Капилляры.

Капилляры — конечные разветвления артерий одновременно начало венозной сети. Соответственно в них различают артериальную и венозную части (или колена). Стенки капилляров очень тонки, они образованы одним слоем клеток, называемых эндотелиальными.

Переход веществ из крови в межклеточные пространства происходит через мельчайшие поры между эндотелиальными клетками, а также сквозь истонченные участки самих клеток, называемые «окошками». Таким образом, эндотелиальные клетки играют роль полупроницаемого барьера, отделяющего кровь от межклеточной жидкости. Уплотнение капиллярных стенок и уменьшение количества функционирующих капилляров ухудшает питание и дыхание близлежащих тканей. Такие нарушения капиллярной проницаемости лежат в основе развития многих патологических состояний.

Эндотелиальные клетки обладают весьма интересными особенностями. Они могут выполнять самые различные функции, например задерживать и переваривать стареющие красные кровяные тельца, пигменты, молекулы холестерина и жироподобных веществ (липоидов). В здоровом организме эндотелиальные клетки участвуют в росте и регенерации (восстановлении структуры) тканей, в образовании белков крови. Кроме того, они обеспечивают невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям (иммунитет) .

Клетки эндотелия капилляров способны освобождаться и совершать самостоятельные амебоидные движения, размножаться, поглощать бактерии и вредные для организма вещества.

Капилляры, в отличие от артерий и вен, могут вновь образовываться и исчезать. Это самые мелкие сосуды кровеносной системы, они в 15 раз тоньше человеческого волоса. Диаметр капилляров может изменяться в 2—3 раза. При максимальном сужении они не пропускают кровяных телец, в них находится только жидкая часть крови — плазма. Когда же капилляр расширен, клетки крови проходят по нему медленно, по одной, изменяя свою шарообразную форму на более удлиненную. Это имеет большое физиологическое значение, так как удлинение формы кровяных клеток увеличивает площадь их соприкосновения со стенкой капилляра, а медленное продвижение крови удлиняет время ее контакта со стенкой сосуда. Все это облегчает проникновение кислорода и питательных веществ из крови в ткани.

Капилляры пронизывают живую ткань на очень близком расстоянии друг от друга. «Нужно некоторое умственное напряжение,— писал известный физиолог А. Крог,— чтобы представить себе, как на булавочной головке уместятся приблизительно 700 параллельных приносящих кровь трубочек, а кроме того, еще и до 200 мышечных волокон».

Общая площадь поверхности всех раскрытых капилляров составляет около 6500 м². На этом обширном пространстве происходят обменные процессы — переход молекул кислорода, аминокислот, гормонов, ферментов, витаминов и других питательных веществ из крови и межтканевую жидкость, непосредственно омывающую клетки (мышечные, нервные и пр.). Из межклеточных же пространств обратно в кровеносные капилляры профильтровывается часть конечных продуктов внутриклеточного обмена веществ, которые затем уносятся с током крови в венулы и вены. Другая часть «шлаков» переходит в лимфатические капилляры, содержащие не кровь, а тканевую жидкость (лимфу). Эти капилляры начинаются от специальных мешочков, расположенных в межтканевых щелях. Стенки лимфатических капилляров, в отличие от стенок кровеносных сосудов, обладают односторонней проницаемостью, т. е. они пропускают вещества только снаружи вовнутрь. Сливаясь между собой, эти капилляры образуют специальный лимфатический аппарат с протоками, сосудистой сетью, магистральными путями, впадающими в венозную систему.

В капиллярах легких кровь отдает излишнюю углекислоту и обогащается кислородом, в капиллярах печени и почек она освобождается от отработанных (шлаковых) веществ.

В организме нет ни одного органа, ни одной ткани, благополучие которых не зависело бы самым непосредственным образом от состояния капиллярной системы.

В настоящее время признано, что практически ни одно заболевание не обходится без вовлечения в патологический процесс различных участков капиллярного русла.

Например, при воспалении легких первые болезненные изменения наблюдаются в стенках капилляров; при острых и хронических заболеваниях почек страдают капилляры не только почечной ткани, но и всего организма.

Любое психическое напряжение, самые обычные физические нагрузки сопровождаются усилением капиллярного кровотока. Именно с помощью различных микроциркуляторных реакций осуществляются процессы адаптации (приспособления) организма к изменениям внешней и внутренней среды. Таким образом, интенсивность капиллярного кровотока определяется условиями жизнедеятельности органов, тканей и клеток. В состоянии покоя (например, во время сна) 45— 50 % всей массы крови, имеющейся в организме, находится в кровяных депо — печени, селезенке, подкожных сосудистых сплетениях и легких. В это время кровь заполняет не все капилляры, часть из них выключена из кровообращения.

