Kapilára
Obsah boxu
Kapilára (z latinského capillaris – vlasový), česky též vlásečnice, je nejtenčí a nejpočetnější typ cévy v oběhové soustavě obratlovců, včetně člověka. Kapiláry tvoří hustou síť, tzv. kapilární řečiště, které propojuje tepennou (arteriální) a žilní (venózní) část krevního oběhu. Jejich klíčovou a nezastupitelnou funkcí je zprostředkování výměny látek mezi krví a okolními tkáněmi.
Průměr kapiláry je extrémně malý, obvykle se pohybuje mezi 5 a 10 mikrometry (μm), což je jen o málo více než průměr červené krvinky (erytrocytu), která jimi musí procházet jednotlivě a často se při tom deformovat. Celková délka všech kapilár v těle dospělého člověka se odhaduje na neuvěřitelných 90 000 až 100 000 kilometrů, což by stačilo na více než dvojnásobné obtočení Země. Jejich obrovský počet a celková plocha (přes 6000 m²) zajišťují efektivní výměnu látek ve všech orgánech a tkáních.
🔬 Stavba a typy kapilár
Stěna kapiláry je uzpůsobena pro maximální propustnost. Je tvořena pouze jednou vrstvou buněk, což minimalizuje vzdálenost pro difuzi látek.
🧱 Základní struktura
Stěna typické kapiláry se skládá ze tří základních složek:
- Endotel: Jedná se o jedinou vrstvu plochých endotelových buněk, které jsou navzájem spojeny těsnými spoji (tight junctions). Tyto buňky aktivně regulují průchod látek a brání srážení krve.
- Bazální lamina: Tenká vrstva extracelulární matrix (mezibuněčné hmoty), která obklopuje endotel z vnější strany. Poskytuje mechanickou oporu a funguje jako selektivní filtr pro větší molekuly.
- Pericyty: Jedná se o smrštitelné buňky, které nepravidelně obepínají kapiláru z vnější strany a jsou zanořeny do bazální laminy. Mají schopnost kontrakce a podílejí se na regulaci průměru kapiláry, a tím i místního průtoku krve. Hrají také roli při angiogeneze (tvorbě nových cév).
🌀 Typy kapilár
Na základě struktury a propustnosti endotelové výstelky se kapiláry dělí do tří hlavních typů, které se vyskytují v různých tkáních podle jejich metabolických potřeb.
Kontinuální (somatické) kapiláry
Jsou nejběžnějším typem. Endotelové buňky jsou zde pevně spojeny a tvoří souvislou (kontinuální) výstelku. Propustnost je relativně nízká a je omezena na malé molekuly, jako jsou voda, kyslík, oxid uhličitý a glukóza. Transport větších molekul probíhá pomocí pinocytózy (transport ve váčcích).
- Výskyt: Svalová tkáň, nervová tkáň (kde tvoří základ hematoencefalické bariéry), pojivová tkáň, plíce.
Fenestrované (okénkové) kapiláry
Endotelové buňky těchto kapilár obsahují malé otvory neboli "okénka" (fenestrace) o průměru 60–80 nanometrů. Tyto fenestrace jsou často překryty tenkou membránou (diafragmou) a výrazně zvyšují propustnost kapiláry pro vodu a malé rozpustné látky, zatímco větší proteiny jsou stále zadržovány.
- Výskyt: Orgány s intenzivní látkovou výměnou, jako jsou ledvinné glomeruly, endokrinní žlázy, sliznice tenkého střeva.
Sinusoidní (diskontinuální) kapiláry
Tento typ má největší propustnost. Mají široký a nepravidelný průměr (až 30–40 μm). Mezi endotelovými buňkami jsou velké mezery a bazální lamina je buď nesouvislá, nebo zcela chybí. Tato stavba umožňuje volný průchod i velkým molekulám (např. plazmatickým proteinům) a dokonce i celým krevním buňkám.
- Výskyt: Játra, slezina, kostní dřeň, některé endokrinní žlázy. V játrech umožňují přímý kontakt krve s hepatocyty, ve slezině a kostní dřeni umožňují přestup nově vytvořených a zanikajících krvinek do oběhu.
⚙️ Funkce
Hlavní funkcí kapilár je zprostředkování výměny látek mezi krví a intersticiální (tkáňovou) tekutinou, která obklopuje buňky.
