Kapilární - Capillary
Kapilární | |
---|---|
Transmisní elektronový mikroskop obrázek průřezu kapiláry obsazeného a červená krvinka. | |
Zjednodušená ilustrace kapilární sítě (chybí prekapilární svěrače, které nejsou přítomny ve všech kapilárách[1]). | |
Detaily | |
Výslovnost | NÁS: /ˈk…strəl.ri/, Spojené království: /kəˈstrɪl.ri/ |
Systém | Oběhový systém |
Identifikátory | |
latinský | vas capillare[2] |
Pletivo | D002196 |
TA98 | A12.0.00.025 |
TA2 | 3901 |
TH | H3.09.02.0.02001 |
FMA | 63194 |
Anatomická terminologie |
A kapilární je malý krevní céva od 5 do 10 mikrometry (μm) v průměru a se stěnami endoteliální buňka tlustý. Jsou to nejmenší krevní cévy v těle: přenášejí krev mezi arterioly a venuly. Tyto mikrovesy jsou místem výměny mnoha látek s intersticiální tekutina obklopující je. Látky, které opouštějí, zahrnují voda (proximální část), kyslík, a glukóza; látky, které vstupují, zahrnují voda (distální část), oxid uhličitý, kyselina močová, kyselina mléčná, močovina a kreatinin.[3] Lymfatické kapiláry spojte se s většími lymfatickými cévami a vypusťte lymfatický tekutina shromážděná v mikrocirkulace.
Během brzy embryonální vývoj[4] skrz se tvoří nové kapiláry vaskulogeneze, proces tvorby krevních cév, ke kterému dochází prostřednictvím a de novo produkce endoteliální buňky které pak tvoří vaskulární trubice.[5] Termín angiogeneze označuje tvorbu nových kapilár z již existujících krevních cév a již přítomného endotelu, který se dělí.[6]
Struktura
Krev proudí ze srdce tepny, které se větví a zužují do arterioly, a poté se větví dále do kapilár, kde se vyměňují živiny a odpady. Kapiláry se pak spojí a rozšíří, aby se staly venuly, které se zase rozšiřují a sbližují, aby se staly žíly, které poté vracejí krev zpět do srdce prostřednictvím venae cavae. V mezenterie, metarterioly tvoří další stupeň mezi arterioly a kapilárami.
Jednotlivé kapiláry jsou součástí kapilární lůžko, propojovací síť dodávajících kapilár papírové kapesníky a orgány. Více metabolicky aktivní tkáň je, tím více kapilár je vyžadováno pro dodávání živin a odvádění produktů metabolismu. Existují dva typy kapilár: pravé kapiláry, které se větví z arteriol a zajišťují výměnu mezi tkání a kapilární krví, a sinusoidy, druh kapiláry s otevřenými póry nalezený v játra, kostní dřeň, přední hypofýza a mozek cirkumventrikulární orgány. Kapiláry a sinusoidy jsou krátké cévy, které přímo spojují arterioly a venuly na opačných koncích lůžek. Metarterioly se nacházejí především v mezenterické mikrocirkulace.[1]
Lymfatické kapiláry mají o něco větší průměr než krevní kapiláry a mají uzavřené konce (na rozdíl od krevních kapilár otevřených na jednom konci do arteriol a na druhém konci do žilních žil). Tato struktura to umožňuje intersticiální tekutina proudit do nich, ale ne ven. Lymfatické kapiláry mají větší vnitřní onkotický tlak než krevní kapiláry, kvůli větší koncentraci plazmatické proteiny v mízi.[7]
Typy
Existují tři typy krevních kapilár:
Kontinuální
Kontinuální kapiláry jsou spojité v tom smyslu, že endoteliální buňky poskytují nepřerušovanou výstelku a umožňují pouze menší molekuly, jako je voda a ionty, projít jejich mezibuněčné štěrbiny.[8][9] Molekuly rozpustné v tucích mohou pasivně difundovat přes membrány endoteliálních buněk podél gradientů koncentrace.[10] Kontinuální kapiláry lze dále rozdělit na dva podtypy:
- Ty s četnými transportními vezikuly, které se nacházejí hlavně v kosterní svalstvo, prsty, pohlavní žlázy a kůže.[11]
- Ty s několika vezikuly, které se primárně vyskytují v centrální nervový systém. Tyto kapiláry jsou součástí hematoencefalická bariéra.[9]
Fenestrated
Fenestrované kapiláry mají póry známé jako fenestrae (latinský pro „okna“) v endoteliálních buňkách, které jsou 60–80nm v průměru. Jsou překlenuty diafragmou radiálně orientovanou fibrily což umožňuje difúzi malých molekul a omezeného množství proteinu.[12][13] V renální glomerulus existují buňky bez membrán, tzv podocyt nožní procesy nebo stopky, které mají štěrbinové póry s funkcí analogickou k bránici kapilár. Oba tyto typy krevních cév mají kontinuální průběh bazální laminae a jsou primárně umístěny v endokrinní žlázy, střeva, slinivka břišní a glomeruli z ledviny.
