การแลกเปลี่ยนของเหลวในเส้นเลือดฝอยคืออะไร?

เส้นเลือดฝอยเป็นเส้นเลือดที่เล็กที่สุดในระบบไหลเวียนโลหิต การแลกเปลี่ยนสารระหว่างเลือดและเซลล์ที่ประกอบเป็นเนื้อเยื่อเกิดขึ้น นอกจากนี้ยังเชื่อมต่อหลอดเลือดแดงกับเส้นเลือด ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยเส้นเลือดฝอยประมาณ 10,000 ล้านเส้น โดยมีพื้นที่ผิวประมาณ 500-700 ตารางเมตร

โครงสร้างของผนังเส้นเลือดฝอย

หลอดเลือดฝอยมีผนังบางซึ่งแตกต่างจากหลอดเลือดแดงและเส้นเลือด ซึ่งประกอบด้วยเซลล์บุผนังหลอดเลือดชั้นเดียวที่ซึมผ่านได้ ( การซึมผ่านเป็นคุณสมบัติของเยื่อหุ้มบางชนิดที่ยอมให้โมเลกุล ไอออน หรืออะตอมบางชนิดผ่านเข้าไปได้ ) ผนังเซลล์เยื่อบุผิวของเส้นเลือดฝอยล้อมรอบด้วยเยื่อ บางๆ ที่ห่อหุ้มเส้นเลือดฝอยเรียกว่าเยื่อหุ้มชั้นใต้ดิน เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นเลือดฝอยนั้นใหญ่พอสำหรับทางเดินของเม็ดเลือดแดงและเซลล์เม็ดเลือดอื่นๆ

ตาม endothelium เส้นเลือดฝอยสามารถต่อเนื่องหรือไม่ต่อเนื่องได้ เส้นเลือดฝอยต่อเนื่องอาจหรือไม่มีก็ได้ Fenestration คือรูพรุนที่แผ่ขยายไปทั่วความหนาทั้งหมดของเซลล์ endothelium ที่ได้รับ fenestrated เป็นลักษณะของอวัยวะที่เกี่ยวข้องกับการกรองหรือการหลั่ง ในส่วนของมันendothelium ที่ไม่ต่อเนื่องนั้นคล้ายกับ endothelium ที่ได้รับ fenestrated ยกเว้นว่า fenestrations จะมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่า พบในเส้นเลือดฝอยซายน์เช่นในตับ

การไหลเวียนของเลือดในเส้นเลือดฝอย

การไหลเวียนของเลือดในเส้นเลือดฝอยถูกควบคุมโดยกล้ามเนื้อที่ล้อมรอบจุดเชื่อมต่อระหว่างเส้นเลือดฝอยและหลอดเลือดแดง เรียกว่า หูรูดพรีคาพิลลารี เมื่อกล้ามเนื้อหูรูดเปิด เลือดจะไหลเวียนได้อย่างอิสระไปยังหลอดเลือดฝอยทั้งหมดของอวัยวะ

อย่างไรก็ตาม เลือดไม่ได้ไหลผ่านเส้นเลือดฝอยอย่างต่อเนื่อง แต่ค่อนข้างเป็นช่วงๆ ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มข้นของออกซิเจนในเนื้อเยื่อ ดังนั้น เมื่ออัตราการใช้ออกซิเจนของเนื้อเยื่อมากขึ้น การหยุดชะงักเหล่านี้ก็จะถี่ขึ้น ดังนั้นเลือดฝอยจึงลำเลียงออกซิเจนในปริมาณที่มากขึ้น

การแลกเปลี่ยนสารในหลอดเลือดฝอย

การแลกเปลี่ยนสารระหว่าง capillary membrane และตัวกลางส่วนใหญ่เกิดจากการแพร่ การแพร่คือการเคลื่อนที่ของสารจากบริเวณที่สารดังกล่าวมีความเข้มข้นสูงกว่า (กล่าวคือ ในปริมาณที่มากกว่า) ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า ในเส้นเลือดฝอย โมเลกุลของของเหลวและสารที่ละลายจะกระจายตัวอันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของน้ำ สารอื่นๆ เช่น โซเดียมไอออนและกลูโคส เข้าสู่หลอดเลือดฝอยผ่านทางรูพรุนของเยื่อหุ้มเซลล์หลอดเลือดฝอย ขณะที่คาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์บุผนังหลอดเลือดโดยตรง