💨 Výměna látek
Výměna probíhá několika mechanismy:
- Difuze: Hlavní mechanismus pro plyny (kyslík, oxid uhličitý) a látky rozpustné v tucích, které volně procházejí přes membrány endotelových buněk.
- Filtrace a reabsorpce: Pohyb vody a v ní rozpuštěných malých molekul je řízen rovnováhou mezi hydrostatickým tlakem (tlak krve, který tlačí tekutinu ven z kapiláry) a onkotickým tlakem (způsobeným plazmatickými proteiny, který nasává tekutinu zpět do kapiláry). Tento princip je znám jako Starlingova rovnováha. Na tepenném konci kapiláry převažuje filtrace, na žilním konci reabsorpce.
- Transcytóza: Transport větších molekul (např. hormonů) přes endotelovou buňku pomocí endocytotických a exocytotických váčků.
🩸 Mikrocirkulace
Kapiláry jsou součástí tzv. mikrocirkulace. Krev do kapilárního řečiště přivádějí arterioly a odvádějí ji venuly. Průtok krve jednotlivými kapilárami je precizně regulován pomocí prekapilárních svěračů, což jsou malé prstence hladké svaloviny na začátku kapilár. Jejich stažení nebo uvolnění reaguje na místní metabolické potřeby tkáně (např. na koncentraci O₂, CO₂, pH).
🩺 Klinický význam a onemocnění
Poruchy funkce nebo struktury kapilár jsou spojeny s řadou onemocnění.
- Angiogeneze: Tvorba nových kapilár je klíčová pro růst, hojení ran, ale také pro růst nádorů, které si tak zajišťují přísun živin.
- Diabetická mikroangiopatie: Při cukrovce dochází k poškození stěn kapilár vlivem vysoké hladiny glukózy v krvi. To vede k závažným komplikacím, jako je diabetická retinopatie (poškození sítnice), diabetická nefropatie (poškození ledvin) a diabetická neuropatie (poškození nervů).
- Kapilární krvácení: Drobné krvácení z poškozených kapilár se projevuje jako petechie (tečkovité krvácení) nebo ekchymóza (modřina).
- Teleangiektázie: Trvale rozšířené drobné cévy viditelné na kůži nebo sliznicích, lidově nazývané "červené žilky".
- Syndrom kapilárního úniku (Capillary leak syndrome): Vzácné, ale život ohrožující onemocnění, při kterém dochází k masivnímu úniku plazmy z kapilár do okolních tkání, což vede k otokům a prudkému poklesu krevního tlaku.
📜 Historie výzkumu
Existence kapilár byla teoreticky předpovězena anglickým lékařem Williamem Harveyem v roce 1628, když popsal krevní oběh. Nedokázal však vysvětlit, jak se krev dostává z tepen do žil. Jako první kapiláry pozoroval a popsal italský lékař a biolog Marcello Malpighi v roce 1661 pomocí raného mikroskopu při studiu plic žáby. Dánský fyziolog August Krogh obdržel v roce 1920 Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství za objev mechanismu regulace průtoku krve kapilárami ve svalech.
💡 Pro laiky: Jak funguje kapilára?
Představte si cévní systém jako rozvod vody ve městě. Srdce je hlavní vodárna, tepny jsou hlavní vodovodní potrubí, která vedou vodu do jednotlivých čtvrtí. Kapiláry jsou pak neuvěřitelně tenké a husté hadičky, které se z těchto potrubí větví a vedou vodu přímo ke každému jednotlivému domu a dokonce ke každé rostlině na zahradě.
Stěny těchto "hadiček" jsou tak tenké a mají v sobě mikroskopické dírky, že z nich může snadno prosakovat voda (krevní plazma), kyslík a živiny přímo k buňkám (domům a rostlinám). Zároveň do sebe tyto hadičky nasávají odpadní látky (jako oxid uhličitý), podobně jako by sbíraly odpadní vodu. Tyto použité tekutiny pak odvádějí do sběrných trubek (žíly), které vedou zpět k "čističce" (plíce, ledviny) a do vodárny (srdce), kde se celý cyklus opakuje. Díky obrovskému počtu těchto tenkých hadiček se živiny dostanou naprosto všude v těle.