Система микроциркуляции: особенности функциональной организации и регуляции. Система микроциркуляции - основы патологической физиологии

Микроциркуляторная система осуществляет наиважнейшие для организма функции. Главная из них — обеспечение нормального течения обменных процессов.
Условно микроциркуляторную систему можно разделить на артериальную, капиллярную и венозную сеть. Основное звено микроциркуляции составляют капилляры. Кровь к капиллярам доставляют артериолы, а оттекающая из них кровь собирается в венулы, которые при необходимости способны перераспределять ее в разные участки организма.
Для бесперебойного осуществления процессов микроциркуляции имеют значение и физические свойства крови, определяющие ее текучесть. В норме эритроциты, например, проходя через капилляры, способны деформироваться, сгибаться. Если же движение крови замедляется, как то бывает при сердечной недостаточности, ожогах, интоксикации организма, эритроциты склеиваются между собой, забивая, как пробки, капилляры. При некоторых заболеваниях эритроциты становятся жесткими, застревают в капиллярах, нарушая их проходимость. Иногда вязкость крови повышается за счет склеивания тромбоцитов, прилипания их к стенке капилляров.
Капилляры активно участвуют в обмене веществ между кровью и клетками организма, вступая с ними в непосредственный контакт. Таким образом, они являются не только частью кровеносной системы, но и неотъемлемой частью любого органа. Лишенная мышечных элементов стенка капилляра тонка и податлива. Она способна растягиваться, что значительно увеличивает просвет сосуда.
В квадратном миллиметре мышечной ткани насчитывается 2000 капилляров. Много их в легких, сердце, печени, почках.
И вместе с тем, как показывают исследования, каждый орган функционирует, используя не все свои микроциркуляторные возможности. Так, в легких обычно работает лишь одна треть микрососудов, а две трети находятся в резерве. Они вступают в действие при повышении мышечной нагрузки, а также во время болезни, когда возникает необходимость активизировать газообмен.
Не меньшими резервами обладают и другие органы, которые мобилизуются, поддерживая состояние компенсации, когда организм борется с болезнью.
При различных заболеваниях в первую очередь страдает микроциркуляторная система. В одних случаях усиливается или ослабляется тонус артериол или венул, в других — проницаемость капилляров, в третьих — изменяются свойства крови.
В настоящее время врач имеет возможность с помощью совершенной техники получить полное представление о функции микрососудов, оценить происходящие в них изменения, а следовательно, и принять меры, направленные на нормализацию нарушенных функций.
Для этого используют лекарственные средства, применяют физиотерапевтические процедуры, лечебную физкультуру. Специалисты располагают медикаментами, воздействующими на разные звенья микроциркуляции. С помощью, например, гипотензивных средств снижают тонус артериол. А если его необходимо, наоборот, повысить, применяют так называемые прессорные средства. Вместе с упорядочением кровотока в капиллярной сети улучшаются и обменные процессы.
Когда развивается воспалительный процесс в органах и тканях, возникает необходимость воздействовать на проницаемость сосудистой стенки. Для этого используют комплекс медикаментов, включающий противовоспалительные средства, витамины, гормональные препараты.
При пороках сердца, ишемической болезни сердца, воспалении миокарда ослабленная мышца сердца не справляется с нагрузкой. Снизить нагрузку, а значит, уменьшить приток крови к сердцу помогают лекарства, расширяющие периферические сосуды.
У страдающих гипертонической болезнью наблюдаются изменения в стенках мелких сосудов, и они становятся более проницаемыми для белков крови. Белки пропитывают стенки артериол, из-за чего гибнет часть покрывающих сосуды эндотелиальных клеток, а на их месте разрастается соединительная ткань. Это влечет за собой усиление склеротических процессов. Разрастания соединительной ткани способны закрыть просвет сосудов сердца, почек, головного мозга. В результате нарушается кровообращение в этих органах. А при сужении сосудов почек начинает усиленно продуцироваться активное вещество — ренин, вызывающее еще более стойкое повышение артериального давления.
В арсенале врача есть препараты, которые предупреждают нарушение функции микроциркуляторной системы, в частности закупорку сосудов микроциркуляторного русла. К ним относятся такие медикаменты, как антикоагулянты, разжижающие кровь, антиагреганты, препятствующие слипанию эритроцитов.
Все это позволяет врачу своевременно на клеточном уровне воздействовать на патологический процесс, происходящий в организме, не допуская серьезных нарушений функции микроциркуляторной системы.

Н. М. МУХАРЛЯМОВ
Р. А. ГРИГОРЯНЦ

Микроциркуляция – важнейшая физиологическая основа обмена веществ в человеческом организме. Обогащение крови кислородом из легких и регулярное поступление питательных веществ через кишечник не имеет смысла, если все эти молекулы не попадут в органы и ткани. Именно через мельчайшие сосуды происходит обмен кислорода и питательных веществ в организме.

Немного физиологии

Микроциркуляторное русло – это удивительная сеть мелких артериол, венул и капилляров, распределяющих кровь по организму. Для лучшего понимания физиологических основ кровообращения необходимо рассмотреть всю систему в целом. Кровообращение включает следующие важные звенья:

1. Сердце представляет собой биологический насос, под действием которого кровь движется по сосудам и распределяется по всему организму. Проходя через легкие, кровь обогащается кислородом и отдает в выдыхаемый воздух углекислый газ.
2. Артерии – сосуды мышечного типа, по которым под действием работы сердца обогащенная кислородом и питательными веществами кровь движется по организму.
3. Вены – сосуды эластического типа, которые собирают кровь от органов и обеспечивают ее поступление обратно к сердцу.
4. Между артериальным и венозным находится микроциркуляторное русло. Оно состоит из мельчайших капилляров, через стену которых и происходит обмен веществ, каждая клетка получает кислород, питательные вещества. Параллельно происходит элиминация продуктов обмена веществ и углекислого газа.

Регуляция капиллярного кровотока – сложный физиологический процесс. Не все мельчайшие сосуды одинаково наполнены кровью в одно и то же время. Организм перераспределяет объем кровотока в зависимости от своих потребностей.

Микроциркуляция

Во время принятия пищи головной мозг и вегетативная нервная система стимулируют приток крови к желудочно-кишечному тракту. При тяжелых заболеваниях, шоковых состояниях происходит так называемая централизация кровотока. Все силы организма направляются на поддержание микроциркуляции в жизненно важных органах: головном мозге, сердце. Кровоток остальных органов находится на базовом уровне, необходимом для поддержания жизнедеятельности.

Проблемы с микроциркуляцией

Нарушение работы капиллярного русла лежит в основе большинства патологических процессов. На микроскопическом уровне происходит спазм артериол либо их закупорка микротромбами из форменных элементов крови. Это приводит к недостатку кислорода, переходу клеток на анаэробный (без участия кислорода) процесс расщепления глюкозы.

В результате в организме накапливаются кислые продукты обмена веществ, в частности, молочная кислота или лактат, что сильно усугубляет метаболические нарушения.

Некоторые заболевания, патогенез которых основан на микроциркуляторных нарушениях:

1. Сахарный диабет. Одно из основных осложнений – микроангиопатии, то есть патология именно капиллярного русла. Плохой контроль гликемии приводит к утолщению капиллярных стенок и нарушению транспорта через мембраны. Нарушается питание тканей, на ногах появляются . Поражение касается практически всех сосудов, даже артериол сетчатки в глазах.
2. (ИБС). Основная причина ИБС – отложение холестерина на стенках сосудов, образование атеросклеротических бляшек. Эти факторы нарушают нормальный периферический кровоток, сосуды становятся ригидными. Страдает не только миокард, но и другие органы. Трофические нарушения на нижних конечностях часто вызваны облитерирующим атеросклерозом сосудов.
3. Инсульт или нарушение мозгового кровообращения. Тромбоз или разрыв мозгового сосуда приводит и ишемическому или соответственно. Повреждение нервных клеток (нейронов) возникает вследствие блокады мельчайшего сосудистого русла.
4. Заболевания почек. Почечная патология связана с нарушением элиминации жидкости и продуктов азотистого обмена. Постепенное накопление мочевины также негативно влияет на сосудистую перфузию, нарушая нормальную трофику тканей.