Sinusový
Sinusové kapiláry nebo diskontinuální kapiláry jsou speciální typ kapiláry s otevřenými póry, známý také jako a sinusoida,[14] které mají širší průměry 30–40 μm a širší otvory v endotelu.[15] Fenestrované kapiláry mají membrány, které zakrývají póry, zatímco sinusoidům chybí membrána a mají pouze otevřený pór. Tyto typy krevních cév umožňují Červené a bílé krvinky (Průměr 7,5 μm - 25 μm) a různé sérum proteiny projít, podporovaný diskontinuální bazální lamina. Tyto kapiláry chybí pinocytotické vezikuly, a proto využívají mezery přítomné v buněčných spojích k umožnění přenosu mezi endotelovými buňkami, a tedy přes membránu. Sinusoidy jsou nepravidelné prostory plné krve a nacházejí se hlavně v játra, kostní dřeň, slezina a mozek cirkumventrikulární orgány.[15][16]
Funkce
Stěna kapiláry plní důležitou funkci tím, že umožňuje průchod živin a odpadních látek. Molekuly větší než 3 nm jako albumin a další velké proteiny procházejí transcelulární transport uvnitř vezikuly, což je proces, který vyžaduje, aby prošli buňkami, které tvoří zeď. Molekuly menší než 3 nm, jako je voda a plyny, procházejí kapilární stěnou prostorem mezi buňkami v procesu známém jako paracelulární transport.[17] Tyto transportní mechanismy umožňují obousměrnou výměnu látek v závislosti na osmotický gradienty a lze je dále kvantifikovat pomocí Starlingova rovnice.[18] Kapiláry, které jsou součástí hematoencefalická bariéra povolit však pouze transcelulární transport jako těsné spojení mezi endoteliální buňky utěsňují paracelulární prostor.[19]
Kapilární lůžka mohou řídit svůj průtok krve pomocí autoregulace. To umožňuje orgánu udržovat konstantní průtok i přes změnu centrálního krevního tlaku. Toho je dosaženo myogenní odpověď a v ledviny podle tubuloglomerulární zpětná vazba. Když se zvyšuje krevní tlak, arterioly se protahují a následně se stahují (jev známý jako Baylissův efekt ) působit proti zvýšené tendenci vysokého tlaku ke zvýšení průtoku krve.[Citace je zapotřebí ]
V plíce speciální mechanismy byly upraveny tak, aby vyhovovaly potřebám zvýšené potřeby průtoku krve během cvičení. Když se srdeční frekvence zvyšuje a plicemi musí protékat více krve, jsou přijímány kapiláry a jsou také roztaženy, aby se vytvořil prostor pro zvýšený průtok krve. To umožňuje zvýšit průtok krve, zatímco odpor klesá.[Citace je zapotřebí ]
Kapilární propustnost lze zvýšit uvolněním určitých cytokiny, anafylatoxiny nebo jiné mediátory (jako jsou leukotrieny, prostaglandiny, histamin, bradykinin atd.), které jsou vysoce ovlivňovány imunitní systém.[Citace je zapotřebí ]
Starlingova rovnice definuje síly napříč semipermeabilní membránou a umožňuje výpočet čistého toku:
kde:
- je čistá hnací síla,
- je konstanta proporcionality a
- je pohyb čisté tekutiny mezi odděleními.
