Медицинская академия им И И Мечникова Микроциркуляция Борисова

Медицинская академия им. И. И. Мечникова Микроциркуляция Борисова Р. П. , д. м. н. , профессор Кафедра нормальной физиологии Декабрь 2009 года

Система кровообращения Все органы и ткани буквально пронизаны огромным количеством кровеносных сосудов разного диаметра На 1 куб. мм ткани тонических мышц приходится 100 капилляров, мозга – 3000 капилляров

Pulmonary vessels 9% Heart 7% Systemic arteries 13% Systemic arterioles 2% Systemic capillaries 5% Systemic veins 64%

Микроциркуляция-

Сосудистый модуль!!!

Компоненты микроциркуляторного русла 1. Артериолы - 50 – 100 µm в диаметре: имеются слои ГМК и внутренняя эластическая мембрана. 2. Терминальные артериолы -менее 50 µm в диаметре: один слой ГМК и небольшое количество соединительной ткани. 3. Метаартериолы: около 7 µm в диаметре, имеются одиночные гладкомышечные клетки. 4. Прекапиллярные сфинктеры. 5. Капилляры: эндотелиальные трубки. 6. Посткапиллярные венулы - 8 - 30 µm в диаметре: ГМК нет. 7. Венулы - 30 - 100 µm в диаметре: имеются ГМК. 8. Артериоло-венулярные анастомозы.

Распределение крови в сердечно-сосудистой системе Veins and venules 64 % Arteries 15 % Heart 7% Pulmonary vessels 9% Arterioles and capillaries 5 %

Кровеносные сосуды

Сосудистый модуль: (cтруктурно-функциональная eдиница микроциркуляции)

Капилляры n Радиус капилляров, как правило около 3 мм, а длина -750 мкм. n Число капилляров в организме человека – около 40 млрд. n Общая площадь обменной поверхности всех капилляров и посткапиллярных венул – 1000 кв. м. n В обычных условиях перфузируется не более 30% капилляров.

Обмен веществ между плазмой крови и интерстициальной жидкостью происходит только в капиллярах и посткапиллярных венулах Vessels Heart (pump) Tissues Cells Interstitial fluid (80% of extracellular fluid) Circulating plasma (20% of extracellular fluid)

Сосудистый модуль: (cтруктурно-функциональная eдиница микроциркуляции)

Типы капилляров n С непрерывной стенкой (кожа) n Фенестрированные (имеются небольшие отверстия в клетке (кишечник, почки) n Синусоидальные (значительные отверстия в клетках и между клетками (печень, селезенка)

Continuous Capillaries Figure 19. 3 a

Fenestrated Capillaries Figure 19. 3 b

Sinusoids Figure 19. 3 c

Обмен веществ через стенку капилляров

Основной механизм обмена в капиллярах – диффузия!!! Pores Endothelial cell

Транспорт веществ через стенку капилляра Water-filled pore Interstitial fluid Plasma proteins Lipid-soluble substances pass through the endothelial cells O 2, CO 2 Exchangeable proteins Na+, K+, glucose, amino acids Small, water-soluble substances pass through the pores Endothelial cell Plasma proteins generally cannot cross the capillary wall Plasma membrane Cytoplasm Exchangeable proteins are moved across by vesicular transport

Диффузия в капиллярах n Огромная площадь капилляров n Малая толщина стенки n Медленный кровоток Скорость диффузии через общую обменную поверхность организма составляет около 60 литров в минуту Самая большая скорость обмена для жирорастворимых веществ, О 2 и СО 2

Фильтрация и реабсорбция в капиллярах Две движущие силы: n Гидростатическое давление n Коллоидно-осмотическое (онкотическое давление Скорость фильтрации и реабсорбции достаточно низкие по сравнению с диффузией Фильтруется во всех капиллярах за сутки около 20 л жидкости Реабсорбируется – 16 -18 л.

Силы Старлинга и эффективное фильтрационное давление Venule Arteriole 37 mm. Hg Oncotic P=25 Interstitial Hydrostatic P=1 17 mm. Hg

Фильтрация и реабсорбция Initial lymphatic vessel Interstitial fluid 11 mm Hg (ultrafiltration) 9 mm Hg (reabsorption) From arteriole To venule Blood capillary (See next slide)

Фильтрация и реабсорбция Transition point Capillary pressure (mm Hg) Fluid movement Inward pressure ( p. P + PIF) Outward pressure (PC + p. IF) Capillary length End Beginning = Ultrafiltration = Reabsorbtion

Обмен жидкости между кровеносными капиллярами, интерстицием и лимфатическими капиллярами

Отёки n мм

Systolic pressure Mean pressure Diastolic pressure Left ventricle Large arteries Arterioles Capillaries Venules and veins

Arteriole Smooth muscles Precapillary sphincter Metarteriole Capillary Venule

Фрагмент микроциркуляторного русла

Кровоток через капилляры при разном состоянии артериол High resistance No flow Moderate resistance Moderate flow Low resistance Large flow

Значение прекапиллярных сфинктеров

Регуляция кровотока в микроциркуляторном русле Tissue Metabolites O 2 Blood Pressure + Circulating Hormones - Sympathetic Vasomotor - Vessel diameter -

Реакция микроциркуляторного русла на метаболиты

Метаболический контроль тонуса микрососудов

Роль эндотелия n Масса эндотелия достигает 1% массы тела n Площадь порехности всех артерий : 28 м², а артериол и капил-ляров - 280 м² n Секреция БАВ (NO, продуктов метаболизма арахидоновой кислоты), межклеточная передача регуляция вазомоторики.