Здесь перечислены далеко не все патологические процессы, патогенез которых основан на микроциркуляторных нарушениях. Наличие системного атеросклероза всегда усугубляет ситуацию. Пациентам с большим количеством холестериновых бляшек и утолщением сосудистых стенок , например, гораздо сложнее.

Поддерживающая терапия

Для оценки состояния микроциркуляторного русла медики используют специальный аппарат – анализатор микроциркуляции крови. При помощи накожных датчиков он оценивает наполнение капилляров кровью, тонус периферических артериол, а также насыщение крови кислородом (сатурацию).

Медицина сегодня обладает широким спектром лекарственных препаратов, устраняющих спазм сосудов и улучшающих микроциркуляцию. Назначать подобные препараты могут различные специалисты: при сахарном диабете – эндокринолог, при ИБС – терапевт или кардиолог, при инсульте или транзиторной ишемической атаке – невролог, займется хирург.

Вот некоторые лекарства и механизм их действия:

1. Антиагреганты (Аспирин, Клопидогрель) и антикоагулянты (Варфарин, Гепарин) препятствуют агрегации клеток крови и , нарушающих органное кровообращение. Назначаются лечащим врачом исключительно по показаниям. Самостоятельно принимать подобные лекарственные средства недопустимо.
2. Хорошо зарекомендовали себя ангиопротекторы – лекарства, укрепляющие сосудистую и капиллярную стенку и улучшающие транспорт кислорода и питательных веществ через мембраны. К этой группе относятся такие препараты, как Трентал, Курантил.
3. Средства ноотропного действия (Пирацетам, Мемотропил) оптимизируют микроциркуляцию головного мозга и применяются в качестве поддерживающей терапии и для профилактики инсультов.
4. Вазодилататоры – лекарства, устраняющие спазм артериол и улучшающие перфузию (Винпоцетин, Циннаризин).
5. Биогенные стимуляторы активизируют метаболизм, энергетический обмен между капилляром и клеткой. Препараты данной группы – Актовегин, Солкосерил.

Существуют не только таблетированные формы. Хирурги часто назначают различные мази, усиливающие приток крови к коже, что является профилактикой трофических перфузионных нарушений.

Коррекция микроциркуляторных нарушений должна проводиться в комплексе с лечением основного заболевания. При сахарном диабете необходимо поддержание гликемии в нормальных пределах, ИБС подразумевает снижение уровня холестерина и мониторинг . Только на таких условиях можно достичь стойкой ремиссии заболевания.

Микроциркуляция (греч mikros малый 4- лат. circulatio круговращение) - процесс направленного перемещения крови, лимфы, цереброспинальной, интерстициальной и других тканевых жидкостей организма на уровне тканевых микросистем, ориентированных вокруг кровеносных и лимфатических микрососудов. Тканевая микросистема - комплекс клеток, волокон соединительной ткани, нервных окончаний, а также вся совокупность биологически активных веществ, участвующих в регуляции процессов жизнедеятельности данной микросистемы. Микроциркуляция включает, таким образом, не только движение крови и лимфы, но и транспорт тканевых жидкостей, секретов различных желёз, а также веществ, растворенных в тканевых жидкостях. Иногда под микроциркуляцией понимают микрогемоциркуляцию, являющуюся одним из компонентов системы микроциркуляции.

В системе микроциркуляции выделяют три взаимосвязанных звена. Первое из них составляют мельчайшие кровеносные сосуды (артериолы, венулы, пре- и посткапилляры, истинные капилляры и артериоловенулярные анастомозы), которые участвуют не только в транспорте крови, но звено системы микроциркуляции - это пути транспорта веществ в тканях, включающие интерстициальные пространства (периваскулярные и межклеточные). Третье звено объединяет лимфатические капилляры, посткапилляры и собирательные лимфатические сосуды (см. Лимфатическая система).

Кровь несёт питательные вещества и кислород клеткам. Через стенку тонких кровеносных сосудов (капилляров, венул) они проникают в интерстиций, откуда попадают в клетки, где и усваиваются. Ненужные и отработанные вещества также поступают в интерстиций и перемещаются к стенкам венул и лимфатических капилляров. Ионы и мелкие или средние по величине молекулы возвращаются в кровь, крупные молекулы белков и липидов удаляются из тканей по лимфоносным путям.

Связь трёх звеньев микроциркуляции - кровеносного, лимфоносного и интерстициального - осуществляется через эндотелий кровеносных и лимфатических капилляров, который выполняет таким образом барьерную функцию. В интерстиций микроциркуляторное русло не имеет сформированных, закрепленных путей, поэтому ток тканевой жидкости совершается вдоль волокнистых структур и по окружности микрососудов.

По состоянию структурно-функциональных единиц микроциркуляторного русла судят о рабочих нагрузках и состоянии системы микроциркуляции в целом. Изменения в системе микроциркуляции наступают при многих болезнях. В свою очередь нарушения микроциркуляции могут явиться причиной патологических процессов в органах. Определение уровня микроциркуляции используется в процессе лечения ожоговой болезни (см. Ожоги), ишемической болезни сердца, наблюдения за состоянием больных во время продолжительных и травматичных оперативных вмешательств.

СИСТЕМА МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ

Акад. АМН СССР В. В. К у п р и я н о в, к. м. н. В. В. Банин

По вопросам, близким к освещаемой теме, в БМЭ опубликованы статьР1 Кровеносные сосуды, Лимфатические сосуды, Микроциркуляция, Проницаемость и др.

В настоящее время под системой микроциркуляции по-нихмают совокупность путей перемещения жидкостей в организме на микроскопическом уровне, способов переноса ионов, молекул, клеток, а также процессов обмена веществ, необходимых для жизнеобеспечения организма. Это открытая, живая система, обладающая свойством самоорганизации, зависящая от гомеостаза и воздействующая на него. Система микроциркуляции играет важную роль в живом организме. Существование живой материи на всех уровнях и во всех формах организации (клетки, ткани, органы) возможно только при условии доставки им необходимых питательных, пластических, регулирующих веществ и кислорода через систему микроциркуляции.

Первоосновой системы микроциркуляции в филогенезе является дососудистая микроциркуляция у низших беспозвоночных. С выделением эндотелия возникла система внутрисосудистой микроциркуляции, к-рая широко сообщалась с тканевыми лакунами, а затем все более и более обособлялась. Замкнутая микроциркуляция существует у кольчатых червей. У рыб кровеносная и лимфоносная система разделяются. Одновременно с обособлением внутрисосудистой микроциркуляции сохраняется и вне-сосудистая; обе системы сообщаются через субмикроско-пические отверстия в стенках капилляров.

У зародыша человека на ранних стадиях развития также наблюдается внесосудистая микроциркуляция, благодаря к-рой осуществляется гистотрофное питание. У 21-дневного эмбриона начинает сокращаться сердце; к этому времени образуются кровеносные сосуды и развивается внутрисосудистая микроциркуляция. Эндотелиальная выстилка, возникающая из клеток мезенхимы, в первичных капиллярах не является сплошной и непрерывной. Лимфатические капилляры также появляются на основе тканевых щелей. Внесосудистая микроциркуляция, обеспечивающая доставку веществ к клеткам и дренаж тканей, сохраняется в последующем в виде интерстициального транспорта.