Podle konvence je vnější síla definována jako kladná a vnitřní síla je definována jako záporná. Řešení rovnice je známé jako síťová filtrace nebo pohyb čisté tekutiny (Jproti). Pokud je pozitivní, tekutina bude mít tendenci odejít kapilára (filtrace). Pokud je negativní, tekutina bude mít tendenci vstoupit kapilára (absorpce). Tato rovnice má řadu důležitých fyziologických důsledků, zvláště když patologické procesy hrubě mění jednu nebo více proměnných.[Citace je zapotřebí ]
Proměnné
Podle Starlingovy rovnice závisí pohyb tekutiny na šesti proměnných:
- Kapilární hydrostatický tlak ( PC )
- Intersticiální hydrostatický tlak ( Pi )
- Kapilární onkotický tlak (πC )
- Intersticiální onkotický tlak (πi )
- Koeficient filtrace ( K.F )
- Koeficient odrazu (σ)
Klinický význam
Poruchy tvorby kapilár jako a vývojová vada nebo získaná porucha jsou rysem mnoha běžných a závažných poruch. V širokém spektru buněčných faktorů a cytokinů problémy s normální genetickou expresí a bioaktivitou faktoru vaskulárního růstu a propustnosti vaskulární endoteliální růstový faktor (VEGF) hraje při mnoha poruchách hlavní roli. Mezi buněčné faktory patří snížený počet a funkce odvozená z kostní dřeně endotelové progenitorové buňky.[20] a snížená schopnost těchto buněk vytvářet krevní cévy.[21]
- Tvorba dalších kapilár a větších krevních cév (angiogeneze ) je hlavním mechanismem, kterým rakovina může pomoci zlepšit svůj vlastní růst. Poruchy sítnicových kapilár přispívají k patogenezi související s věkem makulární degenerace.
- Snížená hustota kapilár (kapilární zředění) se vyskytuje ve spojení s kardiovaskulárními rizikové faktory[22] a u pacientů s ischemická choroba srdeční.[21]
Terapeutika
Mezi hlavní nemoci, kde může být užitečná změna tvorby kapilár, patří stavy, při nichž dochází k nadměrné nebo abnormální tvorbě kapilár, jako je rakovina a poruchy poškozující zrak; a zdravotní stavy, při nichž dochází ke snížení tvorby kapilár buď z rodinných nebo genetických důvodů, nebo jako získaný problém.
- U pacientů s poruchou sítnice souvisí s neovaskulárním věkem makulární degenerace, místní anti-VEGF léčba omezit biologickou aktivitu vaskulární endoteliální růstový faktor bylo prokázáno, že chrání vidění omezením progrese.[23] U široké škály rakovin byly studovány nebo jsou vyvíjeny léčebné přístupy zaměřené na snížení růstu nádoru snížením angiogeneze.[24]
Odběr krve
Odběr kapilární krve lze použít například k testování glukóza v krvi (například v monitorování glukózy v krvi ), hemoglobin, pH a laktát.[25][26]
Odběr kapilární krve se obvykle provádí vytvořením malého řezu pomocí a krevní lancet, následován vzorkování podle kapilární akce na řezu s testovací proužek nebo malé potrubí.[Citace je zapotřebí ]
Dějiny
Na rozdíl od populární mylné představy, William Harvey výslovně nepředpověděl existenci kapilár, ale jasně viděl potřebu nějakého spojení mezi arteriálními a žilními systémy. V roce 1653 napsal: „... krev vstupuje do každého člena tepnami a vrací se žilami a že žíly jsou cévy a způsoby, kterými se krev vrací do samotného srdce; a že krev v členech a končetinách prochází z tepen do žil (buď zprostředkovaně anastomózou, nebo okamžitě pórovitostmi masa nebo oběma způsoby) jako předtím v srdci a hrudníku z žil, do tepny ... “[27]
Marcello Malpighi byl první, kdo přímo a správně popsal kapiláry a objevil je v plicích žáby o 8 let později, v roce 1661.[28]
Viz také
Reference
- ^ A b Sakai, T; Hosoyamada, Y (2013). „Jsou prekapilární svěrače a metarterioly univerzální součástí mikrocirkulace? Historický přehled“. Žurnál fyziologických věd. 63 (5): 319–31. doi:10.1007 / s12576-013-0274-7. PMC 3751330. PMID 23824465.
