وبدون الإساءة إلى الهياكل التشريحية الأخرى المعنية ، يمكننا أن نقول أن النظام القلبي الوعائي بأكمله موجود لغرض وحيد هو خدمة الشعيرات الدموية. في هذا المستوى ، في الواقع ، أن التبادلات المذكورة بالفعل من العناصر الغذائية ، والهرمونات ، والأجسام المضادة ، والغازات وكل ما يحمله مجرى الدم يحدث. من ناحية أخرى ، تعتمد الخلايا بدرجة كبيرة على قدرة الشعيرات الدموية على صنع جميع العناصر الضرورية لعملية الأيض ، وفي نفس الوقت إزالة النفايات التي يمكن تسميمها. لكن ما حكم هذه الخطوة؟
يمكن تبادل المواد من الشعيرات الدموية إلى الخلايا أساسا من ثلاثة أنواع.
أ) يمثل الأول بالانتشار . ونموذجًا للغازات ، فهو يعكس الحركة الصافية للجزيئات من نقطة تركيز أكبر نحو التركيز ذي التركيز الأقل. يستمر هذا التدفق حتى يتم توزيع الجزيئات بشكل منتظم في جميع أنحاء المساحة المتوفرة. تتم معظم عمليات التبادل بين البلازما والسائل الخلالي عن طريق الانتشار البسيط ، والذي يتضمن مواد مثل الأيونات ، وجزيئات الحمض الأميني الجزيئي المنخفض ، والجلوكوز ، والمستقلبات ، والغازات ، وما إلى ذلك ؛ ومع ذلك ، فإنها لا ترشح جزيئات ذات وزن جزيئي أكبر من 60 كيلو دالتون ، مثل البروتينات الكبيرة والعناصر الجسمية للدم (خلايا الدم البيضاء والخلايا الحمراء ، إلخ). على وجه الخصوص ، تمر المواد الليبوزوليبية خلال الأغشية البلازمية ويقتصر التبادل على سرعة تدفق الدم ؛ هذه المواد القابلة للذوبان في الماء ، بدلا من ذلك ، تمر من خلال المسام الصغيرة وينظم تدفقها من خلال اتساع هذه المسام ونطاق نصف قطرها من جزيء النظر.
تصبح آلية الانتشار أقل كفاءة في وجود الوذمة ، لأن الكمية العالية من السائل الخلالي تزيد من المسافة بين الأنسجة والشعيرة.
ب) يتم إعطاء نوع ثاني من التبادل بواسطة نظام الترشيح وإعادة الامتصاص ، والذي - يعرف أيضاً باسم تدفق الكتلة - ينظم قبل كل شيء مرور السوائل. إذا كان اتجاه التدفق موجها نحو الخارج من الشعيرات الدموية ، فإنه يسمى الترشيح ، بينما عندما يتم توجيهه نحو الداخل يطلق عليه الامتصاص.
يعتمد تنظيم هذا التدفق على ثلاثة عوامل: الضغط الهيدروليكي أو الهيدروستاتيكي ، الضغط الفطار أو الغرواني التناضحي ونفاذية الجدار الشعري.
- قبل بضعة خطوط ، ذكرنا أن الضغط الهيدروستاتيكي في الطرف الشرياني من الشعيرات الدموية يبلغ حوالي 35 ملم زئبقي ، في حين أنه عند الطرف الوريدي يبلغ حوالي النصف. تعكس هذه القيم الضغط الجانبي الذي يمارسه تدفق الدم ، والذي يميل إلى دفع السائل إلى الخارج عبر جدران الشعيرات الدموية نفسها. على العكس من ذلك ، فإن الضغط الهيدروستاتيكي الذي يمارسه السائل الخلالي (المقدّر بـ 2 مم زئبق) ، يؤيد الطريق المعاكس ، ويضغط على جدران الشعيرات الدموية ويفضل دخول السوائل داخله.