По мнению некоторых клиницистов и физиологов, анатомические и функциональные изменения капиллярной системы являются одним из основных признаков старения организма человека и главной причиной сопутствующих старению заболеваний. Согласно этой точке зрения, для старения организма решающее значение имеют снижение уровня обменных процессов в эндотелиальных клетках капилляров, утрата ими способности к поддержанию оптимальных условий жизнедеятельности окружающих тканей. При старении наблюдаются патологические изменения эндотелиальных клеток, их нагромождение друг на друга, неполное закрытие промежутков между ними. Изменения просвета капилляров (их сужение или расширение) приводят к замедлению кровотока, иногда происходит даже его полная остановка. Одновременно с этим отмечается уменьшение реактивной емкости ¹ капилляров. И тогда потребность в увеличенном кровотоке при физической или умственной работе не удовлетворяется.

Возрастное уплотнение стенок капилляров снижает их проницаемость, в результате чего ухудшаются условия питания и дыхания тканей, в них задерживаются и накапливаются продукты обмена веществ. Капилляры кожного покрова при старении человека неравномерно расширяются, кровоток в капиллярах, венулах и венах замедляется. Все это нарушает питание кожи, способствует развитию хронических язв, дерматитов.

Скорость движения крови по артериям, капиллярам и венам различна. Она обратно пропорциональна ширине сосудистого русла. И поскольку диаметр аорты, как уже говорилось, в 500—600 раз меньше суммы всех поперечных сечений капилляров, самая большая скорость наблюдается в аорте, наименьшая — в капиллярах. Разница в скорости очень велика: в аорте во время систолы она равна 21 см в секунду, а в капиллярах— только 0,3 мм, т. е. в 700 раз меньше.

Медленное движение крови в капиллярах способствует более полному насыщению клеток кислородом и питательными веществами. В венах скорость тока крови снова возрастает, и у впадения вен в правое предсердие она равна 15 см в секунду. Полный оборот по большому и малому кругу кровообращения кровь совершает приблизительно за 1 мин.

Давление крови в артериальной части кровеносной системы зависит, во-первых, от работы сердца как насоса, т. е. от силы сердечных сокращений, и, во-вторых, от сопротивления сосудистого русла, которое создается в основном в артериолах за счет сокращения циркуляторных мышц. При их сужении кровь с трудом проходит в капилляры, и ее давление в артериях увеличивается. Сердцу становится труднее работать, так как для того, чтобы протолкнуть кровь в аорту, нужно преодолеть сопротивление находящейся там крови.

Давление в артериях повышается при каждой систоле сердца. Это максимальное, или систолическое, давление крови. Во время расслабления сердечной мышцы давление крови понижается (минимальное, или диа-столическое, давление). В этот момент его величина зависит от сопротивления току крови в артериолах. В нормальных условиях часть арте-риол расширена, другая часть умеренно сужена, что создает небольшое сопротивление току крови с минимальным давлением, равным 60— 80 мм рт. ст. Сердцу легко преодолеть это сопротивление, и при его сокращении давление повышается до 110— 120 мм рт. ст. Такие величины кровяного давления наблюдаются в больших артериях. По мере продвижения крови по сосудам давление падает, так как энергия, с которой кровь выбрасывается во время систолы, затрачивается на преодоление сопротивления сосудистого русла.

В артериолах давление крови равно 30—40 мм, в капиллярах же оно сильно колеблется, находясь в зависимости от состояния артериол (когда артериолы открыты, давление в капиллярах возрастает). В небольших венах давление крови приблизительно такое же, как и в капиллярах. В крупных венах, расположенных в грудной полости, давление крови тесно связано с изменением внутригрудного давления во время дыхания. При вдохе, когда грудная клетка расширяется, давление крови в венах понижается и становится отрицательным (т. е. ниже атмосферного), при обычном выдохе оно повышается до 2—5 мм рт. ст. При форсированном выдохе и особенно при натуживании внутригрудное давление повышается еще более значительно, и это препятствует оттоку крови из вен брюшной полости и конечностей. В результате венозный возврат крови к сердцу уменьшается и артериальное давление падает.

В нормальных условиях максимальное и минимальное артериальное давление изменяется незначительно. Большие же колебания давления крови небезопасны для организма. Если максимальное давление будет очень высоким, стенки артерий могут не выдержать. Если же максимальное давление будет слишком низким, то уменьшится разница между давлением в артериальной и венозной системах, и кровообращение может нарушиться из-за недостаточного притока венозной крови к правому предсердию.

Для более ясного понимания причин, вызывающих развитие заболеваний системы кровообращения или способствующих ему, необходимо иметь представление о составе жидкой фазы внутренней среды организма человека, состоящей из крови, лимфы, или тканевой жидкости.

Когда человек здоров, его внутренняя среда имеет относительно стабильный состав, и это является основой поддержания нормальных условий существования клеток и тканей организма (гомеостаз).

¹ Реактивная емкость — повышение емкости капилляров при увеличении потребности в кровоснабжении данного органа. В состоянии покоя органа эта емкость уменьшается за счет закрытия некоторых капилляров.