Estrutura e Permeabilidade Capilar

Os capilares são os vasos sanguíneos mais finos, com paredes que consistem essencialmente numa única camada de células endoteliais sobre uma membrana basal. Esta parede mínima, combinada com uma enorme área de superfície total, faz do capilar o local onde solutos, água e gases passam entre o sangue e o tecido. A facilidade com que uma substância atravessa depende do tipo estrutural do capilar e do crivo molecular formado pela superfície endotelial.

Definition

A permeabilidade capilar é a propriedade da parede capilar que determina a facilidade com que a água e os solutos passam entre o plasma sanguíneo e o fluido intersticial circundante, definida pela estrutura do endotélio e da sua camada superficial.

Scope

Este tópico aborda a anatomia da parede capilar, as três classes estruturais de capilares (contínuos, fenestrados e descontínuos/sinusoidais), as vias pelas quais a água e os solutos atravessam a parede, e o conceito de permeabilidade — incluindo o papel central do glicocálix endotelial. Trata brevemente das forças de filtração de fluidos, deixando o balanço de Starling para um tópico relacionado.

Core questions

• Qual é a estrutura da parede capilar e como diferem os capilares contínuos, fenestrados e descontínuos?
• Por que vias a água e os solutos de diferentes tamanhos atravessam a parede?
• O que é o glicocálix endotelial e por que é considerado a principal barreira de permeabilidade?
• Como a permeabilidade é quantificada e conceptualizada?

Key concepts

• Parede de célula endotelial única sobre uma membrana basal
• Capilares contínuos, fenestrados e descontínuos (sinusoidais)
• Transporte difusivo versus convectivo (filtração)
• Glicocálix endotelial como crivo molecular e barreira
• Fendas intercelulares e junções apertadas
• Produto de permeabilidade-área de superfície

Key theories

Teoria dos poros da permeabilidade capilar

Pappenheimer modelou a parede capilar como contendo uma população de pequenos poros que permitem a passagem de água e pequenos solutos, enquanto restringem moléculas maiores, relacionando a permeabilidade a um tamanho de poro efetivo estimado a partir de dados de transferência de solutos.

Modelo de matriz de fibras (glicocálix)

Curry e Michel propuseram que as propriedades de crivagem molecular da parede capilar residem numa matriz de fibras na superfície endotelial — posteriormente identificada com o glicocálix — em vez de em poros cilíndricos discretos, refinando a compreensão da permeabilidade seletiva.

Mechanisms

A parede capilar é uma única camada endotelial cujas propriedades variam consoante o tecido: o endotélio contínuo (como no músculo e no sistema nervoso central) possui junções intercelulares apertadas e baixa permeabilidade; o endotélio fenestrado (como no rim e no intestino) possui poros que aumentam a permeabilidade à água e a pequenos solutos; e o endotélio descontínuo ou sinusoidal (como no fígado e no baço) possui grandes lacunas que permitem a passagem de células e macromoléculas. Gases lipossolúveis, como o oxigénio e o dióxido de carbono, difundem-se diretamente através das células, enquanto os solutos hidrossolúveis se movem através das fendas intercelulares. Pappenheimer interpretou estes dados em termos de um sistema de poros, e modelos posteriores de matriz de fibras atribuíram a filtração ao glicocálix endotelial — uma camada superficial de proteoglicanos e glicoproteínas que restringe a passagem de macromoléculas e deteta o fluxo.

Clinical relevance

O tipo estrutural de um capilar e a integridade do seu glicocálix influenciam a forma como os tecidos retêm ou perdem fluido e proteína, o que é relevante para a compreensão da inflamação, da fuga capilar e do edema. Esta é uma fisiologia de referência e não se destina a orientar o diagnóstico ou o tratamento.

Evidence & guidelines

A compreensão aqui deriva de revisões fisiológicas e estudos estruturais, em vez de diretrizes clínicas; a análise de poros de Pappenheimer e a revisão de permeabilidade de Michel e Curry são fundamentais, e a literatura sobre o glicocálix (Reitsma e colegas; Curry e Adamson) reflete a visão atual da barreira.

History

O trabalho do início do século XX tratava a parede capilar como uma membrana porosa, e a análise de Pappenheimer de 1953 colocou o conceito de poro numa base quantitativa. O modelo de matriz de fibras de Curry e Michel de 1980 reformulou a base molecular da filtração, e a visualização subsequente do glicocálix endotelial (revisto por Reitsma e por Curry e Adamson) identificou a camada superficial como a principal barreira de permeabilidade e um mecanossensor.

Debates

Poros versus glicocálix como sede da permeabilidade

Se a permeabilidade seletiva é melhor descrita por poros discretos ou pela estrutura de matriz de fibras do glicocálix endotelial tem moldado a fisiologia microvascular; o modelo do glicocálix é agora favorecido, mas a estrutura de poros permanece uma descrição quantitativa útil.

Key figures

• John Pappenheimer
• C. Charles Michel
• Fitz-Roy Curry
• Hans Vink

Seminal works

• pappenheimer-1953
• michel-1999
• curry-1980

Frequently asked questions

Quais são os três tipos estruturais de capilares?

Capilares contínuos com junções apertadas e baixa permeabilidade, capilares fenestrados com poros no endotélio e capilares descontínuos (sinusoidais) com grandes lacunas que permitem a passagem de células e grandes moléculas.

O que é o glicocálix endotelial?

Uma camada semelhante a gel de proteoglicanos e glicoproteínas que reveste a superfície luminal das células endoteliais; atua como o principal crivo molecular que restringe a passagem de macromoléculas e como um sensor do fluxo sanguíneo.