Термин «микроциркуляция» был впервые применен в 1954 г. и вначале рассматривался как синоним капиллярного кровообращения. Однако исследователям, объединившим свои усилия в изучении микроциркуляции, постепенно становилось ясно, что концентрация внимания только на транспорте крови по микрососудам и через их стенки не позволяет охватить содержание проблемы в целом. В СССР была сформулирована точка зрения, согласно к-рой под микроциркуляцией следует понимать все транспортные и обменные процессы на микроскопическом уровне. Эта точка зрения была обсуждена на VII Всесоюзном съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (1966). Продолжение работ в избранном направлении и системный подход к накопленным знаниям привели к

Выделению В. В. Куприяновым (1972) системы микроциркуляции.

Интенсификация исследований по физиологии и патологии микроциркуляции в СССР связана гл. обр. с деятельностью А. М. Чернуха, его учеников и сотрудников. В их исследованиях были применены новые методики (телевизионная техника, прижизненные исследования с применением люминесцентной микроскопии и др.). По-новому были освещены вопросы проницаемости мембран, способы регуляции транспорта веществ, в частности роль в этих процессах системы тучных клеток. После Всесоюзных конференций по микроциркуляции (1972, 1977 и 1984) расширилось использование данных, касающихся микроциркуляции, в практической медицине.

Структура системы микр оциркуляции

Любая живая система, выражающая определенное единство органического субстрата, предполагает наличие подсистем, элементов, их связей и взаимодействий, т. е. структуру системы. В системе микроциркуляции первоначально была выделена материальная основа - весьма чуткая и мобильная мозаика путей микроциркуляции - микроциркуляторное русло. Оно соединяет артериальный отдел кровеносного русла с венозным, поэтому может быть названо гемомикроциркуляторным. Вместе с тем оно включает лимфоносные пути на микроскопическом уровне. Пути межсосудистого транспорта жидкостей, соединяющие сосуды гемомикроциркуляции и лимфатические микрососуды, и сосудисто-тканевые коммуникации также являются компонентами микроциркуляторного русла. Т. о., в состав микроциркуляторного русла входят все звенья гемомикроциркуляции (артериолы, прекапилля-ры, истинные капилляры, посткапилляры, венулы и атериоловенулярные анастомозы), микро лимфоносные

пути (лимфатические капилляры, посткапилляры, начальные и собирательные лимфатические сосуды) и интерстициальные, по к-рым перемещается тканевая жидкость. Микроциркуляторное русло - это морфологическая основа системы микроциркуляции, разделяемой на три подсистемы (компартменты, отсеки): кровеносную, лимфоносную и интерстициальную.

В отличие от классической ангиологии, рассматривающей в качестве центрального объекта исследования кровеносный капилляр, учение о микроциркуляции на основе трехкомпартментной модели перемещает центр внимания исследователей на анализ взаимоотношений и взаимодействий между кровью, интерстициальной жидкостью и лимфой. Такой анализ чрезвычайно важен для понимания основной функции системы микроциркуляции - обеспечения жизнедеятельности клеток. Начиная с 50-х гг. 20 в.- периода зарождения и становления учения о микроциркуляции-прослеживаются последовательные этапы изучения закономерностей организации микроциркуляторного русла и выполнения им гемодинамических и транспортных функций. Основа плодотворного исследования гемодинамики и связанных с ней процессов транс-

Порта жидкости через стенки капилляров была заложена работами известного американского патолога Цвейфаха (В. W. Zweifach).

Системно-структурный подход стал теоретической базой для понимания системы микроциркуляции как универсальной в масштабе всего организма системы жизнеобеспечения. Микроциркуляторное русло рассматривается в настоящее время как своеобразный «орган» циркуляторного и тканевого гомеостаза, ответственный за метаболический и жидкостный (водный) баланс в организме.

И. П. Павлов видел прогресс физиологии кровообращения «в систематическом исследовании тех взаимоотношений, в которых находятся отдельные составные части сложной гемодинамической машины во время ее жизнедеятельности». К таким исследованиям принадлежит изучение микроциркуляции крови по тончайшим сосудам, являющимся тоже частями сложной «гемодинамической машины».

Но гемодинамика на микроуровне определяется не только внутренними силами кровообращения, она закономерно подчинена метаболическим потребностям тканей, условиям окружающей капилляры среды (интерсти-ция) и даже уровню лимфообразования. Т. о., лишь при всестороннем охвате всех элементов системы микроциркуляции могут быть объяснены процессы макро- и микроциркуляции по сосудистым и внесосудистым путям. Возникает необходимость совместного рассмотрения циркуляции крови, образования и транспорта лимфы, движения жидкости и веществ через стенки обменных сосудов ж в интерстиции. Хотя каждый элемент системы микроциркуляции играет определенную, специфическую роль в транспортных взаимодействиях, решающим является итоговый, совокупный результат функционирования всего микроциркуляторного русла органа, поскольку деятельность элементов подчинена общей задаче обеспечения тканевого гомеостаза.

Микр оциркуляторное

кровеносное русло

Представления о структуре и функциях всех отделов кровеносной системы за последние десятилетия коренным образом изменились вследствие новых подходов и разработки более совершенных технических приемов. Кардинальные изменения произошли в изучении терминального отдела системы кровообращения. В результате углубленного исследования гемомикроциркуляторного русла упразднено старое понимание капиллярной сети как единой структуры на пути перехода артериальной крови в венозную. Кровеносные капилляры - не единственные компоненты микроциркуляторного русла, имеются еще прекапилляры и посткапилляры, артериолы и венулы, а также артериоловенулярные анастомозы. Новейшие методы ангиологического исследования дали возможность четко и безошибочно дифференцировать все звенья микроциркуляторного кровеносного русла, определять их гистотопографию, характер диффузии веществ между сосудами и рабочими клетками. Было установлено, что в различных органах, помимо известных ранее особенностей артериальной и венозной архитектоники, широко представлены различные варианты формы организации микроциркуляторного русла. В. В. Куприяновым предложена классификация, согласно к-рой выделяют такие формы, как сетевая с разновидностями в зависимости от контуров ячеек сетей (круглых, овальных, прямоугольных, квадратных, полигональных); аркадная, или кружевная; петлистая с вытянутыми в виде булав или шпилек петлями сосудов; корзинчатая и др. Особое значение приобрел морфологический анализ показателей плотности сосудов, приходящихся на единицу их, вдощади, величины расстояний между ними, протяженности и диаметра. В частности, дистанция от капилляра до рабочей клетки (диффузионное расстояние) колеблется от нескольких микрометров в интенсивно кровоснабжаемых органах (напр., в почке) до 50 мкм и боль-

Ше в соединительнотканных структурах. Все эти показатели включены в формулу органоспецифичности микроциркуляторного русла.

Компоненты микроциркуляторного русла органа взаимодействуют по принципам интеграции, причем каждый компонент (артериола, венула, капилляр, шунт) выполняет определенные функции. Вследствие этого всякие изменения микрососудов ведут к соответствующим изменениям в других сосудах, что сказывается на общей функции сосудистого бассейна органа. Так проявляется закон целостности организации и функционального синергизма всех компонентов микроциркуляторного русла.

С помощью современных методов подтверждена сохранность оптимального равновесия микроциркуляции при колебаниях гомеостаза и вместе с тем выяснены отклонения от этого состояния при патологии. Так, при нормальной проницаемости стенок сосудов микроциркуляторного русла объем жидкости, уходящей из крови, и объем жидкости, * возвращающейся в нее, равны. Преобладание фильтрации жидкости не только вызывает гидратацию тканей и органов, но и сопровождается временным снижением объема циркулирующей в сосудах крови. При обезвоживании организма дефицит плазмы компенсируется интенсивной резорбцией интерстициальной жидкости.

