Процеси обміну в мікроциркуляторному руслі

стінка капіляра найкращим пристосована для виконання обмінних функцій. У переважній кількості органів стінка капіляра складається тільки з одного шару ендотеліальних клітин, між якими існують вузькі щілини. У мембрані ендотеліоцитів є велика кількість дрібних nop. У той же час стінка капілярів окремих органів має своєрідну будову. Так, клубочки нирок, слизової кишечника мають вікончасті капіляри. їх віконця (фенестри) діаметром 0,1 мкм забезпечують інтенсивне проходження не тільки води, але і досить великих молекул. В кістковому мозку, печінці, селезінці частина капілярів має переривчасту стінку, через яку легко проходить не тільки плазма, а неушкоджені формені елементи.
Розрізняють два основних механізми (дифузія і фільтрація), що забезпечують процеси обміну в капілярах. Дифузія води і іонів відбувається через пори мембран і міжклітинні з'єднання. Рушійна сила дифузії - градієнт концентрації іонів і рух розчинника слідом за іонами. Процес дифузії в кровоносних капілярах настільки активний, що під час проходження крові капіляром вода плазми встигає 40 разів обмінятися з рідиною міжклітинної простору. У стані фізіологічного спокою через стінки всіх капілярів за 1 хв проходить до 60 л води. Звичайно, скільки води виходить з крові, стільки ж її повертається назад. Шляхом дифузії через мембрани обмінюються також гази.
Вода і розчинені в ній сполуки обмінюються теж шляхом фільтрації з наступною реабсорбцией. Відповідно до теорії "Старлінг, ці процеси здійснюються пасивно (без використання енергії) за рахунок взаємодії кількох рушійних сил: гідростатичного тиску в капілярах (РГК), гідростатичного тиску в тканинної рідини (РМТ), онкотичного тиску плазми в капілярах (Рок) і онкотичного тиску тканинної рідини (Рот). під впливом РГК і Рот рідина виходить з капіляра в тканини, під дією РМТ і Рок - входить в капіляр. Таким чнном, обсяг рідини (V), фільтрується, можна обчислити за формулою:
V = (РГК + Рот - РМТ - Рок) • До, де До - коефіцієнт фільтрації.
Якщо V позитивна величина, то виникає фільтрація, якщо негативний - реабсорбція.
Прямими вимірюваннями і за допомогою розрахунків було встановлено, що величина тиску в кінці капіляра дорівнює 32,5 мм рт. ст. (5 кПа), в тканинної рідини - 3 мм рт. ст. (0,4 кПа). Онкотичноготиск плазми становить 25 мм рт. ст. (3,3 кПа), в тканинної рідини - 4,5 мм рт. ст. (0,55 кПа). Виходячи з цих показників, можна визначити фільтраційний і ефективний реабсорбційну тнск. Якщо в кінці артеріального капіляра спрямований назовні тиск одно 37 мм рт. ст., або 4,9 кПа (РГК = 32,5 + Рот = 4,5), а йому протистоїть тиск 28 мм рт. ст., або 3,7 кПа (Рок = 25 + РМТ = 3), спрямований всередину капіляра, то ефективний фільтраційний тиск становитиме 37 - 28 = 9 мм рт. ст. (1,2 кПа).
Внаслідок цього в артеріальній частині капіляра вода разом з іонами залишає судинне русло. При русі крові через капіляр основна виштовхує сила (гідродинамічний тиск) поступово зменшується. Через це знижується також і фільтраційний тиск. Це обумовлено тим, що тиск в кінці венозного капіляра, спрямований назовні, дорівнює 22 мм рт. ст., або 2,2 кПа (РГК = 17,5 + Рот == 4,5), а тиск, спрямований всередину - 28 мм рт. ст. (3,7 кПа). Виходячи з цього, ефективний реабсорбційну тиск дорівнює 22 - 28 = -6 мм рт. ст. (-0,8 кПа).
У початковій частині капіляра під дією фільтраційного тиску приблизно 0,5% плазми переходить в тканини. Оскільки сумарний фільтраційний тиск в артеріальній половині капіляра вище, ніж сумарний реабсорбційну тиск у венозній, в кровотік повертаються не 100% рідини, що вийшла, а лише близько 90%. Рідина, що залишилася (10%) ,. виділяється через лімфатичні судини. В середньому за добу фільтрується близько 20 л, реабсорбується 18 л, а 2 л є основою для утворення лімфи.
При зміні будь-якого із зазначених параметрів може порушитися співвідношення фільтрації і реабсорбції. Особливу роль відіграє внутрішньокапілярній тиск. Збільшення його, а це може бути наслідком посилення припливу або утруднення відтоку крові, призводить до ще більшого переважання фільтрації над реабсорбцией. Природно, що при падінні тиску умови для фільтраційного обміну води погіршуються. Тому в нормі кровотік в капілярі підтримується на постійному рівні відповідними структурами, що входять в систему мікроціркуляційного русла.
У наведену класичну схему Старлінг, згідно з сучасними уявленнями, потрібно внести ряд коректив. По-перше, слід врахувати, що ендотелій судин є не пасивною структурою, а активним утворенням і власні обмінні процеси в ньому впливати на обмін води. По-друге, в реальних умовах кровотік в капілярах не є постійним, тому швидкість руху крові, обсяг і тиск можуть коливатися. По-третє, скорочення ендотеліоцитів може привести до збільшення міжклітинних просторів, і тоді капіляр по всій своїй довжині пропускати не тільки воду і іони, але і дрібні білки.
Причому посткапілярні венули в багатьох органах можуть пропускати навіть великі молекули білка. І все ж потрібно враховувати, що для утримання рідини в судинному руслі основне значення належить онкотичного тиску. При його зниженні (хвороби нирок, голодування та ін.) Реабсорбція знижується і розвиваються набряки тканин. Умови фільтрації і реабсорбції можуть змінюватися також і в залежності від напруги роботи органу, стану центральної гемодинаміки.
В відтоку рідини важливу роль відіграє і лімфатична система. При порушенні цього механізму розвиваються набряки. Якщо ж лімфатична система функціонує нормально, то і при зміні умов фільтрації і реабсорбції в капілярах набряк може не з'явитися, оскільки лімфатична система компенсує порушення, які виникають.
Названі вище величини тиску в капілярах різних органів можуть відрізнятися, що обумовлено особливостями кровообігу в кожному конкретному органі. Так, в капілярах ниркових клубочків тиск одно 65-70 мм рт. ст. (8,7-9,3 кПа), а в капілярах, які обплітають ниркові канальці, - лише 14-18 мм рт. ст. (1,9-2,4 кПа). Тому в клубочках відбувається тільки фільтрація, а капіляри канальців служать для реабсорбції. Низький рівень тиску в малому колі кровообігу також перешкоджає фільтрації.