Залманов признает за капиллярами главенствующую роль в кровообращении, называя их «пульсирующими сократительными органами». «Рассматривайте каждый капилляр, - говорит он, - как микросердце с двумя половинами - венозной и артериальной - и с их соответствующими клапанами, и вы поймете огромное значение этих периферических сердец для нормальной и патологической физиологии. Пренебрегать этим явлением - значит пренебрегать решающей частью кровообращения».
При создании моей теории я опирался в том числе и на выводы, сделанные этим знаменитым русским врачом. Кроме того, я использовал исследования А. Крога по физиологии капилляров (он получил за эту работу Нобелевскую премию), а также доклад Лаубри о механизме циркуляции крови, который он сделал во Французской академии в 1930 году. Он утверждал, что сердце не является единственным двигателем крови и что оно обладает только силой для продвижения крови вперед, через артерию к капиллярной системе, а вена действует как второе сердце, обеспечивая венозное движение крови, то есть обратный ход к сердцу.
Данный текст является ознакомительным фрагментом. Из книги Нормальная физиология: конспект лекций автора Светлана Сергеевна Фирсова Из книги Пропедевтика детских болезней: конспект лекций автора О. В. Осипова автора Павел Николаевич Мишинькин Из книги Общая хирургия: конспект лекций автора Павел Николаевич Мишинькин Из книги Судебная медицина. Шпаргалка автора В. В. Баталина Из книги Закодируй себя на стройность автора Михаил Борисович Ингерлейб Из книги Тайная мудрость человеческого организма автора Александр Соломонович Залмановавтора Ольга Калашникова
автора Андрей Моховой Из книги Лучшее для здоровья от Брэгга до Болотова. Большой справочник современного оздоровления автора Андрей Моховой Из книги Живые капилляры: Важнейший фактор здоровья! Методики Залманова, Ниши, Гогулан автора Иван Лапин Из книги Питание для мозга. Эффективная пошаговая методика для усиления эффективности работы мозга и укрепления памяти автора Нил БарнардОбогащенная кислородом кровь по легочным венам поступает из легких в левое предсердие. Из левого предсердия артериальная кровь через левый предсердно-желудочковый двустворчатый клапан попадает в левый
желудочек сердца, а из него в самую крупную артерию – аорту. По аорте и ее ветвям артериальная кровь, содержащая кислород и питательные вещества, направляется ко всем частям организма. Артерии делятся на артериолы, а последние на капилляры.
Большой круг кровообращения (система микроциркуляции).
Посредством капилляров осуществляется обмен кровеносной системы с органами и тканями кислородом, двуокисью углерода, питательными веществами и продуктами метаболизма.
Большой круг кровообращения (венозная система).
Капилляры кровеносной системы собираются в венулы, несущие венозную кровь с низким содержанием кислорода и повышенным содержанием двуокиси углерода. Венулы далее объединяются в венозные сосуды. Вены образуют два самых крупных венозных сосуда – верхнюю и нижнюю полую вены. Обе полые вены впадают в правое предсердие, куда впадают и собственные вены сердца. Венозная кровь поступает в малый круг кровообращения.
Малый круг кровообращения (венозная система).
Из правого предсердия венозная кровь, пройдя через правый предсердно-желудочковый трехстворчатый клапан, поступает в правый желудочек сердца, а из него по легочному стволу, затем по легочным артериям - в легкие.
Малый круг кровообращения (система микроциркуляции)
В легких через кровеносные капилляры, окружающие альвеолы легких, происходит газообмен - кровь обогащается кислородом и отдает двуокись углерода, вновь становясь артериальной.
2.2 Малый круг кровообращения (артериальная система ).
Насыщенная кислородом кровь через легочные вены опять поступает в левое предсердие, а затем - в большой круг кровообращения.
ТЕМА 5. СИСТЕМА ДЫХАНИЯ
Дыхательная система в организме человека обеспечивает: газообмен, выведение газообразных продуктов обмена веществ, выведение паров воды.
Функции органов дыхания:
· воздухопроведение;
· конденционирование (согревание и очистка) воздуха;
· газообмен и выведение газообразных продуктов обмена веществ;
· формирование членораздельной речи.
Органы дыхания состоят из:
· дыхательных путей;
· парных дыхательных органов - легких.
Любой живой организм не может существовать и развиваться без кислорода и питательных веществ. Кислород, попадая в лёгкие из внешней среды, разносится по всему телу имеющей довольно сложное строение. Циркуляция крови обеспечивается полыми трубками - артериями, артериолами, прекапиллярами, капиллярами, посткапиллярами, венами, венулами и артериоло-венозными анастомозами. и другие отработанные продукты обмена веществ удаляются из организма также с помощью этих сосудов. Чем больше они удалены от сердца, тем сильнее их разветвление на более мелкие.
Капилляры: определение понятия
Если артерия и вена, несущие соответственно кровь от сердца и к нему, являются крупными сосудами, то капилляр - это очень тонкая кровеносная трубка, с диаметром всего 5-10 мкм. И так как вены и артерии, являясь только путём доставки питательных веществ к клеткам, не участвуют в процессах газообмена между ними и кровью, то эта функция закреплена за капиллярами. Первые их описания принадлежат итальянскому учёному М. Мальпиги, который в 1661 году дал им определение звена между артериальными и венозными сосудами. До него У. Гарвей предсказывал их существование.