Расстройства периферической гемомикроциркуляции сопровождаются колебаниями дебита крови в данном регионе или в целом органе. Чаще снижается количество крови, протекающей через микроциркуляторное русло (гипотрансфузия). Увеличение дебита крови наблюдается при снижении периферического сопротивления кровотоку и при гипертензии. От степени заполнения сосудов зависит и проницаемость их стенок.

Микроциркуляторное русло является основным звеном органной сосудистой пластичности. Из этого следует, что его функциональное состояние должно находиться в центре внимания клинициста-ангиолога, т. к. нарушения микроциркуляции в большинстве случаев являются первопричиной дальнейших сосудистых (и не только сосудистых) расстройств.

Пластичность микроциркуляторного русла как один из механизмов адаптации базируется на трех типах структурных приспособлений: первый тип - приспособления, регулирующие резервуарные функции сосудов, способные увеличивать емкость сосудистого русла органа; второй тип - приспособления, необходимые для перераспределения крови и лимфы, регулирующие направление и скорость кровотока и лимфотока; третий тип - приспособления, служащие для изменения проницаемости стенок сосудов. Дальнейшая разработка концепции пластичности и реактивности микроциркуляторного русла в клинической практике осуществляется с помощью биомикроскопии кровеносных сосудов конъюнктивы глазного яблока и сосудов ногтевого ложа.

Резерв повышения емкости сосудистого русла мобилизуется в условиях нарастания функциональных нагрузок. Только за счет растяжимости стенок микрососудов емкость органного кровеносного бассейна может быть удвоена. Под влиянием накапливающейся крови сосуды микроциркуляторного русла становятся извитыми, образуются петли и клубочки капилляров, появляются сосудистые лакуны, венозные озера, синусоиды. При необходимости усиления кровоснабжения тканей увеличивается число капилляров, приходящееся на единицу площади, развивается гипертрофия мышечных элементов сосудистой стенки. И в случае расширения просветов сосудов, и при новообразовании капилляров изменяется площадь поперечного сечения общей массы сосудов органа. Структурные приспособления, перераспределяющие кровь, обеспечивают также надежность васкуляризации органа в целом.

Регуляция проницаемости сосудистых барьеров основана на разнообразии форм и способов организации путей

Транспорта жидкости и растворенных в ней веществ через эндотелий. Именно это легло в основу существующих классификаций кровеносных капилляров. Наиболее распространенным и удобным в практическом отношении является разделение капилляров на соматические, висцеральные и синусоидные. Соматические капилляры имеют сплошную, непрерывную и нефенестрированную эндотелиальную выстилку. Эндотелиоциты чаще всего соединяются посредством плотных контактов, хотя последние могут заметно различаться по степени проницаемости для жидкости и макромолекул. Симионеску (N. Si-mionescu) и соавт. (1975), Я. Л. Караганов и соавт. (1985) предполагают, что эти различия, по-видимому, связаны с вариациями в развитии сети контактных фибрилл, состоящих из внутримембранных частиц плаз-молемм клеток. Базальная мембрана соматических капилляров обычно хорошо выражена; она сплошная и, расщепляясь, окружает перициты - особые соединительнотканные клетки, к-рые входят в состав стенки капилляров. Соматические капилляры типичны для мышц, кожи, сердца, легких, головного и спинного мозга, а также других органов и тканей.

Эндотелиальная выстилка висцеральных (окончатых) капилляров также непрерывная, однако в периферических зонах клеток ее толщина минимальна. Вследствие этого образуются окошки (фенестры), связывающие просвет сосуда с перикапиллярным пространством. В капиллярах слизистой оболочки кишечной стенки, поджелудочной железы фенестры прикрыты тонкими однослойными диафрагмами, к-рые рассматривают как дериваты предельно истонченной плазмолеммы клетки. В других тканях, напр, в клубочках почки, фенестры не имеют таких диафрагм и представляют собой многочисленные округлые поры, прикрытые с интерстициальной поверхности клеток хорошо развитой утолщенной базальной мембраной.

Эндотелий капилляров синусоидного типа, характерных для печени, костного мозга, селезенки - несплошной, прерывистый, с обширными порами («дефектами»). Базальная мембрана таких капилляров окончатая, и их стенки допускают свободный обмен не только макромолекул, но и клеточных форм.

Отличительной особенностью эндотелия капилляров, как и сосудистого эндотелия вообще, являются многочисленные плазмолеммальные (микропиноцитозные) везикулы, составляющие иногда до 30-40% клеточного объема. Считается, что эти везикулы являются основным путем, посредством к-рого транспортируются в интерсти-ций белки плазмы. В последние годы появились обоснованные сомнения в универсальной транспортной функции везикулярного аппарата эндотелиоцитов, хотя его значение полностью отрицать нельзя. Сливаясь между собой и с поверхностями клеток, везикулы способны образовывать непрерывные коммуникации - трансэндотелиальные каналы, к-рые допускают транспорт белков в интерстициальное пространство за счет переноса током жидкости.

Различия в организации путей трансэндотелиального переноса в капиллярах разного типа, а также в отдельных сосудистых сегментах (артериальных и венозных капиллярах, посткапиллярах, венулах) коррелируют с проницаемостью их стенок для жидкости и белков плазмы крови. Так, эндотелий висцеральных капилляров характеризуется в 30-50 раз большей гидравлической проводимостью (коэффициентом фильтрации), чем эндотелий соматического типа. Проницаемость сосудистой стенки для воды и белка увеличивается по направлению к венозным отделам микроциркуляторного русла.

Стенка синусоидных капилляров практически не оказывает сопротивления переносу в интерстиций любых макромолекул, циркулирующих в крови. Именно поэтому содержание белка в лимфе, оттекающей от печени, почти не отличается от содержания его в плазме.

Условия доставки крови в капилляры зависят от строения артериол. Их диаметр достигает 100 мкм, тогда как прекапилляры имеют диаметр порядка 16-25 мкм. Стенка артериол состоит из трех оболочек, к-рые называются так же, как и оболочки мышечных артерий, но по своей структуре они скорее напоминают моноцеллюлярные слои. Так, наружная оболочка характеризуется относительным богатством фибриллярных элементов, между к-рыми рассеяны фибробласты, окруженные основным веществом. В средней оболочке артериол миоциты, как правило, лежат плотным слоем. В стенке прекаттил-ляра несколько миоцитов локализуются в месте разветвления прекапилляра на капилляры. Обращает на себя внимание спиральная скрученность мышечной клетки вокруг просвета микрососуда, что способствует более эффективному проталкиванию крови. Вместе с тем при спонтанных сокращениях мышечных клеток стенок микрососудов резко повышается периферическое сопротивление именно на уровне артериол и тонких артерий. Мио-эндотелиальные контакты в стенке артериол, выявленные с помощью электронной микроскопии, рассматриваются как способы обмена информацией и как средства инициации миогенных реакций.

Вопрос о прекапиллярных сфинктерах окончательно не решен. Существует два мнения: первое - сфинктером следует называть скопление миоцитов в зоне ветвления артериол, поскольку безмышечный участок в окклюзии просвета не участвует; второе - вся прекапиллярная артериола, независимо от распределения мышечных клеток, является прекапиллярным сфинктером. Однако расхождение мнений не носит принципиального характера, т. к. и в том и другом случае остается в силе указание И. II. Павлова о наличии в периферических сосудах «кранов», регулирующих кровоток. Такими «кранами» вполне могут быть прекапиллярные сфинктеры, поскольку они, во-первых, имеют узкий просвет, во-вторых, этот просвет охвачен циркулярно расположенными мышечными клетками, в-третьих, в местах концентрации этих клеток встречаются множественные миоэндотели-альные контакты.

