Микроциркуляция крови¶

Микроциркуляция крови — это процесс движения крови по мельчайшим сосудам (микрососудам), обеспечивающий транскапиллярный обмен веществ и газов между кровью и тканями. Микроциркуляторное русло является конечным звеном сердечно-сосудистой системы, где реализуется основная функция кровообращения — доставка кислорода и питательных веществ к клеткам и удаление продуктов метаболизма. Нарушения микроциркуляции лежат в основе патогенеза многих заболеваний, включая ишемическую болезнь сердца, сахарный диабет, гипертоническую болезнь и шоковые состояния.

¶Строение микроциркуляторного русла

Микроциркуляторное русло включает в себя сосуды диаметром менее 100 мкм, которые не видны невооружённым глазом. Оно состоит из нескольких последовательно соединённых звеньев:

• Артериолы — конечные ветви артерий диаметром 30–100 мкм. Имеют выраженный мышечный слой, что позволяет им активно регулировать просвет и, следовательно, объём притекающей крови.
• Прекапилляры (метартериолы) — переходные сосуды с единичными гладкомышечными клетками. В месте отхождения капилляра от метартериолы находится прекапиллярный сфинктер — кольцо из гладкомышечных клеток, регулирующее поступление крови в капиллярную сеть.
• Капилляры — самые тонкие сосуды (диаметр 5–10 мкм), стенка которых состоит из одного слоя эндотелиальных клеток и базальной мембраны. Именно через стенку капилляров происходит обмен веществ. Длина капилляров составляет 0,5–1 мм. Общая площадь поверхности капилляров в организме человека достигает 1000 м².
• Посткапиллярные венулы — сосуды диаметром 10–30 мкм, образующиеся при слиянии капилляров. Их стенка тоньше, чем у артериол, и содержит меньше мышечных элементов. В венулах происходит резорбция (обратное всасывание) жидкости из межклеточного пространства.
• Венулы — собирающие сосуды диаметром 30–100 мкм, впадающие в вены. Они обеспечивают отток крови от микроциркуляторного русла.

¶Артериоловенулярные анастомозы

Помимо капиллярной сети, в микроциркуляторном русле существуют прямые соединения между артериолами и венулами — артериоловенулярные анастомозы (шунты). При их открытии кровь сбрасывается из артериального русла в венозное, минуя капилляры. Это позволяет быстро перераспределять кровоток, например, при терморегуляции (в коже) или при стрессе.

¶Физиология микроциркуляции

¶Движение крови по микрососудам

Кровоток в микроциркуляторном русле имеет ряд особенностей. Из-за малого диаметра сосудов и низкой скорости течения (0,3–1 мм/с в капиллярах) кровь ведёт себя не как ньютоновская жидкость: её вязкость зависит от диаметра сосуда (эффект Фареуса — Линдквиста). В капиллярах эритроциты деформируются и движутся цепочкой, часто разделяясь прослойками плазмы.

Давление крови в артериолах составляет 60–70 мм рт. ст., в капиллярах — 20–30 мм рт. ст., в венулах — 10–15 мм рт. ст. Такое падение давления обеспечивает непрерывный ток крови от артериального к венозному концу.

¶Транскапиллярный обмен

Основной механизм обмена веществ через стенку капилляра — диффузия. Кислород, углекислый газ, глюкоза, аминокислоты и ионы движутся по градиенту концентрации. Для крупных молекул (белков) диффузия ограничена; их транспорт осуществляется путём пиноцитоза (эндоцитоза) эндотелиальными клетками.

Фильтрация и реабсорбция жидкости описываются законом Старлинга. На артериальном конце капилляра гидростатическое давление (около 30 мм рт. ст.) превышает онкотическое давление плазмы (около 25 мм рт. ст.), что приводит к фильтрации жидкости в межклеточное пространство. На венозном конце гидростатическое давление падает (до 10–15 мм рт. ст.), а онкотическое остаётся прежним, поэтому жидкость реабсорбируется обратно в капилляр. В норме объём фильтрации и реабсорбции почти равны, избыток жидкости отводится лимфатической системой.