ความเร็วและทิศทางการแพร่กระจายของสารขึ้นอยู่กับความเข้มข้น ตัวอย่างเช่น ความเข้มข้นของออกซิเจนในเลือดฝอยมีแนวโน้มที่จะสูงกว่าในเนื้อเยื่อรอบๆ เส้นเลือดฝอย ดังนั้นออกซิเจนจำนวนมากจึงถูกเคลื่อนย้ายจากเลือดฝอยไปยังเนื้อเยื่อ ในทางกลับกัน ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในเนื้อเยื่อจะสูงกว่าในเลือด ทำให้คาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินเคลื่อนเข้าสู่กระแสเลือดและถูกเคลื่อนย้ายออกจากเนื้อเยื่อ

อย่างไรก็ตามความสามารถในการซึมผ่านของเส้นเลือดฝอยจะแตกต่างกันไปตามเนื้อเยื่อที่พบ เส้นเลือดฝอยของตับสามารถซึมผ่านได้มากจนแม้แต่โปรตีนขนาดใหญ่ก็ผ่านผนังได้เกือบเท่าๆ กับน้ำและสารอื่นๆ อีกกรณีหนึ่งคือกรณีของเส้นเลือดฝอยที่ประกอบเป็นไต glomeruli ซึ่งความสามารถในการซึมผ่านของน้ำและอิเล็กโทรไลต์นั้นสูงกว่าการซึมผ่านของสารเหล่านี้ในเส้นเลือดฝอยของกล้ามเนื้อประมาณ 500 เท่า glomeruli เป็นพื้นที่ของ nephrons (หน่วยการทำงานของไต) ที่กรองเลือด

สารที่น่าสนใจอีกชนิดหนึ่งที่ไหลเข้าและออกจากหลอดเลือดฝอยคือของเหลวคั่นระหว่างหน้า ช่องว่างระหว่างเซลล์ทั้งหมดในสิ่งมีชีวิตเรียกรวมกันว่าคั่นระหว่างหน้าและของเหลวในช่องว่างเหล่านี้คือของเหลวคั่นระหว่างหน้า

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เส้นเลือดฝอยจะเชื่อมหลอดเลือดแดงและเส้นเลือดดำเข้าด้วยกัน โดยทั่วไป การไหลของของเหลวส่วนใหญ่ผ่านผนังหลอดเลือดฝอยขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างความดันโลหิตและความดันออสโมติกในบริเวณต่างๆ ของหลอดเลือดฝอย ความดันโลหิตคือแรงที่เลือดกระทำต่อผนังหลอดเลือดแดง แรงดันออสโมติกคือแรงที่ต้องใช้เพื่อหยุดการไหลของน้ำผ่านเมมเบรนที่ซึมผ่านได้

ดังนั้น ที่ปลายหลอดเลือดแดงของเส้นเลือดฝอย ความดันของหลอดเลือดแดงจะมากกว่าความดันออสโมติก ดังนั้นของเหลวจึงออกจากหลอดเลือดฝอยและเข้าสู่คั่นระหว่างหน้า ในขณะเดียวกัน ที่ปลายหลอดเลือดฝอย ความดันหลอดเลือดแดงจะน้อยกว่าความดันออสโมติก และของเหลวจะไหลออกจากเนื้อเยื่อคั่นระหว่างหน้าและเข้าสู่หลอดเลือดฝอย

แหล่งที่มา

Guyton, A., Hall , J.E. บทความเกี่ยวกับสรีรวิทยาทางการแพทย์ พิมพ์ครั้งที่ 12 บทบรรณาธิการ Elsevier., Madrid, 2011

Marieb, E. กายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยาของมนุษย์ . พิมพ์ครั้งที่ 9 Pearson Education., Madrid, 2008.