Регуляция проницаемости сосудистой стенки осуществляется на уровне субмикроскопических клеточных структур: увеличиваются размеры и численность везикул, фе-нестр, образуются трансэндотелиальные каналы, изменяется цитоскелет эндотелиальных клеток. Благодаря этим приспособительным преобразованиям поддерживается устойчивость обмена между кровью и тканями. Т. о., строение микроциркуляторного русла отражает единство гемодинамических констант и метаболических функций.

В результате слияния капилляров образуются первые венулярные трубки, называемые посткапиллярными венулами, или посткапиллярами. Они действительно стоят ближе к капиллярам, чехМ к собирательным вену лам, к-рые (при наличии в их стенках миоцитов) называют еще мышечными венулами. Как правило, стенка венулы тонкая, легко проницаемая не только для воды с растворенными в ней кристаллоидами, но и для макромолекул. Посткапиллярные венулы мало отличаются от капилляров и по диаметру (в среднем 8-15 мкм), собирательные венулы имеют больший размер (диаметр до 80 мкм). По данным Родина (J. A. G. Rhodin), отношение диаметра просвета посткапилляров к толщине их стенки равняется 10:1, а для собирательных венул этот показатель составляет 50:1. В связи с увеличением диаметра венул в формировании их стенок должно принимать участие большее число эндотелиальных клеток.

Эндотелиальная выстилка посткапилляров и венул отличается нек-рыми особенностями организации трансмуральных каналов, служащих для переноса воды и различных веществ. Проницаемость межклеточных контактов для плазменных белков типа альбумина в венулах заметно больше, чем в капиллярах, трансэндотелиальные каналы встречаются чаще. В нек-рых органах, нанр. в

лимфатических узлах, посткапиллярные венулы выстланы высоким эндотелием и служат основным местом миграции иммунокомпетентных клеток. Стенки посткапил-лярных венул брюшины имеют в 1,5-1,8 раза большую гидравлическую проводимость (проницаемость для воды), чем стенки других обменных кровеносных микрососудов.

Венулы собирают кровь из микроциркуляторного русла и направляют ее в венозные коллекторы. Как емкостным сосудам венулам присущи дренажные, резервуарные и депонирующие функции. Их доля участия в периферическом сопротивлении кровотоку составляет 20% от общего сосудистого сопротивления. Остальные 80% приходятся на резистивные сосуды - артерии и артериолы. По оценкам В. И. Козлова (1975), в венозном звене микроциркуляторного русла сосредоточивается до 40% крови, протекающей по сосудам. Сумма капиллярной и венулярной емкости в периферическом кровеносном русле достигает 85% емкости всего кровеносного бассейна. Б. И. Ткаченко обоснованно считает, что весьма значительная роль в кровообращении и поддержании нормальной функции органов принадлежит емкостным сосудам.

Среди многих структурных механизмов, регулирующих микрогемодинамику, особое место занимают артериоло-венулярные анастомозы. Их значение как шунтирующих устройств в настоящее время не вызывает сомнений. Но роль артериовенулярных анастомозов гораздо более значительна. Речь идет о существовании двух путей транспорта крови в микроциркуляторном русле: основного (транскапиллярного) и добавочного (юкстакапил-лярного). Шунты позволяют несколько разгрузить капиллярный кровоток и предотвратить гемостаз. При функциональных нагрузках и в условиях патологии арте-риоловенулярные анастомозы расширяются.

Ранее выделяли артериовенозные анастомозы замыкающего и гломусного типа. Исследования, проведенные в последние десятилетия, показали, что сброс крови из артериального звена в венозное по укороченным путям, или шунтам, происходит на микроуровне, т. е. на уровне артериол и венул. Такие сосудистые формации, названные артериоловенулярными анастомозами, признаны закономерными компонентами микроциркуляторного русла. Следует различать артериальный отдел артериолове-нулярного анастомоза, снабженный мышечными клетками {запирательными устройствами), и венулярный, безмы-шечный. Артериоловенулярные анастомозы без запирательных устройств обозначают как полушунты в связи с тем, что по ним сбрасывается не артериальная кровь, а смешанная. Полушунты выявляются в твердой оболочке головного и спинного мозга, в серозных оболочках, в эндокринных органах. Каналы предпочтительного кровотока также могут быть уподоблены полушунтам.

Начальные отделы лимфатической системы

В любой кровоснабжаемой области имеются и лимфатические микрососуды. Исключение представляют различные отделы ц. н. с., сетчатка глаза, костная ткань. Жидкость и различные вещества, в т. ч. протеины плазмы, к-рые переносятся через стенки кровеносных микрососудов, вместе с растворимыми продуктами жизнедеятельности клеток образуют тканевую или интерстициальную жидкость. Часть тканевой жидкости, включающая воду и низкомолекулярные соединения, ре-абсорбируется в кровеносные сосуды. Однако этот объем всегда меньше объема жидкости, фильтрующейся в ткань из плазмы. Общая масса протеина, к-рая транспортируется в ткань через стенки кровеносных микрососудов, составляет почти 50% количества, циркулирующего в плазме, а в тканях белка содержится больше, чем в крови. Основной путь, посредством к-рого в плазму возвращается избыток фильтрующейся жидкости и большая часть белка,- это лимфатические микрососуды. Т. о., интерстициальная жидкость, содержащая протеины, и составляет лимфу. Концентрация белка в ней варьи-

Рует в широких пределах (от 30 до 90% концентрации в плазме) в зависимости от региона, а следовательно, от проницаемости кровеносных микрососудов, функционального состояния органа, интенсивности фильтрации, лимфообразования и т. д.

Механизмы поступления интерстициальной жидкости в просвет резорбирующих лимфатических сосудов еще окончательно не выяснены. Считают, что основной силой, способствующей лимфатической резорбции и продвижению лимфы к коллекторным сосудам, является разница гидростатического давления в интерстициальном пространстве и просвете лимфатических капилляров. Касли-Cmht(J. R. Gasley-Smith, 1983) допускает также возможность «насасывания» жидкости из тканей за счет более высоких концентраций белка в лимфе.

Микролимфоносное русло - сложный комплекс связанных между собой лимфатических капилляров, посткапилляров, начальных и собирательных лимфатических сосудов. Различные лимфатические сегменты топографически и функционально тесно связаны с кровеносными микрососудами, и эта связь определяет дифференцированное участие лимфатических капилляров и посткапилляров в резорбции различных компонентов интерстициальной жидкости.

Лимфатические капилляры - тонкостенные широкие эндотелиальные каналы, диаметр к-рых может достигать 200 мкм. Начинаются они либо как слепые пальцевидные выпячивания, либо как фрагменты сети, лишенные клапанов. Стенка лимфатических капилляров образована истонченными эндотелиальными клетками, а в нек-рых тканях - фрагментарной базальной мембраной. Тканевая жидкость и макромолекулы проникают в просвет капилляров через межклеточные щели; нек-рые из них могут быть открытыми очень широко - от 50 нм до 1-2 мкм. Частота появления «открытых» контактов в лимфатическом эндотелии коррелирует с интенсивностью резорбции и, следовательно, гематолимфатического обмена. «Открытые» контакты, свободно пропускающие макромолекулы, частицы (хиломикроны) и даже клетки, довольно часто встречаются в лимфатических капиллярах диафрагмы, ворсинок тонкой кишки и др. Считают, что степень открытия межклеточных щелей регулируется натяжением якорных и стройных филаментов - тонких соединительнотканных волокон, фиксирующихся к плазмолемме эндотелиоцитов. Накапливающаяся в просвете капилляров лимфа продвигается в следующие сегменты за счет периодически возникающей разницы давлений, открывающей клапаны. Лимфодинамика стимулируется также давлением окружающих тканей, напр, при сокращении мышц, и механизмом насасывания в коллекторные лимфатические сосуды.

