Кіріспе
Қан тамырларының ең кішкентай түрі – капилляр. Капилляр – диаметрі 5-10 микрометр болатын кішкентай қан тамыры, микроциркуляция жүйесінің құрамына кіреді. Капиллярлар – микроқан тамырлары және организмдегі ең кішкентай қан тамырлары. Олар тек интима қабатынан (артерияның немесе венаның ең ішкі қабаты) тұрады, ол қарапайым жалпақ эндотелий жасушаларының жұқа қабырғасынан құралған. Олар қоршаған интерстициалдық сұйықтықтан көптеген заттардың алмасу ортасы болып табылады және артериялардың ең кішкентай тармақтарынан (артериолалар) веналарға (венулалар) қанды тасымалдайды. Капиллярлар арқылы су, оттегі, көмірқышқыл газы, мочевина, глюкоза, зәр қышқылы, сүт қышқылы және креатинин сияқты заттар өтеді. Лимфа капиллярлары үлкен лимфа тамырларымен байланысып, микроциркуляция кезінде жиналған лимфа сұйықтығын шығарып тастайды.
A capillary is a small blood vessel, from 5 to 10 micrometres in diameter, and is part of the microcirculation system. Capillaries are microvessels and the smallest blood vessels in the body. They are composed of only the tunica intima (the innermost layer of an artery or vein), consisting of a thin wall of simple squamous endothelial cells. They are the site of the exchange of many substances from the surrounding interstitial fluid, and they convey blood from the smallest branches of the arteries (arterioles) to those of the veins (venules). Other substances which cross capillaries include water, oxygen, carbon dioxide, urea, glucose, uric acid, lactic acid and creatinine. Lymph capillaries connect with larger lymph vessels to drain lymphatic fluid collected in microcirculation.
Этимология
Капилляр сөзі латынша capillaris сөзінен шыққан, ол "шашқа қатысты немесе шашқа ұқсас" деген мағынаны білдіреді және ағылшын тілінде 17 ғасырдың ортасынан бастап қолданыла бастады. Бұл мағына капиллярдың өте жіңішке, шаштай диаметрінен туындайды. Лимфа капиллярларының диаметрі қан капиллярларынан сәл үлкен және жабық ұштарға ие (қан капиллярлары керісінше, бір жағынан артериолаларға, екінші жағынан венулаларға ашық болады). Бұл құрылым тіндік сұйықтықтың оларға ағып кіруіне, бірақ сыртқа шығуына мүмкіндік бермейді. Лимфа капиллярларындағы плазма ақуыздарының жоғары концентрациясының арқасында ішкі онкотикалық қысым қан капиллярларына қарағанда жоғары болады.
Түрлері
Қан капиллярлары үш түрге бөлінеді: үздіксіз, тесікті және синусоидты (кейде үзілісті капиллярлар деп те аталады).
Жалғастырмалы
Тұрақты капиллярлар эндотелий жасушаларының үздіксіз қабатты құрайтынын білдіреді, олар тек су және иондар сияқты кішкентай молекулалардың ғана жасушааралық кеңістіктер арқылы өтуіне мүмкіндік береді. Майға ерігіш молекулалар эндотелий жасушаларының мембраналары арқылы концентрация градиенті бойынша пассивті түрде диффузиялай алады. Тұрақты капиллярлар екі кіші түріне бөлінеді:
Көліктік везикулалары көп, олар негізінен қаңқа бұлшықеттерінде, саусақтарда, жыныс бездерінде және теріде кездеседі. Везикулалары аз, олар негізінен орталық нерв жүйесінде кездеседі. Бұл капиллярлар қан-миық тосқауылының құрамдас бөлігі болып табылады. Бүйрек гломерулында диафрагмасы жоқ, подцит аяқшалары немесе педицельдер деп аталатын жасушалар бар, олар капиллярлардың диафрагмасына ұқсас қызмет атқаратын саңылаулы тесіктерге ие. Бұл екі типтегі қан тамырларының да үздіксіз базальді мембраналары бар және олар негізінен эндокринді бездерде, ішектерде, ұйқы безінде және бүйректің гломерулаларында орналасқан.
