Микроциркуляция (обменные процессы в капиллярах)

Обмен путем диффузии

Двусторонняя диффузия происходит за счет наличия градиента концентрации (или градиента напря­жения) — вещества идут через капиллярную стенку по градиен­ту концентрации. Например, кислород поступает к тканям, а углекислый газ поступает в капилляры. Скорость диффузии огромна — за 1 мин. через все капилляры диф­фундирует около 60 л, а за сутки 85 000 л. Пока кровь проходит через капилляр, может произойти 40-кратный обмен между кровью и тканями. При этом число молекул. Переходящих из капилляра ив капилляр, примерно одинаково, и поэтому объем плазмы и межклеточной жидкости практически не изменяется.

2-й важный механизм — это фильтрация жидкой части крови вместе с растворенными в ней веществами и обратная реабсорбция жидкости. В среднем, из капилляров каждую ми­нуту выходит – фильтруетсяоколо 14 мл или около 20 л за сутки жидкости. Вышедшая на артериальном конце капилляра жидкость дренирует межклеточное пространство, очищая его от метаболитов и ненужных частиц. На венозном конце капилляра большая часть жидкости вместе с метабо­литами вновь поступает – реабсорбируетсявкапилляр и затем переносится в венозное русло. В среднем, воз­вращается около 18 л. Остальная часть — 2л — идет на образование лимфы. Это своеоб­разный дренаж тканей, благодаря которому крупные частицы, не способные пройти через стенку капилляра, проходят по лимфатической системе, в том числе через лимфатические узлы, где подвергаются разрушению. В конечном итоге лимфа через грудной и шейный лимфатические протоки возвращается в венозное русло.

Силы, которые определяют интенсивность процесса фильтрации и реабсорбции, это:

1. Ги­дростатическое давление крови;

2. Гидростатическое давление межклеточной жидкости;

3. Онкотическое давление плазмы;

4. Онкотическое давление межклеточной жидкости.

Рис. 37. Схема обмена жидкостью между кровеносным капилляром и межклеточным про­странством в скелетной мышце. Ргк - гидроста­тическое давление в капилляре; Ргт-гидростатическое давление тканевой жидкости; Рок и Рот - онкотическое давление в капилляре и тканевой жидкости соответственно; Рэфф - эффективное трансмуральное фильтрационное дав­ление; Р0- суммарное онкотическое давление. Для упрощения схемы принято, что Рок и Рот одинаковы на всем протяжении капилляров. Целые числа на верхнем рисунке указывают, на­сколько возрастает средняя концентрация белков от артериального конца капилляра к венозному, а дроби отражают относительный объем ткане­вой жидкости, который в норме реабсорбируется в капиллярах и удаляется по лимфатическим сосудам.

На арте­риальном конце капилляра большого круга кровообращения величина гидростатического давления, которая способствует фильтрации, составляет 30—35 мм рт. ст., или в среднем 32,5 мм рт. ст. Гидростатическое давление межклеточной жидкости или тканевой жидкости составляет около 3—0 мм рт. ст., онкотическое давление плазмы равно 25 мм рт. ст., а онко­тическое давление межклеточной жидкости (тканевой жидкости) составляет 4,5 мм рт. ст.

Итак, способствуют фильтрации — гидростатическое давление плазмы (32,5 мм) и он­котическое давление тканей (4,5 мм рт. ст.): 32,5 + 4,5 = 37 мм рт. ст.

Препятствуют фильт­рации (способствуют реабсорбции)— онкотическое давление плазмы (25 мм рт. ст.) и гид­ростатическое давление ткани (межклеточной жидкости) — 3 мм рт. ст.: 25 + 3 = 28 мм рт. ст.

Таким образом, 37 мм рт. ст. — 28 мм рт. ст. = 9 мм рт. ст. Эта сила является результиру­ющей, и она способствует процессу фильтрации.

Ясно, что рост уровня гидростатического давления, т. е. давления на артериальном конце капилляра и/или снижение онкотического давления плазмы (например, при гипопротеинемии) будет способствовать росту объема фильтрации, а противоположные процессы, наоборот, препятствовать этому. В почках, где давление на артериальном конце капилляра достигает 70 мм рт. ст., объем фильтрации достигает огромных значений — около 120 мл/мин или 180 л/сутки. В капиллярах малого круга кровообращения давление в капиллярах низкое — до 5 мм рт. ст., поэтому процесс фильтрации в норме здесь отсутствует. При гипертензии малого круга кровообращения (т. е. при резком повышении давления — выше 30 мм рт. ст.) возникает вероятность фильт­рации, что грозит развитием отека легкого — одного из самых опасных состояний для чело­века, нарушающих транспорт газов в легких.

На венозном конце капилляра в большом круге кровообращения давление составляет 10—17 мм рт. ст. (возьмем для расчета 17 мм рт. ст.) В этом случае:

фильтрационное давление — 17 мм рт. ст. + 4,5 мм рт. ст. = 21,5 мм рт. ст.;

реабсорбционное давление — 25 + 3 = 28 мм рт. ст.

Результирующая сила минус 6,5 мм рт. ст., она вызывает процесс реабсорбции — об­ратного входа воды и растворенных в ней веществ в венозную часть капилляра.

Из представленных данных видно, что фильтрационное давление на артериальном конце выше (9 мм рт. ст.), чем реабсорбционное давление на венозном конце капилляра (6,5 мм рт. ст.). Это объясняет причину того, что объем фильтрации выше, чем объем реабсорб­ции (20 л против 18 л за сутки).

Итак, процессы фильтрации и реабсорбции, совершаемые в соответствии с законами физики и химии, играют важную роль в процессах дренажа тканей. При нарушении нор­мальных взаимоотношений (гидростатического или онкотического давлений) могут возник­нуть опасные для жизни состояния, связанные с чрезмерным выходом жидкости из крови.