Распределение крови в организме в покое 100% Lungs Right side of heart Left side of heart Digestive system (Hepatic portal system) Liver Kidneys Skin Brain Heart muscle Skeletal muscle Bone Other 21% 6% 20% 9% 13% 3% 15% 5% 8%

Только кровоток в сочетании с адекватным лимфотоком могут обеспечить оптимальную гидратацию тканей Systemic circulation Lymph node Pulmonary circulation Initial lymphatics Lymph vessel Blood capillaries Valve Veins Lymph node Initial lymphatics Arteries Heart Blood capillaries

Кровообращение в сердце Coronary Arteries • Left Coronary A. • L. A. Descending • Left Circumflex • Right Coronary A. LCx LAD

Кровоснабжение сердца n Сердечный кровоток составляет около 250 мл/мин или 5% от общего кровотока n При максимальной нагрузке коронарный кровоток может возрастать в 5 раз (до 1300 мл/мин) n Наибольший регуляторный эффект оказывают метаболические факторы ( в частности, гипоксия, аденозин, NO)

Особенности коронарного кровотока n Coronary flow during diastole. n Minimal flow during systole.

КОРОНАРНЫЙ КРОВОТОК n Qкоронарного кровотока =4 -5% от МОС n Зависит от фазы сердечного цикла, в систолу n n n n n стремится к 0, в диастолу – к норме, поэтому предпочтительней низкая ЧСС Высокая экстракция О 2 миоглобином кардиомиоцитовдо 75% Регуляция: а) миогенная ауторегуляция в пределах АД=70/160 мм рт ст б) метаболическая вазодилятация при ↑Р СО 2, ↑аденозина в) Нейрогенный контроль НА: β 2 - рецепторы- вазодилятаторы α – рецепторывазоконстрикторы

Мозговой кровоток n 15% МОК n АУТОРЕГУЛЯЦИЯ КРОВОТОКА ПРИ АД-60 -80 ММ HG n n n n миогенная саморегуляция ПРИ НАГРУЗКЕ КРОВОТОК УВЕЛИЧИВАЕТСЯ НА 20 30%; ПРИ ЭТОМ ЛОКАЛЬНЫЙ КРОВОТОК В ОТДЕЛЬНЫХ ЗОНАХ КОРЫ-В 2 -3 РАЗА. ПРЕОБЛАДАЕТ МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ: ВАЗОДИЛЯТАТОРЫ: СО 2 , РН, К, АДЕНОЗИН СЛАБЫЕ ВАЗОКОНСТРИКТОРЫ- ВАЗОПРЕСИН, АНГИОТЕНЗИН ІІ, КАТЕХОЛАМИНЫ СЛАБО ВЫРАЖЕН НЕЙРОГЕННЫЙ КОНТРОЛЬ ЗА СЧЕТ КАТЕХОЛАМИНОВ, АХ, СЕРОТОНИНА.

РЕГИОНАЛЬНЫЙ КРОВОТОК n МОСпр= МОСлев= Qс-ца+ Qмозга+ Qм+ Qжкт+ n n n n n Qкожи+… 2 задачи: а) удержать системное АД→вазоконстрикция б) обеспечить нормальный кровоток→вазодилятация Qорг не соответствует массе органа, а соответствует его значимости 4. Кровоток в покое минимален. При нагрузке кровоток увеличивается →рабочая гиперемия ПОЧКА- в 1, 2 раза СЕРЦЕ - в 10 раз МОЗГ - в 2, 8 раз МЫШЦЫ-в 24 раза ЖКТ - в 10 раз КОЖА- в 17, 6 раз 5. Синдром «Обкрадывания»

СКЕЛЕТНЫЕ МЫШЦЫ n В покое – 15 -20% МОС n При нагрузке – до 90% n Особая миогенная ауторегуляция→вазодилятация n (Гистомеханическая гипотеза) n 3. Метаболиты: ↓Р О 2, ↑Р СО 2, ↑РН, ↑РК n 4. Нейрогенный контроль n n НА: α - (+) АХ: холинорецепторы (-) n β 2 - (-) n 5. Гуморальный контроль n Вазодилятаторы: n АХ n гистамин n АТФ n брадикинин