Лимфатические посткапилляры. Как только в просвете лимфатических капилляров возникает лимфоток, резорбированная жидкость перемещается в другие сегменты лимфоносных путей. Традиционно считалось, что из капилляров лимфа попадает в лимфатические сосуды. В. В. Куприяновым (1969) установлено, что в лимфатических сетях и сплетениях ячейки сформированы в основном такими эндотелиальными каналами, к-рые содержат клапаны, - лимфатическими посткапиллярами. Створки клапанов в них представляют собой складки (дубликатуры) эндотелия с немногочисленными коллагеновыми фибриллами. Благодаря клапанам ячейки или цепочки лимфатических посткапилляров имеют четкообразные контуры. Лимфатические посткапилляры - типичные резорбирующие микрососуды. Строение их стенок почти не отличается от строения лимфатических капилляров. Лишь по мере приближения к уровню лимфатических сосудов более отчетливо и регулярно выявляется базальная мембрана и в ближайшем ее окружении увеличивается содержание соединительнотканных волокон. Эндотелиальные клетки, образующие стенки посткапилляров, менее крупные: в 1 мм2 поверхности сосу

Дов насчитывается ядер на 25% больше, чем в капиллярах.

Лимфатические посткапилляры, по данным В. В. Банина (1981), способны интенсивно резорбировать макромолекулы из своего окружения. Их функциональное значение весьма велико, поскольку посткапилляры расположены в тканях рядом с венулами, через стенки к-рых транспорт протеинов в интерстиций происходит наиболее активно. В нек-рых тканях, напр, в брюшине млекопитающих, общая площадь поверхности лимфатических посткапилляров в 2-6 раз превышает поверхность капилляров.

Интерстициальная жидкость и протеины проникают в просвет лимфатических посткапилляров через межклеточные контакты. В переносе белков через эндотелий посткапилляров и капилляров принимают участие многочисленные микропиноцитозные везикулы. Они составляют существенную часть общего клеточного объема. Сквозные трансэндотелиальные каналы в эндотелии лимфатических микрососудов образуются гораздо реже, чем в эндотелии кровеносных микрососудов.

По мере накопления лимфы в просвете посткапилляра увеличивается гидростатическое давление, и при достижении определенной пороговой его величины открывается клапан в последующий сегмент. Т. о., лимфодинамика и резорбтивная деятельность в цепочках или ячейках лимфатических посткапилляров регулируются развитым клапанным аппаратом. Периодически в отдельных посткапиллярах (межклапанных сегментах) лимфа задерживается, и тогда нек-рая часть воды может отфильтровываться из просвета обратно в ткань. При очередной фазе изгнания в центростремительном направлении перемещается уже более концентрированная лимфа. Содержащиеся в ней белки способны создавать более высокое коллоидно-осмотическое давление, чем в окружающей тканевой жидкости, и тем самым привлекать воду в просвет сосуда. Этот механизм в совокупности с особенностями топографии лимфатических капилляров и посткапилляров обеспечивает тонкую и точную адаптацию процессов лимфообразования к интенсивности фильтрации жидкости и белка из кровеносных микрососудов.

Начальные и собирательные лимфатические сосуды. В этих лимфатических сегментах появляются признаки дополнительных, неэндотелиальных сосудистых оболочек - соединительнотканные волокна и единичные клетки, окружающие базальную мембрану и тесно примыкающие к ней. По мере продвижения лимфы в центростремительном направлении стенки сосудов утолщаются, в их составе появляются миоциты, к-рые в последующем формируют уже непрерывный слой. Створки клапанов лимфатических сосудов более толстые, чем в лимфатических посткапиллярах. В них хорошо развита соединительнотканная волокнистая основа, включающая клеточные формы (фибробласты). В области, где фиксируются створки клапанов, и непосредственно перед ними формируется утолщенная манжета стенки, образованная сгущением волокон и миоцитов. Такие микрососуды выполняют преимущественно дренажные функции: межклеточные контакты в эндотелиальной выстилке образованы плотными комплексами, эндотелий заметно утолщен, а количество везикул уменьшено.

Гистофотометрическое сравнение содержания белка в резорбирующих сегментах (капиллярах и посткапиллярах) и в просвете собирательных лимф, сосудов свидетельствует о нарастании концентрации белка в лимфе по мере ее пассажа к регионарным лимф, узлам.

Интерстициальное пространство

В паренхиматозных и полых органах кровеносные и лимфоносные пути погружены в интерстициальный гель. Это основное вещество соединительной ткани образует вместе с фибриллярными компонентами интерстициальное пространство. В нем концентрируется в 3 раза боль-

Ший объем воды, чем в плазме крови. Интерстициальная жидкость, являясь важнейшим компонентом внутренней среды организма, способна в физиологических условиях сохранять достаточно постоянные состав и физико-химические свойства. Однако тканевой гомеостаз не только не исключает, но и предусматривает постоянное обновление, движение межклеточной среды. Поскольку в формировании интерстициальной жидкости участвуют прежде всего кровеносные и лимфатические микрососудыт гематолимфатический перенос является важным фактором гомеостаза.

В отличие от путей движения крови и лимфы анатомически четко выделяемых путей для транспорта интерстициальной жидкости, по-видимому, нет. В нек-рых современных гипотезах обсуждается, однако, возможность преимущественного движения тканевой жидкости, в т. ч. и макромолекул, по так наз. интерстициальным каналам - пространствам в матриксе, содержащим относительно мало гликозаминогликанов. Получены также данные, свидетельствующие о распространении белков вдоль соединительнотканных волокон или около стенок лимфатических микрососудов.

Движение интерстициальной жидкости в тканях принципиально может быть связано с двумя процессами: конвекцией, возникающей как результат градиентов гидростатического или коллоидно-осмотического давления, и диффузией, зависящей от разницы концентраций того или иного вещества. Твердой уверенности в том, что гидростатическое давление в разных точках пространства может заметно различаться, пока нет. Возможно, что это различие связано с неодинаковой гидратацией матрикса вследствие вариаций интенсивности фильтрации жидкости из кровеносных микрососудов.

Конкретные значения интерстициального давления в разных тканях могут отличаться очень значительно, от -2 до -6 мм рт. ст. в подкожной соединительной ткани, по данным Сколандера (A. F. Scholander), до +4 - 15 мм рт. ст. в почке, селезенке, миокарде, по данным Грейнджера (R. G. Grainger). Различия в измеряемых величинах могут быть связаны и с самим способом измерения. Отсутствие согласованного мнения не только по поводу конкретных величин тканевого давления, но и его природы затрудняет понимание механизмов таких важных процессов, как лимфообразование.

Как уже отмечалось, содержание плазменных белков в интерстициальном пространстве зависит от проницаемости стенок микрососудов для макромолекул. В тканях, капилляры к-рых имеют соматический тип эндотелия, напр, в мышцах, концентрация белка составляет не менее 30% концентрации в плазме крови. Как показали исследования Видерхильма (С. A. Wiederhielm, 1972), осмотический эффект протеинов, в основном альбумина, заметно усиливается благодаря их взаимодействию с «фиксированными» биополимерами интерстициального пространства - гликозаминогликанами, коллагеном. Величина интерстициального коллоидно-осмотического давления оценивается обычно в диапазоне 7-11 мм рт. ст. Она существенно зависит от содержания воды в интерстициальном пространстве и регулируется резорбтивной деятельностью корней лимфатической системы. В связи с тем, что проницаемость различных кровеносных микрососудов для протеинов неодинакова, содержание белка в интерстициальном пространстве может существенно варьировать. Фотометрический анализ показывает, что концентрация альбумина и других белков средней массы у стенок ве-нул в 3-4 раза превышает концентрацию их в других отделах. Возникающие концентрационные градиенты способны перемещать интерстициальную жидкость и ориентировать ее потоки к резорбирующим лимфатическим микрососудам. Диффузия молекул белка в ткани ограничивается матриксом основного вещества, и степень этого ограничения связана с гидратацией ткани. Состояния, способствующие фильтрации жидкости в ткань из

Плазмы (венозный застой, действие вазоактивных веществ типа гистамина, воспаление и др.), обычно приводят к повышению гидратации интерстициального геля, увеличению давления в нем, усилению транспорта белка и как результат этого - к стимуляции лимфообразования. Совокупность этих процессов, важных для поддержания водного баланса, образно называют фактором безопасности против отека.

