Ohne die anderen beteiligten anatomischen Strukturen zu verletzen, kann man sagen, dass das gesamte Herz-Kreislauf-System nur dazu dient, die Kapillaren zu versorgen. Auf dieser Ebene findet tatsächlich der oben erwähnte Austausch von Nährstoffen, Hormonen, Antikörpern, Gasen und allem, was durch den hämatischen Strom übertragen wird, statt. Andererseits hängen die Zellen streng von der Fähigkeit der Kapillaren ab, alle für ihren Stoffwechsel notwendigen Elemente zu liefern und gleichzeitig den Abfall zu entfernen, der sie vergiften würde. Aber welche Regel diese Passage?
Der Austausch von Substanzen von Kapillaren zu Zellen kann im Wesentlichen von drei Arten sein.
A) Die erste wird durch die Diffusion dargestellt . Typisch für Gase ist die Nettobewegung von Molekülen vom Punkt der höchsten Konzentration bis zu einer niedrigeren Konzentration. Dieser Fluss setzt sich fort, bis die Moleküle gleichmäßig in jedem Teil des verfügbaren Raums verteilt sind. Der Großteil des Austauschs zwischen Plasma und interstitieller Flüssigkeit erfolgt durch einfache Diffusion, an der Substanzen wie Ionen, niedermolekulare Moleküle, Aminosäuren, Glucose, Metaboliten, Gase usw. Beteiligt sind. Sie filtern jedoch keine Moleküle mit einem Molekulargewicht von mehr als 60 kD, wie z. B. große Proteine und Blutkörperchen (weiße, rote Blutkörperchen usw.). Insbesondere passieren die fettlöslichen Substanzen die Plasmamembranen und der Austausch wird durch die Geschwindigkeit des Blutflusses begrenzt; Die wasserlöslichen dagegen passieren kleine Poren und ihr Fluss wird durch die Breite dieser Poren und den Radius des betrachteten Moleküls reguliert.
Der Diffusionsmechanismus wird bei Vorhandensein von Ödemen weniger effizient, da die große Menge an interstitieller Flüssigkeit den Abstand zwischen den Geweben und der Kapillare vergrößert.
B) Eine zweite Art des Austauschs ist das Filtrations-Reabsorptions-System, das - auch als Massenstrom bezeichnet - hauptsächlich den Durchgang von Flüssigkeiten reguliert. Wenn die Strömungsrichtung nach außen der Kapillaren gerichtet ist, spricht man von Filtration, während man bei nach innen gerichteter Strömung von Absorption spricht.
Die Regulierung dieses Flusses hängt von drei Faktoren ab: dem hydraulischen oder hydrostatischen Druck, dem onkotischen oder kolloidosmotischen Druck und der Permeabilität der Kapillarwand.
- Vor einigen Zeilen haben wir daran erinnert, dass der hydrostatische Druck am arteriellen Ende der Kapillare etwa 35 mm Hg beträgt, während der am venösen Ende etwa die Hälfte beträgt. Diese Werte spiegeln den seitlichen Druck wider, der durch den Blutfluss ausgeübt wird, der dazu neigt, die Flüssigkeit durch die Wände der Kapillare selbst herauszudrücken. Im Gegensatz dazu begünstigt der hydrostatische Druck, den die interstitielle Flüssigkeit ausübt (geschätzt auf 2 mm Hg), den entgegengesetzten Weg, drückt gegen die Wände der Kapillare und begünstigt den Eintritt von Flüssigkeiten in sie.
- Der zweite Faktor, der onkotische Druck, hängt stark von der Proteinkonzentration in den beiden Kompartimenten ab. Diese haben in der Tat eine sehr ähnliche Zusammensetzung, mit Ausnahme von Plasmaproteinen, die in der interstitiellen Flüssigkeit fast nicht vorhanden sind. Der onkotische Druck stellt die Kraft dar, die den Durchtritt von Wasser durch einfache Diffusion von der "proteisch" weniger konzentrierten in die stärker konzentrierte Kammer durch eine dazwischen angeordnete semipermeable Membran reguliert (die den Durchtritt von Wasser ermöglicht, jedoch nicht von den darin enthaltenen Proteinen). und in diesem Fall durch die Kapillarwände gegeben.
