میکروسیرکولاسیون و تبادل مویرگی
میکروسیرکولاسیون شبکهای از کوچکترین رگهای خونی — شریانچهها، مویرگها و وریدچهها — است که در آن خون و بافتهای اطراف، اکسیژن، مواد مغذی، آب و مواد زائد را مبادله میکنند. این بخش، نقطه پایانی عملکردی سیستم قلبی عروقی است: جریان حجمی از طریق سرخرگها و سیاهرگها برای رساندن خون به این سطح تبادلی وجود دارد، جایی که انتقال از طریق مویرگهای نازک دیواره توسط انتشار و فیلتراسیون صورت میگیرد.
Definition
میکروسیرکولاسیون به جریان خون از طریق بستر عروقی انتهایی (شریانچهها، مویرگها و وریدچهها) اشاره دارد، سطحی که در آن تبادل ترانسواسکولار گازها، املاح و مایعات بین خون و بافت صورت میگیرد.
Scope
این بخش خواننده را با ساختارها و فرآیندهایی که تبادل در سطح میکروواسکولار را کنترل میکنند، آشنا میسازد: معماری و نفوذپذیری دیواره مویرگی، تعادل نیروهای هیدرواستاتیک و اسمزی (استارلینگ) که حرکت مایع را هدایت میکند، تطابق جریان خون با نیاز اکسیژن بافت، و مکانیسمهای موضعی که تون شریانچهای را تنظیم میکنند. این موارد را به عنوان یک موضوع فیزیولوژیکی منسجم بررسی میکند و به جای پوشش عمیق هر یک، به موضوعات جزئیتر ارجاع میدهد.
Sub-topics
Core questions
- چگونه املاح و آب از دیواره مویرگی عبور میکنند و چه چیزی سرعت انتقال را تعیین میکند؟
- کدام نیروها حرکت خالص مایع بین پلاسما و فضای بینابینی را کنترل میکنند؟
- چگونه جریان خون مویرگی با نیازهای متابولیکی بافتی که تغذیه میکند، تطابق مییابد؟
- چه سیگنالهای موضعی قطر شریانچهای را برای تنظیم پرفیوژن تنظیم میکنند؟
Key concepts
- شریانچهها، مویرگها و وریدچهها
- انتشار و فیلتراسیون از طریق دیواره مویرگی
- نیروهای استارلینگ
- نفوذپذیری مویرگی و گلیکوکالیکس اندوتلیال
- پرفیوژن بافت و تحویل اکسیژن
- کنترل موضعی (خودتنظیمی و متابولیکی) تون شریانچهای
Key theories
- اصل استارلینگ در تبادل مایعات
- حرکت خالص مایع ترانسمویرگی توسط تعادل بین تفاوتهای فشار هیدرواستاتیک و کلوئید اسمزی در سراسر دیواره مویرگی کنترل میشود؛ بازنگری مدرن بر گلیکوکالیکس اندوتلیال و فضای زیر گلیکوکالیکس تأکید دارد تا جذب مجدد انتهای وریدی مدل کلاسیک.
- نظریه منافذ (و ماتریس فیبری) نفوذپذیری مویرگی
- عبور انتخابی آب و املاح از دیواره مویرگی به عنوان انتقال از طریق جمعیتی از مسیرهای کوچک و بزرگ توصیف میشود که توسط مدلهایی که لایه سطحی اندوتلیال را به عنوان یک غربال مولکولی در نظر میگیرند، اصلاح شده است.
Mechanisms
تبادل در سطح میکروواسکولار از دو مسیر اصلی صورت میگیرد. املاح کوچک نامحلول در چربی و آب از طریق انتشار و فیلتراسیون از طریق و بین سلولهای اندوتلیال حرکت میکنند، فرآیندی که پاپنهایمر آن را بر اساس مسیرهای دیواره مویرگی توصیف کرد. حرکت خالص مایع منعکسکننده تعادل استارلینگ فشارهای هیدرواستاتیک و کلوئید اسمزی است که اکنون درک میشود در سراسر گلیکوکالیکس اندوتلیال عمل میکند. اکسیژن و سایر گازها در جهت گرادیان غلظت از خون مویرگی به میتوکندری منتشر میشوند، با مساحت سطح و فاصله بین مویرگهای پرفیوژن شده و سلولها که محدودیتهای تحویل را تعیین میکنند. میزان خونی که به رگهای تبادلی میرسد، در بالادست توسط تون شریانچهای تنظیم میشود، که سیگنالهای متابولیکی و میوژنیک موضعی به طور مداوم آن را برای تطابق عرضه با تقاضا تنظیم میکنند.
Clinical relevance
عملکرد میکروواسکولار زیربنای نحوه اکسیژنرسانی به بافتها و نحوه توزیع مایع بین خون و فضای بینابینی است، بنابراین مفاهیم این حوزه در درک شرایطی مانند ادم، التهاب و اختلال در پرفیوژن بافت نقش دارند. این مدخل فیزیولوژی را برای مرجع آموزشی توصیف میکند و مبنایی برای تشخیص یا تصمیمگیری درمانی نیست.
Evidence & guidelines
مطالب اینجا بر اساس بررسیهای فیزیولوژی کلاسیک و معاصر استوار است تا کارآزماییهای بالینی؛ گزارشهای بنیادی شامل بررسی پاپنهایمر از انتقال دیواره مویرگی و بررسی میشل و کاری از نفوذپذیری میکروواسکولار است، با بازنگری لویک و میشل از اصل استارلینگ که چارچوب اجماع فعلی را نشان میدهد.
History
مطالعه تبادل میکروواسکولار با اثبات استارلینگ در سال ۱۸۹۶ آغاز شد که نشان داد نیروهای اسمزی و هیدرواستاتیک جذب مایع از فضاهای بافتی را کنترل میکنند. کار پاپنهایمر در اواسط قرن بیستم، عبور املاح از دیوارههای مویرگی را کمیسازی کرد، و میشل و کاری ادبیات نفوذپذیری را در پایان قرن تثبیت کردند. شناسایی گلیکوکالیکس اندوتلیال به عنوان لایه نیمهتراوای واقعی، لویک و میشل را به بازنگری مدل کلاسیک استارلینگ در سال ۲۰۱۰ سوق داد.
Key figures
- Ernest Starling
- John Pappenheimer
- C. Charles Michel
- Roland Pittman
- Steven Segal
Related topics
Seminal works
- pappenheimer-1953
- michel-1999
- levick-michel-2010
Frequently asked questions
- چرا میکروسیرکولاسیون هسته عملکردی سیستم قلبی عروقی در نظر گرفته میشود؟
- زیرا در این بخش است که خون و بافت عملاً اکسیژن، مواد مغذی و مایعات را مبادله میکنند؛ شریانها و وریدهای بزرگتر عمدتاً برای رساندن خون به این شبکه تبادلی و تخلیه آن از آن عمل میکنند.
- چه رگهایی میکروسیرکولاسیون را تشکیل میدهند؟
- شریانچهها، مویرگها و وریدچهها — بخش انتهایی بستر عروقی که در آن نازکی دیواره و سطح وسیع امکان تبادل ترانسواسکولار را فراهم میکند.