Kapillärstruktur och funktion i kroppen

Kapillärer är de minsta blodkärlen i kroppen, som förbinder de minsta artärerna med de minsta åren. Dessa fartyg kallas ofta "mikrocirkulationen". Endast två lager av celler tjocka, syftet med kapillärer är att spela den centrala rollen i cirkulationen, leverera syre i blodet till vävnaderna och plocka upp koldioxid som ska elimineras. De är också den plats där näringsämnen levereras för att mata alla kroppens celler. Det finns tre primära typer av kapillärer, kontinuerliga, fenestrerade och diskontinuerliga eller sinusformiga som finns i olika delar av kroppen, och specialiserade kapillärer i hjärnan utgör blod-hjärnbarriären. Tester som utvärderar kapillärerna är viktiga för att utvärdera människor medicinskt och det finns flera medicinska tillstånd i samband med dessa kärl.

Struktur av kapillärer

Kapillärer är mycket tunna, ca 5 mikrometer i diameter och består av endast två lager av celler; ett inre skikt av endotelceller och ett yttre skikt av epitelceller. De är så små att röda blodkroppar behöver flöda genom dem enda fil. Om alla kapillärer i människokroppen var upptagna i en enda fil, skulle linjen sträcka sig över 100 000 miles. Det har beräknats att det finns 40 miljarder kapillärer i den genomsnittliga människokroppen. Omkring detta lager av celler är något som kallas källarmembranen, ett lager protein som omger kapillären.

Kapillärer i cirkulationssystemet

Kapillärer kan anses vara den centrala delen av cirkulationen. Blod lämnar hjärtat genom aortan och lungartärerna som reser till resten av kroppen respektive till lungorna. Dessa stora artärer blir mindre arterioler och slutligen smala för att bilda kapillärbädden. Från kapillärerna flyter blod i de mindre venulerna och sedan in i venerna, som flyter tillbaka till hjärtat.

Antal kapillärer varierar beroende på vävnadstyp

Antalet kapillärer i en vävnad kan variera mycket. Visst är lungorna packade med kapillärer som omger alveolerna för att plocka upp syre och släppa av koldioxid. Utanför lungorna är kapillärerna mer rikliga i vävnader som är mer metaboliska aktiva.

Funktion av kapillärer

Kapillärerna är ansvariga för att underlätta transport och utbyte av gaser, vätskor och näringsämnen i kroppen. Medan arterier och arterioler verkar för att transportera dessa produkter till kapillärerna, ligger det på kapillärnivå där utbytet sker. Kapillärerna fungerar också för att ta emot koldioxid och avfallsprodukter som sedan levereras till njurar och lever (för avfall) och lungorna (för utandning av koldioxid).

Gasutbyte

I lungorna diffunderar syre från alveolerna till kapillärer som ska fästas på hemoglobin och bäras genom hela kroppen. Koldioxid (från deoxifierat blod) flyter i sin tur från kapillärerna tillbaka till alveoler för att utandas i miljön.

Fluid och Nutrient Exchange

Likaså vätskor och näringsämnen diffus genom selektivt permeabla kapillärer i kroppens vävnader och avfallsprodukter uppsamlas i kapillärerna som transporteras genom vener till njurar och lever där de därmed behandlas och elimineras från kroppen.

Typer av kapillärer

Det finns 3 primära typer av kapillärer i cirkulationen:

• Kontinuerlig: Dessa kapillärer har inga perforeringar och tillåter endast små molekyler att passera genom. De är närvarande i muskler, hud, fett och nervvävnad.
• fönstrade: Dessa kapillärer har små porer som tillåter små molekyler och ligger i tarmarna, njurarna och endokrina körtlar.
• Sinusformad eller diskontinuerlig: Dessa kapillärer har stora öppna porer, tillräckligt stora för att tillåta blodceller. De är närvarande i benmärgen, lymfkörtlarna och mjälten, och är i grunden de "läcksta" av kapillärerna.

Blood-brain barrier

I centrala nervsystemet utgör kapillärerna det som kallas blod-hjärnbarriären. Denna barriär begränsar förmågan hos toxiner (och tyvärr många kemoterapeutiska medel och andra läkemedel) att passera in i hjärnan. Letar efter droger som kan passera genom blod-hjärnbarriären och därmed behandla tillstånd som hjärnmetastaser från ett antal cancerformer, är ett aktivt forskningsområde.

Blodflöde genom kapillärerna

Eftersom blodflödet genom kapillärerna spelar en så viktig roll för att behålla kroppen, kan du undra vad som händer när blodflödet förändras, till exempel om ditt blodtryck skulle falla (hypotension.) Kapillärbäddar regleras genom något som kallas autoregulation, så att Om blodtrycket skulle falla, kommer flödet genom kapillärerna att fortsätta att ge syre och näringsämnen till kroppens vävnader. Med träning rekryteras fler kapillärbäddar i lungorna för att förbereda sig för ökat syrebehov i kroppens vävnader.
Blodflödet i kapillärerna styrs av prekapillära sfinkter. En prekillär sfinkter är muskelfibrerna som styr blodförflyttningen mellan arterioler och kapillärer.