Der von den im Blut vorhandenen Proteinen ausgeübte onkotische Druck beträgt 26 mm Hg, während er in der interstitiellen Flüssigkeit nahezu vernachlässigbar ist.
- Der dritte und letzte Faktor ist der hydraulische Leitwert, der die Wasserdurchlässigkeit der Kapillarwand ausdrückt. Diese Größe variiert je nach den morphologischen Eigenschaften der Kapillaren (zum Beispiel ist sie bei den für die Niere typischen Fenstern größer).
Diese drei Elemente sind in Starlings Gesetz artikuliert:
Der Kapillaraustausch hängt von einer konstanten hydraulischen Leitfähigkeit multipliziert mit der Differenz zwischen dem hydrostatischen Druckgradienten und dem kolloidosmotischen Druckgradienten ab.
STARLING-GESETZ Jv = Kf [(Pc - Pi) - σ (ppc-ppi)]
Am arteriellen Ende der Kapillare hätten wir einen Nettofiltrationsdruck von:
| [(35 - (- 2)] - (25-0) = 12 mm Hg | Dieser Druck bewirkt die Freisetzung von Flüssigkeiten und Metaboliten im Blut (Filtration erfolgt) |
Entlang des Durchgangs in den Kapillaren werden Geschwindigkeit und Hydraulikdruck aufgrund von Reibung verringert. Der onkotische Druck bleibt in der Regel gleich, außer wenn die Kapillarwände für Proteine mit niedrigem Molekulargewicht ziemlich durchlässig sind. Diese Eigenschaft hat wichtige Auswirkungen, da sie den onkotischen Kapillardruck verringert und den interstitiellen Druck erhöht. Um dieser Möglichkeit Rechnung zu tragen, wurde das Laplace-Gesetz durch Einfügen des sogenannten Reflexionskoeffizienten (σ) korrigiert, so dass: Jv = Kf [(Pc - Pi) - σ (ppc-ppi)].
Der Reflexionskoeffizient variiert von 0 (für Proteine vollständig durchlässige Kapillarwand) bis 1 (für Proteine undurchlässige Kapillarwand).
Am venösen Ende der Kapillare hätten wir einen Nettofiltrationsdruck von:
| [(15 - (- 2)] - (25-0) = -8 mm Hg | Dieser Druck bewirkt das Eindringen von Flüssigkeiten und Zellmetaboliten in das Blut (Reabsorption erfolgt). |
HINWEIS: Der niedrigere Reabsorptionsdruck wird durch die größere Durchlässigkeit der Kapillare für den Venenkopf ausgeglichen. Trotzdem ist das gefilterte Volumen immer noch größer als das resorbierte. Tatsächlich werden nur 90% des gefilterten Volumens am arteriellen Ende vom venösen resorbiert; Die verbleibenden 10% (ca. 2 l / d) werden vom Lymphsystem zurückgewonnen, wodurch die Bildung von Ödemen verhindert wird, indem es in die Blutbahn geschüttet wird.
Die in den Beispielen angegebenen Druckwerte sind Richtwerte und keine seltenen Ausnahmen. Die Kapillaren, aus denen beispielsweise die Glomeruli von Nierennephronen bestehen, filtern in der Regel über ihre gesamte Länge, während einige Kapillaren, die sich auf der Ebene der Darmschleimhaut befinden, nur Nährstoffe und Flüssigkeiten aufnehmen und sammeln.
C) Der dritte Mechanismus wird als Transzytose bezeichnet und ist für den Transport einiger Moleküle mit hohem Molekulargewicht verantwortlich, beispielsweise bestimmter Proteine, die nach dem Einbau in Vesikel durch Endozytose das Epithel passieren und durch Exozytose in die interstitielle Flüssigkeit freigesetzt werden.
