Kapillárisok (vérerek): felépítés, működés és élettani szerep
Kapillárisok: részletes útmutató felépítésükről, működésükről és élettani szerepükről — hogyan cserélnek oxigént, tápanyagokat és hulladékot a szövetekkel.
A kapilláris egy vérér, amely a szervezet mikrokeringésének alapegysége. Nem rendelkezik a többi véredényhez hasonló izmos/elasztikus szövettel. A Egysejtű fala — pontosabban egyetlen endotheliális sejtréteg — biztosítja, hogy az anyagok gyorsan és hatékonyan jussanak át a vér és a környező szövetek között. A kapillárisok nagyon kicsik, általában körülbelül 5–10 μm átmérőjűek, és összekötik az artériákat és a vénákat. Ezen az igen kis keresztmetszeten keresztül történik a víz, az oxigén, a szén-dioxid, valamint sok más tápanyag és hulladékkémiai anyag cseréje a vér és a környező szövetek között.
Felépítés
A kapilláris falát egy egyrétegű endotheliális sejtvonal alkotja, amelyet egy vékony alapmembrán és gyakran a felszínt borító glicokalix egészít ki. A falban simaizomréteg nincs, de a kapillárisok mellett találhatók periciták — kis, összehúzódásra képes sejtek, amelyek a fal stabilitását és a helyi véráramlás finom szabályozását segítik.
Típusok
- Folytonos (continuous) kapillárisok: zárt endotellel, ezek jellemzőek az izomzatban, bőrben és az agyban (a vér-agy gát részét képezik).
- Porózus (fenesztrált) kapillárisok: apró pórusokkal a sejtekben, amelyek elősegítik az intenzívebb anyagátadást (pl. vesében, bélrendszerben, endokrin mirigyekben).
- Szinuszoidok: nagy, átjárható nyílásokkal rendelkező kapillárisok a májban, vörös csontvelőben és lépben, lehetővé téve a sejtes elemek és nagy molekulák mozgását.
Működés — anyagcsere és áramlás
A kapillárisokban lejátszódó anyagcsere döntően a diffúzió, a filtráció és a reabszorpció kombinációján alapul. Két fontos fizikai tényező szabályozza ezt:
- Hidrosztatikai nyomás: a kapillárisok belső nyomása elősegíti a folyadék és kis oldott anyagok kilépését a környező szövetek felé.
- Onkotikus (plazmafehérje) nyomás: a plazmafehérjék visszatartó hatása, ami a folyadék visszaszívódását segíti a kapillárisba.
Ezek együttes hatását gyakran a Starling-egyenlet írja le; a végeredményként a kapillárisok proximális (artériás) végén több folyadék szűrődik ki, míg a distalis (vénás) végén nagy része visszaszívódik. A maradék intersticiális folyadék a nyirokrendszerbe kerül.
Szabályozás
A lokális vérátáramlást előkapilláris sphincterek (simagyűrűk), a periciták, valamint szisztémás tényezők (például idegi hatások és hormonok) befolyásolják. A kapillárisok 'rekrutálhatók' — nagyobb igény esetén több kapilláris nyílik meg, növelve a diffúziós felületet. Gyulladáskor az endotél permeabilitása nő, ezáltal több fehérje és folyadék léphet ki, ami duzzanatot (ödéma) okozhat.
Élettani szerep és jelentőség
- Gázcsere: az oxigén és a szén-dioxid diffúziójának helyszíne.
- Tápanyag- és metabolittranszport: a sejtekhez történő tápanyagellátás és a metabolikus végtermékek elszállítása.
- Folyadékegyensúly fenntartása: a kapilláris-nedvforgalom szabályozása meghatározó az intersticiális tér térfogatában.
- Immunválasz: a gyulladás és fehérvérsejtek helyi bevonása gyakran a kapillárisok megnövekedett permeabilitásán keresztül történik.
- Angiogenezis: új kapillárisok képződése kritikus a sebgyógyulásban és a fejlődésben, de daganatok esetén a kóros érképződés elősegítheti a tumor növekedését.
Kóros állapotok
A kapillárisok működési zavara számos betegséggel kapcsolatos: például cukorbetegségben a mikrocirkuláció károsodik (mikroangiopátia), súlyos gyulladásos állapotoknál fokozott erezettség és kapilláris-permeabilitás alakulhat ki (ödéma, szöveti károsodás), míg a krónikus magas vérnyomás az előkapilláris ellenállás megváltozásához vezethet. Ritka esetekben előfordul a kapillárisszivárgási szindróma, amikor nagy mennyiségű plazmafehérje és folyadék lép ki a keringésből.
Diagnosztika és klinikai jelentés
Egyszerű vizsgálatok, mint a kapillárisok feltöltődésének ideje (capillary refill time) a perifériás perfúzió gyors becslésére szolgál. Speciális módszerek: kapillárisok mikroszkópos vizsgálata (kapillaroszkópia), intravitalis és fluoreszcens képalkotás, valamint a mikrokeringés funkcionális vizsgálatai fontosak a kutatásban és a klinikumban.