Структурно-функциональные единицы микроциркуляторного русла

Пространственная ориентация, структурные параметры и гемодинамиче-ские характеристики микроциркуляторного русла в различных органах имеют свои особенности в зависимости от их строения, выполняемых функций и энергетических (метаболических) потребностей составляющих их тканей. Объединяющим фактором структурной организации микроциркуляторного русла, по всей вероятности, должна быть нек-рая «базовая ячейка» - единица, отражающая общий принцип структуры системы микроциркуляции. Попытки выделения такой базовой единицы предпринимались еще в исследованиях А. К рога (1927), предложившего модель «тканевого цилиндра». В последующем обсуждались такие единицы, как капиллярон, сегмент, микрорайон, функциональный элемент. Степень их конструктивной сложности, а также широта охвата всего многообразия транспортных процессов в тканях весьма различны. Наибольшее распространение получили представления о сегменте, или модуле, объединяющем комплекс кровеносных микрососудов и позволяющем проводить эффективный анализ микрогемодинамики в них. Однако движение крови по микрососудам является лишь частью, хотя и очень важной, деятельности системы микроциркуляции. В рамках гемодинамической модели трудно изучать такие явления, как проницаемость, интерстициальный транспорт и лимфообразование. Поэтому в качестве структурно-функциональной единицы микроциркуляторного русла целесообразно рассматривать весь комплекс сосудистых (кровеносных и лимфатических) и внесосудистых коммуникаций, принимающих участие в обеспечении метаболических нужд определенной области ткани. Формальными границами такой области могут служить конструкции, сформированные из анастомозирующих артериол и сопровождающих их венул, или другие закономерно повторяющиеся сосудистые ассоциации. Очень важно, чтобы такие комплексы включали и лимфоносные пути, нахо-

Дящиеся в определенных топографических отношениях с кровеносными микрососудами. Интерстициальное пространство такой области ткани выступает как универсальный посредник, связующее звено не только между кровеносными и лимфатическими микрососудами, но и между микрососудами и любыми клеточными элементами. В такой миниатюрной единице, ассимилирующей любые транспортные процессы, протекающие в данной тканевой области, воплощена модель всего микроциркуляторного русла. Фактически модуль является своеобразным эквивалентом структурно-функциональной единицы органа и отражает органоспецифичность в такой же мере, как и специфику организации и функционирования всей системы микроциркуляции.

Библиогр.: Бунин А. Я., Кацне льсон Л. А. и Яковлев А. А. Микроциркуляция глаза, М., 1984, библиогр.; Караганов Я. Л., Кердиваренко Н. В. и Левин В. Н. Микроангиология: Атлас, Кишинев, 1982; Козлов В. И. и Тупиц ын И. О. Микроциркуляция при мышечной деятельности, М., 1982, библиогр.; Куприянов В.В. Пути микроциркуляции, Кишинев, 1969, библиогр.; Куприянов В. В., Караганов Я. Л. и Козлов В. И. Микроциркуляторное русло, М., 1975, библиогр.; Куприянов В. В. и др. Мик-ролимфология, М., 1983, библиогр.; Малая Л. Т., Мик-л я е в И. Ю. и КравчунП. Г. Микроциркуляция в кардиологии, Харьков, 1977, библиогр.; Микроциркуляция в патологии* под ред. А. М. Сазонова, М., 1975; Мотав кин П. А., Ломакин А. В. и Черток В.М. Капилляры головного мозга. Владивосток, 1983; Мчедлишвили Г. И. Спазм артерий головного мозга, Тбилиси, 1977; Петровский Б. В., Раб-кин И. X. и Матевосов А. Л. Рентгенорадиоизотопные исследования микроциркуляции в клинике, М., 1980, библиогр; Ревской А. К. и Савицкий Г. Г. Клиническая оценка микроциркуляции, Томск, 1983, библиогр.; Ткаченко Б. И. Венозное кровообращение, Л., 1979; Транспорт веществ и тканевая недостаточность, под ред. Г. М. Покалева, Горький, 1978; Физиология кровообращения, Физиология сосудистой системы, под ред, Б. И. Ткаченко и др., Л., 1984; Чернух А. М., Александ-р о в П. Н. иАлексеев О. В. Микроциркуляция, М., 1975,

библиогр.; Шахламов В. А. Капилляры, М., 1971; Шах* ламов В. А. и Цамерян А. П. Очерки по ультраструктур-ной организации сосудов лимфатической системы, Новосибирск* 1982; Шошенко К. А. Кровеносные капилляры, Новосибирск* 1975; Lymphangyology, ed. by М. Foldi a. J. R. Casley-Smith* Stuttgart - N. Y., 1983; Microcirculation, ed. by J. Grayson a. W. Zingg, N. Y.- L., 1976; Microcirculation, ed. by G. Kaley а. В. M. Altura, v. 1-3, Baltimore, 1977-1980; The microcircu-lation in clinical medicine, ed. by R. Wells, N. Y., 1973; Micro-circulation in inflammation, ed. by G. Hauck a. J. W. Irwin, Basel a. o., 1979; R h o d i n J. A. Ultrastructure of mammalian venous capillaries, venules, and small collecting veins, J. Ultrastruct. Res., v. 25, p. 452, 1968; Tissue fluid pressure and composition, ed. by A. R. Hargens, Baltimore, 1981.

Микроциркуляция

Микроциркуляторной системой называется совокупность кровеносных сосудов, диаметр которых не превышает 2 мм. Процессы движения крови по сосудам этой системы называются микроциркуляцией. Микроциркуляция включает процессы, связанные с внутриорганным кровообращением, обеспечивающим тканевой метаболизм, перераспределение и депонирование крови.

В состав микроциркуляторной системы входят: терминальная артериола и метартериола, прекапиллярный сфинктер, собственно капилляр, посткапиллярная венула, венула, мелкие вены, артерио-венозные анастомозы.

Каждый компонент микроциркуляторной единицы выполняет определенные функции в процессе микроциркуляции. Так терминальные артериолы, метартериолы и прекапиллярный сфинктер по отношению к капиллярам выполняют транспортную функцию, они приносят кровь к капиллярам и называются приносящими сосудами. Кроме того, они, меняя величину просвета за счет сокращения или расслабления гладкомышечных элементов, регулируют скорость кровотока: увеличение сопротивления току крови (при уменьшении просвета сосуда) уменьшает скорость движения крови, уменьшение сопротивления току крови (при увеличении просвета сосуда) – увеличивает скорость кровотока. Вследствие этого меняется и давление крови в капиллярах.

Капилляры и посткапиллярные венулы называются обменными сосудами, так как в них осуществляются обменные процессы между кровью и интерстициальной жидкостью.

Венулы и мелкие вены – отводящие (емкостные) сосуды, они собирают и отводят кровь, протекающую через обменные сосуды. Сопротивление микроциркуляторному кровотоку со стороны отводящих сосудов влияет на его скорость, величину давления в капиллярах и, следовательно, на интенсивность транссосудистого обмена.