- ^ "THH: 3,09 Kardiovaskulární systém". Citováno 3. června 2014.
- ^ Maton, Anthea; Jean Hopkins; Charles William McLaughlin; Susan Johnson; Maryanna Quon Warner; David LaHart; Jill D. Wright (1993). Biologie člověka a zdraví. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-981176-0.[stránka potřebná ]
- ^ "Embryologická variace během vývoje hlístic". www.wormbook.org.
- ^ John S.Penn (11. března 2008). Angiogeneze sítnice a choroidů. Springer. str. 119–. ISBN 978-1-4020-6779-2. Citováno 26. června 2010.
- ^ „Endoderm - Vývojová biologie - Knihovnička NCBI“. Citováno 2010-04-07.
- ^ Guyton, Arthur; Hall, John (2006). „Kapitola 16: Mikrocirkulace a lymfatický systém“. V Gruliow, Rebecca. Učebnice lékařské fyziologie (kniha) (11. vydání). Philadelphia, Pensylvánie: Elsevier Inc. str. 187–188. ISBN 0-7216-0240-1
- ^ Stamatovic, S. M .; Johnson, A. M .; Keep, R. F .; Andjelkovic, A. V. (2016). „Junctional bílkoviny hematoencefalické bariéry: nový pohled na funkci a dysfunkci“. Tkáňové bariéry. 4 (1): e1154641. doi:10.1080/21688370.2016.1154641. PMC 4836471. PMID 27141427.
- ^ A b Wilhelm, I .; Suciu, M .; Hermenean, A .; Krizbai, I. A. (2016). „Heterogenita hematoencefalické bariéry“. Tkáňové bariéry. 4 (1): e1143544. doi:10.1080/21688370.2016.1143544. PMC 4836475. PMID 27141424.
- ^ Sarin, H. (2010). „Překonávání výzev v účinném podávání chemoterapií pevným nádorům CNS“. Terapeutické dodání. 1 (2): 289–305. PMC 3234205. PMID 22163071.
- ^ Michel, C. C. (2012). "Elektronová tomografie váčků". Microcirculation (New York, N.y.: 1994). 19 (6): 473–6. doi:10.1111 / j.1549-8719.2012.00191.x. PMID 22574942.
- ^ Histologický obrázek: 22401lba z Vaughan, Deborah (2002). Učící se systém v histologii: CD-ROM a průvodce. Oxford University Press. ISBN 978-0195151732.
- ^ Pavelka, Margit; Jürgen Roth (2005). Funkční ultrastruktura: Atlas tkáňové biologie a patologie. Springer. p. 232.
- ^ "Histologická laboratorní příručka". www.columbia.edu.
- ^ A b Saladin, Kenneth S. (2011). Anatomie člověka. 568–569. ISBN 9780071222075.
- ^ Gross, P. M. (1992). "Circumventrikulární orgánové kapiláry". Pokrok ve výzkumu mozku. 91: 219–33. doi:10.1016 / S0079-6123 (08) 62338-9. ISBN 9780444814197. PMID 1410407.