Those with numerous transport vesicles, which are found primarily in skeletal muscles, fingers, gonads, and skin. Those with few vesicles, which are primarily found in the central nervous system. These capillaries are a constituent of the blood–brain barrier. In the renal glomerulus there are cells with no diaphragms, called podocyte foot processes or pedicels, which have slit pores with a function analogous to the diaphragm of the capillaries. Both of these types of blood vessels have continuous basal laminae and are primarily located in the endocrine glands, intestines, pancreas, and the glomeruli of the kidney.
Синусоидты
Синусоидты капиллярлар немесе үздіксіз капиллярлар – бұл ашық тесік капиллярының ерекше түрі, сонымен қатар синусоид деп те аталады. Олардың диаметрі 30–40 микрометр (мкм) болатын кең терезелері және эндотелийдегі кеңірек ашылулары бар. Терезелі капиллярларда тесіктерді жабатын диафрагмалар болады, ал синусоидтарда диафрагма болмайды, тек ашық тесіктер ғана болады. Бұл қан тамырларының түрі қызыл және ақ қан жасушаларының (диаметрі 7,5 мкм – 25 мкм) және әртүрлі сарысу ақуыздарының үздіксіз базальді мембрананың көмегімен өтуіне мүмкіндік береді. Бұл капиллярларда пиноцитоздық көпіршіктер жоқ, сондықтан олар эндотелий жасушалары арасындағы жасушалардың қосылыстарындағы кеңістіктерді пайдаланып, мембрана арқылы заттардың тасымалдануын қамтамасыз етеді. Синусоидтар – қанға толы, негізінен бауыр, сүйек миы, көкбауыр және мидың перивентрикулярлық аймақтарында кездесетін, дөңгелек емес кеңістіктер.
Даму
Ерте эмбриональды даму кезінде жаңа капиллярлар васкулогенез арқылы қалыптасады, яғни эндотелий жасушаларының жаңадан түзілуі нәтижесінде қан тамырларының түзілу процесі, олар кейін қан тамырлары түтіктерін құрайды. Ангиогенез термині бұрыннан бар қан тамырлары мен эндотелийдің бөлінуі арқылы жаңа капиллярлардың пайда болуын білдіреді. Кішкентай капиллярлар ұзарады және бірігіп, тамырлар желісін құрайды – бүкіл сары қабықты, байланыстыру сабағын және хориондық түйіршіктерді қамтитын бастапқы тамыр желісін.
Функция
Капилляр қабырғасы маңызды функция атқарады, себебі қоректік заттар мен қалдық заттар оның арқылы өтеді. Альбумин және басқа да ірі ақуыздар сияқты 3 нм-ден үлкен молекулалар көпіршіктердің ішінде тасымалданатын трансклеткалық тасымалдау арқылы өтеді, бұл процесс оларды қабырғаны құрайтын жасушалар арқылы өтуді қажет етеді. Су мен газдар сияқты 3 нм-ден кіші молекулалар параклеткалық тасымалдау деп аталатын процесте жасушалар арасындағы кеңістік арқылы капилляр қабырғасын кесіп өтеді. Бұл тасымалдау механизмдері осмостық градиенттерге байланысты заттардың екі бағытта алмасуына мүмкіндік береді. Қан-ми тосқауылының бір бөлігін құрайтын капиллярлар тек трансклеткалық тасымалдауға мүмкіндік береді, өйткені эндотелий жасушалары арасындағы тығыз байланыстар параклеткалық кеңістікті жабады. Капилляр төсектері өздігінен реттеу арқылы қан ағынын басқара алады. Бұл орталық қан қысымының өзгеруіне қарамастан, ағзаның тұрақты ағынын сақтауға мүмкіндік береді. Бұл миогендік жауаппен, ал бүйректе түтікше-гломерулалық кері байланыс арқылы жүзеге асады. Қан қысымы көтерілгенде артериолалар созылады және содан кейін тартылады (Бейлисс эффектісі деп аталатын құбылыс), жоғары қысымның қан ағынын арттыруға бейімділігіне қарсы тұру үшін. Өкпеде жаттығу кезінде қан ағынының қажеттілігін қанағаттандыру үшін арнайы механизмдер бейімделген. Жүрек соғуы күшейіп, өкпе арқылы қан ағып өтуі керек болған кезде капиллярлар жұмылдырылады және кеңейеді, артық қан ағынына орын жасау үшін. Бұл қан ағынының артуына мүмкіндік береді, ал қарсылық төмендейді. Ауыр жаттығулар капиллярларды осал етуі мүмкін, олардың сынған нүктесі коллагендікіне ұқсас. Капилляр өткізгіштігі белгілі бір цитокиндердің, анафилатоксиндердің немесе басқа медиаторлардың (мысалы, лейкотриендер, простагландиндер, гистамин, брадикинин және т.б.) босауы арқылы артады, бұл иммундық жүйеге күшті әсер етеді.