Строение и размеры капилляров
Эти мелкие сосуды имеют приблизительные равные диаметры в различных органах. Более крупные из них достигают просвета до 30 мкм, а самые узкие - от 5 мкм. Легко убедиться, что широкие кровеносные капилляры на разрезах в поперечнике в просвете трубки выстланы несколькими слоями эндотелиальных клеток, тогда как просвет наиболее мелких образуется слоем всего в одну или две клетки. Такие тонкие сосуды расположены в мышцах, имеющих поперечнополосатую структуру, и поскольку их диаметр меньше, чем у эритроцитов, то последние при прохождении по узкому кровеносному руслу испытывают существенную деформацию.
Капилляр - это настолько тонкая трубка, что его стенка, состоящая из отдельных клеток эндотелия, которые тесно соприкасаются друг с другом, не имеет мышечного слоя и поэтому не способна сокращаться. Капиллярная сеть обычно содержит в себе крови только 25% от тех объёмов, которые могут в ней вмещаться. Но изменения этих объёмов могут достигаться при включении механизма саморегуляции, когда гладкомышечные клетки расслаблены.
Капиллярное ложе, венулы, артериолы
Ток крови направлен к сердцу по крупным сосудам, которые представляют собой вены. Капилляры передают кровь венам через венулы - мельчайшие собирательные составляющие. Они образуются в особых местах соединения капилляров, которые называются капиллярным ложе, и сливаются в вены.
Функционируя как единое целое, капиллярное ложе регулирует местное кровоснабжение, при этом соблюдаются потребности тканей в необходимых питательных веществах. Сосуд, несущий кровь к сердцу, определён как артерия. Капилляр получает кровь из артерии через артериолу - более мелкий, чем она, сосуд.
Артериолы в предшествуют капиллярам. В местах ответвления от артериол капилляров в стенках сосудов располагаются кольца мышечных клеток, которые чётко выражены и выполняют функцию сфинктеров. Они регулируют процессы поступления крови в сеть капилляров. В норме бывает открыта только небольшая часть этих сфинктеров, называемых прекапиллярными. Поэтому кровь может течь в это время не по всем имеющимся каналам.
Характерной особенностью кровообращения в месте капиллярного ложа является то, что здесь спонтанно периодически присутствуют циклы расслабления и сокращения гладкомышечных тканей, которые окружают прекапилляры и артериолы. Это позволяет создавать перемежающийся, прерывистый ток крови по сети капилляров.
Функции капиллярного эндотелия
Эндотелий капилляра обладает достаточной проницаемостью для обмена между тканями организма и кровью различными видами веществ. Поэтому то, что делают капилляры, является переносом питательных веществ и продуктов метаболизма.
Вода и вещества, растворённые в ней, в норме легко проходят через стенки сосуда в обоих направлениях. Но при этом белки и остаются внутри капилляров. Образованные в процессе жизнедеятельности продукты также проходят через кровеносный барьер для переноса их к местам выведения из тела. Таким образом, капилляр - это составляющая интегральной части всех тканей организма, образующей обширную сеть сосудов, взаимосвязанных между собой, имеющих тесный контакт с клеточными структурами. Их основная функция заключается в снабжении всех систем веществами, необходимыми для обеспечения нормальной жизнедеятельности, и удаления отработанных веществ.
Иногда размер молекул может быть слишком большим для диффузии через клетки эндотелия. В этом случае для переноса их используются либо процессы захвата - эндоцитоза, либо слияния - экзоцитоза. При воспалительных процессах в организме то, что делают капилляры, является частью механизма иммунного ответа. При этом на поверхности эндотелия возникают молекулы-рецепторы, которые задерживают иммунные клетки и помогают им переходить к очагам инфекции или других повреждений во внесосудистом пространстве.
Каждый капилляр - это составляющая часть огромной сети, которая обеспечивает кровоснабжение всех органов. При этом чем крупнее организм, тем обширнее капиллярная сеть. И чем выше активность клеток в процессах метаболизма, тем большее количество мелких сосудов требуется для того, чтобы обеспечивать потребности в различных веществах.
Движение крови по капиллярной сети
Кровь циркулирует в системе кровообращения не только потому, что в артериях создаётся давление вследствие активного ритмического сокращения артериальных стенок, но и благодаря активному сужению и расширению капиллярных. Кровеносные капилляры осуществляют относительно медленный ток крови, скорость которого не больше 0,5 мм в секунду. Это доказано многочисленными наблюдениями за данным процессом. В то же время сужения и расширения этих мелких сосудов могут достигать до 70% от величины диаметра их просвета. Физиологи связывают эту способность с особенностью функционирования адвентициальных элементов, которые сопровождают кровеносные сосуды и определяются как специальные клетки капилляров, способные сокращаться.