- ^ Sukriti, S; Tauseef, M; Yazbeck, P; Mehta, D (2014). "Mechanismy regulující propustnost endotelu". Plicní oběh. 4 (4): 535–551. doi:10.1086/677356. PMC 4278616. PMID 25610592.
- ^ Nagy, JA; Benjamin, L; Zeng, H; Dvořák, AM; Dvořák, HF (2008). „Vaskulární permeabilita, vaskulární hyperpermeabilita a angiogeneze“. Angiogeneze. 11 (2): 109–119. doi:10.1007 / s10456-008-9099-z. PMC 2480489. PMID 18293091.
- ^ Bauer, HC; Krizbai, IA; Bauer, H; Traweger, A (2014). ""Nebudete procházet „- těsné spoje hematoencefalické bariéry“. Frontiers in Neuroscience. 8: 392. doi:10.3389 / fnins.2014.00392. PMC 4253952. PMID 25520612.
- ^ Gittenberger-De Groot, Adriana C .; Winter, Elizabeth M .; Poelmann, Robert E (2010). "Buňky odvozené z epikardu (EPDC) ve vývoji, srdečních onemocněních a léčbě ischemie". Journal of Cellular and Molecular Medicine. 14 (5): 1056–60. doi:10.1111 / j.1582-4934.2010.01077.x. PMC 3822740. PMID 20646126.
- ^ A b Lambiase, P. D .; Edwards, RJ; Anthopoulos, P; Rahman, S; Meng, YG; Bucknall, CA; Redwood, SR; Pearson, JD; Marber, MS (2004). „Cirkulující humorální faktory a endoteliální progenitorové buňky u pacientů s odlišnou koronární kolaterální podporou“ (PDF). Oběh. 109 (24): 2986–92. doi:10.1161 / 01.CIR.0000130639.97284.EC. PMID 15184289.
- ^ Poledne, JP; Walker, B R; Webb, D J; Shore, A C; Holton, D W; Edwards, H V; Watt, G C (1997). „Porucha mikrovaskulární dilatace a kapilární vzácnosti u mladých dospělých s predispozicí k vysokému krevnímu tlaku“. Journal of Clinical Investigation. 99 (8): 1873–9. doi:10,1172 / JCI119354. PMC 508011. PMID 9109431.
- ^ Bird, Alan C. (2010). „Terapeutické cíle u makulární choroby související s věkem“. Journal of Clinical Investigation. 120 (9): 3033–41. doi:10,1172 / JCI42437. PMC 2929720. PMID 20811159.
- ^ Cao, Yihai (2009). "Nádorová angiogeneze a molekulární cíle pro terapii". Frontiers in Bioscience. 14 (14): 3962–73. doi:10.2741/3504. PMID 19273326.
- ^ Krleza, Jasna Lenicek; Dorotic, Adrijana; Grzunov, Ana; Maradin, Miljenka (2015-10-15). „Odběr kapilární krve: národní doporučení jménem Chorvatské společnosti lékařské biochemie a laboratorní medicíny“. Biochemia Medica. 25 (3): 335–358. doi:10.11613 / BM.2015.034. ISSN 1330-0962. PMC 4622200. PMID 26524965.
- ^ Moro, Christian; Bass, Jessica; Scott, Anna Mae; Canetti, Elisa F.D. (2017-01-19). „Posílení odběru kapilární krve: Vliv kyseliny nikotinové a nonivamidu“. Journal of Clinical Laboratory Analysis. 31 (6): e22142. doi:10.1002 / jcla.22142. ISSN 0887-8013. PMID 28102549.
- ^ Harvey, William (1653). O pohybu srdce a krve u zvířat. str. 59–60.
- ^ John Cliff, Walter (1976). Cévy. Archivy CUP. p. 14.
externí odkazy
- Histologický obrázek: 00903loa - Histology Learning System na Bostonské univerzitě
- Microcirculatory Society, Inc.
- Průvodce histologií - kapiláry