Microcirculation
En plus de ces vaisseaux sanguins, la microcirculation comprend également des capillaires lymphatiques et des canaux collecteurs. Les principales fonctions de la microcirculation sont l’apport d’oxygène et de nutriments et l’élimination du dioxyde de carbone (CO2). Il sert également à réguler le flux sanguin et la perfusion tissulaire, affectant ainsi la pression artérielle et les réponses à l’inflammation qui peut inclure un œdème (gonflement).
Régulationmodifier
La régulation de la perfusion tissulaire se produit dans la microcirculation. Là, les artérioles contrôlent le flux sanguin vers les capillaires. Les artérioles se contractent et se détendent, variant leur diamètre et leur tonus vasculaire, car le muscle lisse vasculaire répond à divers stimuli. La distension des vaisseaux due à l’augmentation de la pression artérielle est un stimulus fondamental de la contraction musculaire dans les parois artériolaires. En conséquence, le flux sanguin de la microcirculation reste constant malgré les changements de la pression artérielle systémique. Ce mécanisme est présent dans tous les tissus et organes du corps humain. De plus, le système nerveux participe à la régulation de la microcirculation. Le système nerveux sympathique active les artérioles plus petites, y compris les terminaisons. La noradrénaline et l’adrénaline ont des effets sur les récepteurs adrénergiques alpha et bêta. D’autres hormones (catécholamine, rénine-angiotensine, vasopressine et peptide natriurétique auriculaire) circulent dans la circulation sanguine et peuvent avoir un effet sur la microcirculation provoquant une vasodilatation ou une vasoconstriction. De nombreuses hormones et neuropeptides sont libérés avec les neurotransmetteurs classiques.
Les artérioles répondent aux stimuli métaboliques générés dans les tissus. Lorsque le métabolisme tissulaire augmente, les produits cataboliques s’accumulent entraînant une vasodilatation. L’endothélium commence à contrôler le tonus musculaire et le tissu du flux sanguin artériolaire. La fonction endothéliale dans la circulation comprend l’activation et l’inactivation des hormones circulantes et d’autres constituants plasmatiques. Il existe également une synthèse et une sécrétion de substances vasodilatatrices et vasoconstrictrices pour modifier la largeur si nécessaire. Les variations du flux sanguin qui circule par les artérioles sont capables de réponses dans l’endothélium.
Échange capillaire
Le terme échange capillaire désigne tous les échanges au niveau microcirculatoire, dont la plupart se produisent dans les capillaires. Les sites où l’échange matériel se produit entre le sang et les tissus sont les capillaires, qui se ramifient pour augmenter la zone d’échange, minimiser la distance de diffusion et maximiser la surface et le temps d’échange.
Environ, sept pour cent du sang du corps se trouve dans les capillaires qui échangent continuellement des substances avec le liquide à l’extérieur de ces vaisseaux sanguins, appelé liquide interstitiel. Ce déplacement dynamique des matériaux entre le liquide interstitiel et le sang est appelé échange capillaire. Ces substances traversent les capillaires à travers trois systèmes ou mécanismes différents: la diffusion, l’écoulement en vrac et la transcytose ou le transport vésiculaire. Les échanges liquides et solides qui ont lieu dans la microvasculature impliquent notamment des veinules capillaires et post-capillaires et des veinules collectrices.
Les parois capillaires permettent la libre circulation de presque toutes les substances dans le plasma. Les protéines plasmatiques sont la seule exception, car elles sont trop grosses pour passer. Le nombre minimum de protéines plasmatiques non absorbables qui sortent des capillaires pénètre dans la circulation lymphatique pour revenir plus tard dans ces vaisseaux sanguins. Les protéines qui quittent les capillaires utilisent le premier mécanisme d’échange capillaire et le processus de diffusion, qui est provoqué par le mouvement cinétique des molécules.