Также допускается, что и сами эндотелиальные стенки капилляров обладают определённой эластичностью и возможной сократимостью, и могут изменять величину просвета. Некоторые физиологи указывают на то, что им доводилось видеть кратковременные сокращения клеток эндотелия в тех местах, где отсутствуют адвентициальные клетки. Патологические состояния, такие как сильный ожог или шок, могут вызывать расширение капилляров в 3 раза выше нормы. Здесь, как правило, происходит значительное снижение скорости движения крови, что позволяет ей накапливаться в капиллярном русле в местах повреждений. Сжатие капилляров также приводит к уменьшению скорости кровообращения в них.
Три вида капилляров
Непрерывными капиллярами называются такие, в которых межклеточные соединения очень плотные. Это позволяет осуществлять диффузию маленьким ионам и молекулам.
Другой вид капилляров - фенестированные. Их стенки снабжены просветами для диффузии более крупных молекул или их соединений. Такие капилляры располагаются в эндокринных железах, кишечнике и других органах, где осуществляется интенсивный обмен веществами между тканями и кровью.
Синусоидные - такие капилляры, стенки которых отличаются строением и большей изменчивостью внутренних просветов. Они имеются в тех органах, где отсутствуют вышеописанные, более типичные виды.
Проблемы сосудов
Артерии, вены, капилляры - все они недостаточно защищены от воздействий окружающей среды и часто подвергаются повреждениям. Особенно уязвимыми являются самые тонкие кровеносные сосуды организма. Капилляры должны быть очень маленькими для того, чтобы пропускать внутрь клеток только жидкую составляющую крови, а не нужную и более плотную отделять. Поэтому у этих сосудов тончайшие, неплотные эндотелиальные стенки, сквозь которые совершаются процессы диффузии веществ. Именно то, что они состоят из малого количества клеточных слоёв, и делает их хрупкими.
Капилляры не имеют, как вены и артерии, защитного слоя. Поэтому у них нет защиты как от внешних воздействий, так и от повреждений теми веществами, которые они переносят вместе с кровью. При любых повреждениях или болезнях эти сосуды страдают в первую очередь. Если возникает такая ситуация, когда капилляры лопнули и повредились, они перестают выполнять свою основную функцию переноса питательных веществ. При этом клетка, не получившая их от сосуда с разрушенной стенкой, замедляет свою работу и погибает. И если снабжение кровью нарушается во всём органе или в системе органов, в них начинается массовая гибель клеток из-за дефицита веществ, необходимых для их жизнедеятельности. Так в организме начинают развиваться болезни, одним из начал которых является повреждение капилляров.
Взгляд в зеркало
Очень часто, разглядывая своё отражение в зеркале, можно увидеть на лице небольшие ниточки - красные капилляры, которых раньше не было. Многие пугаются, принимая их появление за симптомы опасных болезней. По статистике, 80% всего населения находят у себя такие изменения, когда расширенные капилляры становятся видимыми сквозь кожу. Прежде всего, это указывает на то, что нормальное функционирование сосудов нарушено. И хотя само по себе расширение капилляров особого вреда для здоровья не приносит, оно может ухудшить Сосудистые сетки на лице - куперозы - являются проявлением болезни, довольно безобидной её стадией, но служат сигналами о неполадках в организме.
Механизмы патологии
Сначала происходит расширение и укрупнение сосуда настолько, что он начинает просвечивать сквозь кожу и становится видимым. Чаще всего это явление можно наблюдать на лице или на коже рук и ног. Затем истончается соединительная ткань кожных покровов, и находящиеся под ними сосуды приподнимаются, приобретают бугристость и становятся видимыми ещё больше. Опасность здесь состоит в том, что истончаются и слабеют стенки самих капилляров, а это может привести к их разрыву. И если капилляры лопнули, то необходимо принимать меры не только для устранения косметических дефектов, но и выявления и лечения патологий, явившихся причиной повреждения сосудов.
Причины патологий капилляров
Нарушения капиллярного кровообращения могут вызываться самыми различными факторами. Прежде всего, сюда следует отнести высокое артериальное давление и возрастные изменения сосудов. Их разрушения при этом являются причиной старения всего организма. Различные воспаления кожных покровов, злоупотребления солнечными ваннами, сильные переохлаждения приводят к нарушению целостности капиллярных стенок.
Приём некоторых гормональных препаратов, оказывающих расслабляющее воздействие на вызывает их расширение и повреждения. При этом могут поражаться большие участки и развиваться осложнения. Подобные патологии капилляров могут возникать при гормональных сбоях организма, например, при беременности, абортах или после родов. Болезни печени, нарушения или венозного оттока становятся причиной разрушений капилляров. Немаловажную роль в этом вопросе играет и наследственная предрасположенность.
Расширенные капилляры у ребенка
Считается, что проблемы с тонкими кровеносными сосудами могут беспокоить только взрослых людей. Но бывает и так, что расширенные капилляры возникают и на детском лице. Причинами могут быть гормональные перестройки, наследственность или погодные условия, негативно влияющие на детскую нежную кожу. Обычно такие проблемы сами собой уходят по мере взросления ребёнка. Но чтобы определить риски более серьёзных патологий, родители должны получить консультацию дерматолога, который и решит вопрос о необходимости лечения или установит временность этого явления.