Összefoglalva: a kapillárisok kisméretű, egyrétegű falú vérér hálózatot alkotnak, amelyek döntő szerepet játszanak az anyag- és gázcsere, a folyadékegyensúly és a helyi immunválasz fenntartásában. Bár szerkezetük egyszerű, működésük finoman szabályozott és létfontosságú az egészséges szervezet működéséhez.
A vér a szívből az artériákba áramlik, amelyek arteriolákká szűkülnek, majd tovább szűkülnek, és kapillárisokká válnak. A szövet perfúziója után a kapillárisok kitágulnak, és vénákká, majd még jobban kitágulnak, és vénákká válnak, amelyek visszavezetik a vért a szívbe.
Anatómia
A vér a szívből az artériákba áramlik, amelyek elágaznak és kisebb artériákra szűkülnek, majd tovább ágaznak hajszálerekre. Miután az oxigén eljutott a szövetekbe, a hajszálerek egyesülnek és kitágulnak, hogy kis vénákká váljanak, majd még jobban kitágulnak, hogy vénákká váljanak, amelyek visszavezetik a vért a szívbe.
A "kapilláris ágy" a szervet ellátó kapillárisok hálózata. Minél aktívabbak a sejtek anyagcseréje szempontjából, annál több kapillárisra van szükségük a tápanyagellátáshoz és a salakanyagok elszállításához.
Az arteriolák és a vénák között speciális artériák kapcsolódnak, amelyek fontosak a vér hajszálereken keresztüli áramlásának megkerülésében. A valódi kapillárisok főként a metarteriolákból származnak, és a sejtek és a keringés közötti mozgást biztosítják. A 8 μm-es szélesség arra kényszeríti a vörösvértesteket, hogy részben golyószerű alakzatba hajoljanak, hogy egy sorban kerülhessék meg őket.
A kapillárisok előtti izmok a valódi kapillárisok kezdetén elhelyezkedő simaizomgyűrűk, amelyek a valódi kapillárisokba történő véráramlást kezelik, és szabályozzák a vér áramlását egy testrészen vagy területen keresztül.
Fiziológia
A kapillárisok fala egy egyrétegű szövet, amely olyan vékony, hogy a gázok és más anyagok, például oxigén, víz, fehérjék és zsírok a nyomáskülönbség hatására áthaladhatnak rajta. Az olyan hulladékelemek, mint a szén-dioxid és a karbamid visszamehetnek a vérbe, hogy aztán a szervezetből eltávolíthassák.
A kapilláris ágy általában legfeljebb 25%-át mozgatja annak a vérmennyiségnek, amelyet tartalmazhatna, bár ez a mennyiség növelhető az automatikus szabályozás révén, azáltal, hogy a simaizomzat ellazul a kapilláris ágyba vezető arteriolákban, valamint a metarteriolák kisebbé válnak.
A kapillárisok saját falában nincs ilyen simaizomzat, ezért a szélességük bármilyen változása passzív. Az általuk kibocsátott jelzőmolekulák (például az endotelin a szűkülethez és a nitrogén-oxid a táguláshoz) a közeli, nagyobb erek, például az arteriolák falában lévő simaizomsejtekre hatnak.
A kapillárisok mozgási képességét növelheti bizonyos citokinek felszabadulása, például amikor a szervezet védekezik a baktériumok ellen.
Kapcsolódó oldalak
- Alveoláris-kapilláris gát
- Vér-agy gát
- Kapilláris hatás
- Hagen-Poiseuille-egyenlet
Kérdések és válaszok
K: Mi az a kapilláris?
V: A kapilláris egy egysejtű fallal rendelkező kis vérér, amely megkönnyíti az anyagok átvitelét a vér és a környező szövetek között.
K: Miben különbözik a kapilláris más vérerektől?
V: A kapillárisoknak nincs izmos/elasztikus szövetük, mint más véredényeknek.
K: Mekkora egy kapilláris?
V: A kapillárisok körülbelül 5-10 μm nagyságúak, ami kisebb, mint bármely más véredény.
K: Mi a kapillárisok funkciója?
V: A kapillárisok feladata a víz, az oxigén, a szén-dioxid, valamint más tápanyagok és hulladékkémiai anyagok szállítása a vér és a környező szövetek között.
K: Milyen a kapillárisok felépítése?
V: A kapillárisnak egysejtű fala van, amely segíti az anyagok szállítását a szervezetekben.
K: Milyen ereket kötnek össze a kapillárisok?
V: A kapillárisok az artériákat és a vénákat kötik össze.
K: Milyen anyagok szállítódnak a kapillárisokon keresztül?
V: A kapillárisok vizet, oxigént, szén-dioxidot, valamint számos más tápanyagot és hulladékkémiai anyagot szállítanak a vér és a környező szövetek között.
Keres