¶Регуляция микроциркуляции

Микроциркуляторный кровоток регулируется несколькими механизмами:

• Миогенный механизм — гладкие мышцы артериол и прекапиллярных сфинктеров сокращаются в ответ на повышение давления, предотвращая избыточное растяжение сосуда (эффект Остроумова — Бейлисса).
• Метаболический механизм — местные метаболиты (аденозин, углекислый газ, лактат, ионы водорода) вызывают расширение артериол и открытие капилляров в тканях с повышенной потребностью в кислороде. Этот механизм является основным для рабочей гиперемии (увеличения кровотока при мышечной нагрузке).
• Нейрогенный механизм — симпатические нервные волокна выделяют норадреналин, вызывая сужение артериол. Однако в капиллярах и венулах нервная регуляция выражена слабо.
• Гуморальный механизм — на микроциркуляцию влияют гормоны (адреналин, вазопрессин, ангиотензин II) и местные биологически активные вещества (гистамин, брадикинин, оксид азота NO). Оксид азота, вырабатываемый эндотелием, является мощным вазодилататором.

¶Методы исследования микроциркуляции

Для изучения микроциркуляции применяются как экспериментальные, так и клинические методы:

• Капилляроскопия — визуализация капилляров ногтевого ложа или конъюнктивы глаза с помощью микроскопа. Позволяет оценить плотность капиллярной сети, форму капилляров, скорость кровотока.
• Лазерная допплеровская флоуметрия (ЛДФ) — метод, основанный на измерении допплеровского сдвига частоты лазерного излучения, отражённого от движущихся эритроцитов. Позволяет оценить объёмный кровоток в микроциркуляторном русле кожи.
• Тепловидение — регистрация инфракрасного излучения кожи для оценки кожной температуры, которая косвенно отражает интенсивность микроциркуляции.
• Оксиметрия — измерение насыщения крови кислородом в микрососудах с помощью спектрофотометрии.
• Радионуклидные методы — введение меченых альбуминов или эритроцитов для оценки проницаемости капилляров.

¶Нарушения микроциркуляции

Расстройства микроциркуляции делятся на несколько типов:

• Внутрисосудистые нарушения — изменения реологических свойств крови (повышение вязкости, агрегация эритроцитов и тромбоцитов, образование микротромбов). Наблюдаются при шоке, диабете, атеросклерозе.
• Сосудистые нарушения — спазм или парез артериол, повышение проницаемости капилляров, повреждение эндотелия. Характерны для воспаления, аллергических реакций, гипертонической болезни.
• Внесосудистые нарушения — отёк тканей, сдавление капилляров, нарушение лимфооттока. Возникают при травмах, опухолях, венозной недостаточности.

Клинически нарушения микроциркуляции проявляются бледностью или цианозом кожи, отёками, трофическими язвами, нарушением заживления ран. При хронической ишемии (например, при облитерирующем атеросклерозе) развивается синдром «перемежающейся хромоты».

¶Микроциркуляция при некоторых заболеваниях

• Сахарный диабет — гипергликемия приводит к утолщению базальной мембраны капилляров, снижению их эластичности и нарушению обмена. Это одна из причин диабетической ретинопатии, нефропатии и нейропатии.
• Гипертоническая болезнь — длительное повышение артериального давления вызывает гипертрофию мышечного слоя артериол, их сужение и снижение капиллярной плотности (рарификацию). Ухудшается доставка кислорода к тканям.
• Шок — при гиповолемическом, кардиогенном или септическом шоке происходит централизация кровообращения: спазм периферических артериол, открытие артериоловенулярных анастомозов, агрегация форменных элементов крови (сладж-синдром). Это приводит к гипоперфузии жизненно важных органов и развитию полиорганной недостаточности.

¶Значение микроциркуляции

Микроциркуляция является критически важным звеном гомеостаза. Без эффективного обмена веществ на уровне капилляров невозможна жизнедеятельность клеток. Изучение микроциркуляции имеет значение для понимания патогенеза многих заболеваний, разработки методов диагностики (например, капилляроскопия при ревматических болезнях) и терапии (использование вазоактивных препаратов, реологических средств, антиагрегантов). В России исследования микроциркуляции активно проводятся в научных центрах, таких как Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН и Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова.

¶Источники

• Физиология человека. Под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2007.
• Гайтон А. К., Холл Дж. Э. Медицинская физиология. — М.: Логосфера, 2008.
• Чернух А. М., Александров П. Н., Алексеев О. В. Микроциркуляция. — М.: Медицина, 1984.
• Куприянов В. В., Караганов Я. Л., Козлов В. И. Микроциркуляторное русло. — М.: Медицина, 1975.
• Johnson P. C. Peripheral Circulation. — John Wiley & Sons, 1978.