-العامل الثاني ، الضغط oncotic ، يعتمد بشكل صارم على تركيز البروتينات في المقصورتين. هذه ، في الواقع ، لديها تكوين مشابه جدا ، باستثناء بروتينات البلازما ، والتي هي غائبة تقريبا في السائل الخلالي. يمثل الضغط الجرمي القوة التي تنظم مرور الماء عن طريق الانتشار البسيط من المقصورة "بشكل بروتيني" أقل تركيزًا إلى أكثر تركيزًا ، من خلال غشاء نصف نافذ موسط لها (والذي يمكن أن يجتازه الماء ولكن ليس بواسطة الحافظات الموجودة فيه) والتاريخ ، في هذه الحالة ، من الجدران الشعرية.
إن الضغط الجيني الذي تمارسه البروتينات الموجودة في الدم يساوي 26 ملم زئبقي ، بينما في السائل الخلالي يكاد لا يكاد يذكر.
- العامل الثالث والأخير يمثله التوصيل الهيدروليكي ، والذي يعبر عن نفاذية الماء للجدار الشعري. تختلف هذه الكمية وفقًا للخصائص المورفولوجية للشعيرات الدموية (على سبيل المثال ، تكون أكبر في الصفات الملوثة ، النمطية للكلية).
هذه العناصر الثلاثة موضحة في قانون ستارلنغ:
تعتمد التبادلات الشعرية على ثابت التوصيل الهيدرولي مضروبًا في الفرق بين تدرج الضغط الهيدروستاتي وتدرج الضغط الغرواني.
STARLING LAW Jv = Kf [(Pc - Pi) - σ (ppc-ppi)]
في نهاية الشرايين الشعرية سيكون لدينا ضغط ترشيح صافي يعادل:
| [(35 - (- 2)] - (25-0) = 12 ملم زئبق | هذا الضغط يحدد خروج السوائل والمستقلبات الموجودة في الدم (يحدث الترشيح) |
على طول الممر في الشعيرات الدموية يتم تقليل السرعة والضغط الهيدروليكي بسبب الاحتكاك. تميل ضغوط oncotic إلى أن تظل هي نفسها ، إلا عندما تكون الجدران الشعيرية قابلة للنفاذ بشكل كاف للبروتينات ذات الوزن الجزيئي المنخفض. هذه الخاصية له تداعيات مهمة ، حيث ينخفض الضغط oncotic الشعري ، وزيادة الضغط الخلالي. لمراعاة هذه الإمكانية ، تم تصحيح قانون لابلاس عن طريق إدخال ما يسمى معامل الانعكاس (σ) ، والذي: Jv = Kf [(Pc - Pi) - σ (ppc-ppi)].
يختلف معامل الانعكاس من 0 (جدار شعري قابل للنفاذ تمامًا للبروتينات) إلى 1 (جدار شعري غير منفذ على البروتينات).
في الطرف الوريدي من الشعيرات الدموية سيكون لدينا ضغط ترشيح صافي يعادل:
| [(15 - (- 2)] - (25-0) = -8 ملم زئبق | هذا الضغط يسبب دخول السوائل و الأيضات الخلوية إلى الدم (يحدث الارتشاف). |
ملاحظة: يتم تعويض انخفاض ضغط الارتشاف من قبل نفاذية أكبر من الشعيرات الدموية للرأس الوريدي. على الرغم من ذلك ، لا يزال حجم الترشيح أكبر من ذلك المستوعب. في الواقع ، يتم امتصاص 90٪ فقط من الحجم المصفى في الطرف الشرياني إلى الوريد الوريدي ؛ يتم استرداد 10 ٪ المتبقية (حوالي 2 لتر / يوم) من الجهاز اللمفاوي ، مما يمنع تشكيل الدسما عن طريق سكبه في مجرى الدم.
قيم الضغط المذكورة في الأمثلة هي إشارات دلالية وليست استثناءات نادرة. على سبيل المثال ، تميل الشعيرات الدموية التي تشكل الكبيرين من النيفرون الكلوي ، إلى التصفية على طولها بالكامل ، في حين تمتص بعض الشعيرات الدموية الموجودة في الغشاء المخاطي المعوي فقط ، وجمع المغذيات والسوائل.
ج) تسمى الآلية الثالثة "نخر" وهي مسؤولة عن نقل بعض الجزيئات ذات الوزن الجزيئي العالي ، مثل بعض البروتينات التي ، بعد دمجها في الحويصلات عن طريق الخلوي ، تمر من خلال الظهارة ويتم إطلاقها في السائل الخلالي عن طريق الخلط الخلوي.