Артерио-венозные анастомозы – с их помощью регулируется кровоток через обменные сосуды. При закрытых анастомозах кровоток через обменные сосуды увеличивается, в результате увеличения давления в артериолах и уменьшения в венуле. При открытых анастомозах кровоток уменьшается в результате уменьшения давления в артериоле и увеличения в венуле. Это сказывается на интенсивности транскапиллярного обмена.

Центральным звеном микроциркуляторной системы являются капилляры. Капилляры являются самыми тонкими и многочисленными сосудами, которые располагаются в межклеточных пространствах. Стенка капилляра состоит из двух слоев: слой эндотелиальных клеток; базальный слой, в которую впаяны клетки – перициты.

Ультраструктура стенки капилляра в различных органах имеет свою специфику (соотношение слоев между собой, характер эндотелиальных клеток и т.д.), что лежит в основе общей классификации капилляров.

Выделяют три типа капилляров. Первый тип – сплошные капилляры (соматические). Стенка капилляров этого типа образована сплошным слоем эндотелиальных клеток, в мембране которых имеются мельчайшие поры. Стенка таких капилляров мало проницаема для крупных молекул белка, но легко пропускает воду и растворенные в ней минеральные вещества. Этот тип капилляров характерен для скелетной и гладкой мускулатуры, кожи, легких, центральной нервной системы, жировой и соединительной ткани.

Второй тип – висцеральные. В стенке капилляров этого типа имеются «окна» (фенестры), которые могут занимать до 30% площади поверхности клетки. Такие капилляры характерны для органов, которые секретируют и всасывают большое количество воды и растворенных в ней веществ, или участвуют в быстром транспорте макромолекул: клубочки почки, слизистая оболочка кишечника, эндокринные железы.

Третий тип – синусоидные. Капилляры этого типа имеют прерывистую эндотелиальную оболочку, клетки эндотелия расположены далеко друг от друга, образуя большие межклеточные пространства. Через стенку таких капилляров легко проходят макромолекулы и форменные элементы крови. Такие капилляры встречаются в костном мозге, печени, селезенке.

Механизм транскапиллярного обмена . Транскапиллярный (транссосудистый) обмен может осуществляться за счет пассивного транспорта (диффузия, фильтрация, реабсорбция), за счет активного транспорта (работа транспортных систем) и микропиноцитоза.

Фильтрационно-абсорбционный механизм обмена между кровью и интерстициальной жидкостью. Этот механизм обеспечивается за счет действия следующих сил. В артериальном отделе капилляра большого круга кровообращения гидростатическое давление крови равно 40 мм рт. ст. Сила этого давления способствует выходу (фильтрации) воды и растворенных в ней веществ из сосуда в межклеточную жидкость. Онкотическое давление плазмы крови, равное 30 мм рт. ст., препятствует фильтрации, т.к. белки удерживают воду в сосудистом русле. Онкотическое давление межклеточной жидкости, равное 10 мм рт. ст., способствует фильтрации – выходу воды из сосуда. Таким образом, результирующая всех сил, действующих в артериальном отделе капилляра, равна 20 мм рт. ст.) и направлена из капилляра. В венозном отделе капилляра (в посткапиллярной венуле) фильтрация будет осуществляться в обратном направлении следующими силами: гидростатическое давление крови, равное 10 мм рт. ст., онкотическое давление плазмы крови, равное 30 мм рт. ст., онкотическое давление межклеточной жидкости, равное 10 мм рт. ст. Результирующая всех сил будет равна 10 мм рт. ст. и направлена в капилляр. Следовательно, в венозном отделе капилляра происходит абсорбция воды и растворенных в ней веществ. В артериальном отделе капилляра жидкость выходит под воздействием силы в 2 раза большей, чем она входит в капилляр в его венозном отделе. Возникающий, таким образом, избыток жидкости из интерстициальных пространств оттекает через лимфатические капилляры в лимфатическую систему.

В капиллярах малого круга кровообращения транскапиллярный обмен осуществляется за счет действия следующих сил: гидростатическое давление крови в капиллярах, равное 20 мм рт. ст., онкотическое давление плазмы крови; равное 30 мм рт. ст., онкотическое давление межклеточной жидкости, равное 10 мм рт. ст. Результирующая всех сил будет равна нулю. Следовательно, в капиллярах малого круга кровообращения обмена жидкости не происходит.

Диффузионный механизм транскапиллярного обмена. Этот вид обмена осуществляется в результате разности концентраций веществ в капилляре и межклеточной жидкости. Это обеспечивает движение веществ по концентрационному градиенту. Такое движение возможно потому, что размеры молекул этих веществ меньше пор мембраны и межклеточных щелей. Жирорастворимые вещества проходят мембрану независимо от величины пор и щелей, растворяясь в ее липидном слое (например, эфиры, углекислый газ и др.).

Активный механизм обмена – осуществляется эндотелиальными клетками капилляров, которые при помощи транспортных систем их мембран переносят молекулярные вещества ионы.

Пиноцитозный механизм обеспечивает транспорт через стенку капилляра крупных молекул и фрагментов частей клеток с помощью эндо- и экзопиноцитоза.

Регуляция местного кровообращения. Сразу подчеркнем, что вопрос этот весьма объемный и остающийся в настоящее время недостаточно хорошо изученным. Здесь приводятся некоторые общие положения, касающиеся известных механизмов регуляции микроциркуляции. В области микроциркуляторного русла основной (базальный или периферический) тонус, который имеет миогенную природу, характерен, прежде всего, для артериол и прекапиллярных сфинктеров. Базальный тонус – это тонус гладких мышц в отсутствии влияния симпатических нервов. Базальный тонус контролируется местными регуляторными механизмами, которые обеспечивают ауторегуляцию микроциркуляторного (органного) кровообращения, реализуемую за счет активности гладких мышц самих сосудов. Это обеспечивает относительную автономность органного (микроциркуляторного) кровообращения, т.к. местные регуляторные механизмы мало зависят от общей нейрогуморальной регуляции.

Растяжение сосуда при возрастании внутрисосудистого давления приводит к усилению его базального тонуса, уменьшению просвета сосуда и уменьшению давления крови и, следовательно, кровотока в участке русла, расположенного за ним по ходу тока крови. В этих условиях (уменьшения кровоснабжения тканей) продукты метаболизма (угольная и молочная кислоты, АМФ, ионы калия), накапливаясь в межклеточной среде, уменьшают сократительную способность мышечных волокон сосудистой стенки, что отражается в снижении тонуса. Вследствие этого увеличивается просвет сосуда, возрастает кровоток, продукты метаболизма удаляются, сосудистый тонус повышается, и кровоток снова уменьшается.

Местная (органная) регуляция сосудистого тонуса, а, следовательно, и кровотока, более выражена по сравнению с общими нейрогуморальными механизмами в условиях относительного покоя организма. В условиях же его выраженной деятельности местная регуляция играет вспомогательную роль, а ведущая принадлежит нервной и гуморальной регуляции.

Нервная регуляция микроциркуляторной системы. Эфферентные нервные волокна заканчиваются на гладких мышечных волокнах артериол и прекапиллярных сфинктеров, а в капиллярах – на перицитах (клетках Руже), которые передают возбуждение на эндотелиальные клетки. В ответ на это эндотелиальные клетки набухают и закрывают капилляр или уплощаются и открывают его. Набухание эндотелиальных клеток приводит к закрытию просвета капилляра в артериальном его отделе, в венозном отделе происходит только его сужение. Набухание (округление) наступает в результате накопления жидкости в клетках под влиянием нервного возбуждения, поступающего к эндотелиальной клетке через перициты. Уплощение эндотелиальной клетки происходит в результате потери ею жидкости также под влиянием перицитов. Кроме того, существует мнение, что перицит – сократительная клетка, способная, подобно мышечной, активно менять просвет капилляра.