Kapillär mikrocirkulation

Reglering av fluidrörelse mellan kapillärerna och de omgivande interstitiella vävnaderna bestäms av balansen mellan två krafter: det hydrostatiska trycket och det osmotiska trycket.
På den arteriella sidan av kapillären är det hydrostatiska trycket (trycket som kommer från hjärtat som pumpar blod och elasticiteten hos artärerna) hög. Eftersom kapillärerna är "läckande" pressar detta tryck vätska och näringsämnen mot kapillärens väggar och ut i interstitiellt utrymme och vävnader.
På kärlsidan av kapillären har det hydrostatiska trycket sjunkit avsevärt. Vid denna tidpunkt är det det osmotiska trycket i vätskan i kapillären (på grund av närvaron av salter och proteiner i blodet) som drar vätskor tillbaka in i kapillären. Osmotiskt tryck kallas också onkotiskt tryck och det som drar vätskor och avfallsprodukter ur vävnaderna och in i kapillären som ska returneras till blodet (och sedan levereras till njurarna bland andra platser.)

Kapillärerna "Visuellt" och Diagnos

Kapillärer är viktiga medicinska på många sätt, och det finns sätt att du faktiskt kan indirekt observera dessa små blodkärl.

Hudblanchering

Om du någonsin undrat varför din hud blir vit när du sätter press på det är svaret kapillärerna. Tryck på huden pressar blod ut ur kapillärerna, vilket resulterar i blanchering eller blekt utseende när trycket avlägsnas. 

petekier

Om du utvecklar utslag kan en läkare trycka på huden för att se om fläckarna blir vita. När kapillärerna är trasiga läcker blodet in i huden och de röda fläckarna kommer att förbli jämn med tryck. Dessa kallas petechiae, och är förknippade med olika förhållanden än utslag som blancherar med tryck.

Kapillär påfyllning

Läkare checkar ofta efter "kapillärpåfyllning." Detta testas genom att observera hur snabbt huden blir rosa igen efter det att trycket släppts och kan ge en uppfattning om vävnadens hälsa. Ett exempel på denna användning skulle vara hos personer med brännskada. En andra gradersbränning kan avslöja kapillärpåfyllning för att vara något försenad, men i en tredje gradersbränning skulle det inte vara någon kapillärpåfyllning alls.
Nödreaktorer kontrollerar ofta kapillärpåfyllning genom att trycka på en fingernagel eller tånagel, sedan släppa ut trycket och vänta på att se hur lång tid det tar för nagelbädden att bli rosa igen. Om färgen återvänder inom två sekunder (hur mycket tid det tar att säga kapillärpåfyllning) är cirkulationen till armen eller benet troligen okej. Om kapillärpåfyllning tar mer än två sekunder, är cirkulationen av lemmen förmodligen komprometterad och anses vara en nödsituation. Det finns andra inställningar där kapillärpåfyllning också är försenad, såsom vid uttorkning.

Tredje spacing och kapillär permeabilitet

Du kan höra läkare prata om ett fenomen som kallas "tredje avståndet". Kapillärpermeabilitet hänför sig till förmågan hos vätskor att passera ut ur kapillärerna i de omgivande vävnaderna. Kapillärpermeabilitet kan ökas med cytokiner (leukotriener, histaminer och prostaglandiner) som frigörs av celler i immunsystemet. Den ökade vätskan (tredje avståndet) lokalt kan resultera i nässelfeber. När någon är väldigt sjuk kan detta tredje avståndet på grund av läckande kapillärer vara utbredd, vilket ger kroppen en svullnad utseende.

Kapillärblodprover

Mestadels när du har tagit ditt blod, kommer en tekniker att ta blod från en ven i din arm. Kapillärblod kan också användas för att göra några blodprov, t.ex. för dem som övervakar sitt blodsocker. En lansett används för att skära på fingret (kapillärer) och kan användas för att testa blodsockret och blodets pH.

Villkor som involverar kapillärerna

Det finns flera både vanliga och ovanliga tillstånd som involverar kapillärerna. Några av dessa inkluderar:

Port Wine Stain (Födelsemärke)

Cirka 1 av 300 barn är födda med "födelsemärken" som består av ett område med röd eller lila hud i samband med dilaterade kapillärer. De flesta portvinsfärger är ett kosmetiskt problem snarare än ett medicinskt problem, men de kan blöda lätt när det är irriterat.

Kapillär malformation (Arteriovenous Malformation Syndrome)

Kapillär missbildning kan förekomma som en del av ett ärftligt syndrom som förekommer hos ungefär 1 av 100 000 personer av europeiskt anor. I detta syndrom finns det mer blodflöde än normalt genom kapillärerna nära huden, vilket resulterar i rosa och röda prickar på huden. Det kan förekomma ensamt, eller människor kan ha andra komplikationer av detta syndrom, såsom arteriovenösa missbildningar (onormala samband mellan artärer och vener) som i hjärnan kan orsaka huvudvärk och anfall.

Systemiskt kapillärläckasyndrom

En sällsynt sjukdom som kallas kapillärläckningssyndrom inbegriper läckande kapillärer som resulterar i konstant nasal trafikstockning och episoder av svimning på grund av snabba droppar i blodtrycket.

Macular Degeneration

Macular degeneration, som är den ledande orsaken till blindhet i USA, uppstår sekundärt för skada i näthinnan.

Ett ord från Verywell

Även om det minsta av blodkärl, har kapillärerna den största rollen att vara den plats där syre och koldioxid utbyts i alla vävnader, och där näringsämnen levereras och avfall tas bort från celler. De är också mycket viktiga vid medicinsk diagnos och ger ibland viktig information om en persons medicinska tillstånd. Medan man en gång trodde att vara ansvarig för främst kosmetiska förhållanden, förändrades det, eftersom deras roll i makuladegenerering hittades.