Старлинг теңдеуі
Көлік механизмдерін Старлинг теңдеуі арқылы одан әрі сандық тұрғыдан бағалауға болады, сондай-ақ бұл жасушалардың қан тамырларын құру қабілетінің төмендеуіне алып келеді. Қосымша капиллярлар мен ірі қан тамырларының (ангиогенез) пайда болуы – қатерлі ісіктің өзінің өсуін күшейтуге көмектесетін маңызды механизм. Торлық капиллярлардың бұзылуы жасқа байланысты макулярлық дегенерацияның дамуына (патогенезіне) әсер етеді. Капиллярлардың тығыздығының төмендеуі (капиллярлардың сиреюі) жүрек-қан тамырлары қатерінің факторларымен байланысты және жүрек ишемиялық ауруы бар пациенттерде кездеседі. Көптеген қатерлі ісіктерде, ісіктің өсуін азайту мақсатында, ангиогенезді төмендетуге бағытталған емдеу әдістері зерттелген немесе әзірленуде.
Қаннан үлгі алу
Капиллярлық қаннан үлгі алу қандағы глюкозаны (мысалы, қан глюкозасын бақылауда), гемоглобин, pH және лактат деңгейін анықтау үшін қолданылады. Әдетте, бұл процедура қанды ланцетпен кішкентай тіліп алу арқылы жасалады, содан кейін сынақ жолағы немесе кішкентай пипеткамен капиллярлық әсер арқылы үлгі алынады. Бұл әдіс қан ағынында болатын ЖҚЖБ (жұқпалы жыныстық жолмен берілетін аурулар) сияқты, мысалы, ВИЧ, сифилис және В және С гепатитін анықтау үшін де қолданылады, онда саусаққа тіліп, алынған қанның шағын мөлшері сынақ түтігіне салынады.
Тарих
Уильям Харви капиллярлардың бар екенін нақты болжамаған, бірақ артериялық және веналық жүйелер арасында бір түрлі байланыс болуы керек екенін түсінді. 1653 жылы ол былай деп жазды: "Қан барлық мүшеге артериялар арқылы еніп, тамырлар арқылы қайта оралады, және тамырлар – қанның жүрекке қайтарылатын ыдыстары мен жолдары; ал мүшелер мен аяқ-қолдардағы қан артериялардан тамырларға (анастомоз арқылы немесе еттің тесіктері арқылы, немесе екі жолмен де) өтеді, бұрынғыдай жүрек пен кеудеде тамырлардан артерияларға өтетіндей". Марчелло Малпиги капиллярларды тікелей байқап, дұрыс сипаттаған алғашқы адам болды, оларды 8 жыл өткен соң, 1661 жылы бақаның өкпесінен тапты. Август Крог капиллярлардың жануарлар тіндерін қалай қамтамасыз ететінін анықтады. Осы еңбегі үшін ол 1920 жылы физиология және медицина саласындағы Нобель сыйлығымен марапатталды.
Marcello Malpighi was the first to observe directly and correctly describe capillaries, discovering them in a frog's lung 8 years later, in 1661. August Krogh discovered how capillaries provide nutrients to animal tissue. For his work he was awarded the 1920 Nobel Prize in Physiology or Medicine.