Réglementationmodifier
Ces échanges de substances sont régulés par différents mécanismes. Ces mécanismes fonctionnent ensemble et favorisent les échanges capillaires de la manière suivante. Tout d’abord, les molécules qui diffusent vont parcourir une courte distance grâce à la paroi capillaire, au petit diamètre et à la proximité de chaque cellule possédant un capillaire. La courte distance est importante car le taux de diffusion capillaire diminue lorsque la distance de diffusion augmente. Ensuite, en raison de son grand nombre (10 à 14 millions de capillaires), il y a une surface d’échange incroyable. Cependant, cela ne représente que 5% du volume sanguin total (250 ml 5000 ml). Enfin, le sang coule plus lentement dans les capillaires, compte tenu de la ramification étendue.
Diffusionmodifier
La diffusion est le premier et le plus important mécanisme qui permet l’écoulement de petites molécules à travers les capillaires. Le processus dépend de la différence de gradients entre l’interstitium et le sang, les molécules se déplaçant vers des espaces à faible concentration à partir de ceux à forte concentration. Le glucose, les acides aminés, l’oxygène (O2) et d’autres molécules sortent des capillaires par diffusion pour atteindre les tissus de l’organisme. Au contraire, le dioxyde de carbone (CO2) et d’autres déchets quittent les tissus et pénètrent dans les capillaires par le même processus mais en sens inverse. La diffusion à travers les parois capillaires dépend de la perméabilité des cellules endothéliales formant les parois capillaires, qui peuvent être continues, discontinues et fenestrées. L’équation d’Étourneau décrit le rôle des pressions hydrostatiques et osmotiques (appelées forces d’étourneau) dans le mouvement du fluide à travers l’endothélium capillaire. Les lipides, qui sont transportés par les protéines, sont trop gros pour traverser les parois capillaires par diffusion, et doivent s’appuyer sur les deux autres méthodes.
Flux en vrac
Le deuxième mécanisme d’échange capillaire est le flux en vrac. Il est utilisé par de petites substances insolubles en lipides afin de se croiser. Ce mouvement dépend des caractéristiques physiques des capillaires. Par exemple, les capillaires continus (structure serrée) réduisent le flux en vrac, les capillaires fenestrés (structure perforée) augmentent le flux en vrac et les capillaires discontinus (grands espaces intercellulaires) permettent le flux en vrac. Dans ce cas, l’échange de matériaux est déterminé par les changements de pression. Lorsque le flux de substances passe de la circulation sanguine ou du capillaire à l’espace interstitiel ou à l’interstitium, le processus est appelé filtration. Ce type de mouvement est favorisé par la pression hydrostatique du sang (BHP) et la pression osmotique du liquide interstitiel (IFOP). Lorsque des substances se déplacent du liquide interstitiel vers le sang dans les capillaires, le processus est appelé réabsorption. Les pressions qui favorisent ce mouvement sont la pression osmotique colloïdale sanguine (BCOP) et la pression hydrostatique du liquide interstitiel (IFHP). Le fait qu’une substance soit filtrée ou réabsorbée dépend de la pression nette de filtration (NFP), qui est la différence entre les pressions hydrostatiques (BHP et IFHP) et osmotiques (IFOP et BCOP). Ces pressions sont connues sous le nom de forces d’étourneau. Si le NFP est positif, il y aura filtration, mais s’il est négatif, une réabsorption se produira.
Transcytosedit
Le troisième mécanisme d’échange capillaire est la transcytose, également appelée transport vésiculaire. Par ce processus, les substances sanguines se déplacent à travers les cellules endothéliales qui composent la structure capillaire. Enfin, ces matériaux sortent par exocytose, processus par lequel les vésicules sortent d’une cellule vers l’espace interstitiel. Peu de substances se croisent par transcytose: il est principalement utilisé par de grandes molécules insolubles en lipides telles que l’hormone insuline. Une fois que les vésicules sortent des capillaires, elles vont à l’interstitium. Les vésicules peuvent aller directement à un tissu spécifique ou elles peuvent fusionner avec d’autres vésicules, de sorte que leur contenu est mélangé. Ce matériau mélangé augmente la capacité fonctionnelle de la vésicule.