К сосудам микроциркуляторного русла относятся артериолы, капилляры, венулы и артериловенулярные анастомозы.
Артериолы – это артерии самого мелкого калибра (диаметром 50 – 100 мкм). Их внутренняя оболочка выстлана эндотелием, средняя оболочка представлена одним-двумя слоями мышечных клеток, а наружная состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани.
Венулы представляют вены очень мелкого калибра, их средняя оболочка состоит из одного – двух слоёв мышечных клеток.
Артериоло-венулярные анастомозы – это сосуды, которые несут кровь в обход капилляров, то есть непосредственно из артериол в венулы.
Кровеносные капилляры – наиболее многочисленные и самые тонкие сосуды. В большинстве случаев капилляры формируют сеть, однако они могут образовывать петли (в сосочках кожи, ворсинках кишки и др.), а также клубочки (сосудистые клубочки в почке).
Число капилляров в определённом органе связано с его функциями, а количество открытых капилляров зависит от интенсивности работы органа в данный момент. Суммарная площадь поперечного сечения капиллярного русла в любой области во много раз превышает площадь поперечного сечения артериолы, из которой они выходят. В стенке капилляров различают три тонких слоя.
Внутренний слой представлен плоскими многоугольными эндотелиальными клетками, расположенными на базальной мембране, средний состоит из перицитов, заключённых в базальную мембрану, а наружный — из редко расположенных адвентициальных клеток и тонких коллагеновых волокон, погруженных в аморфное вещество.
Кровеносные капилляры осуществляют основные обменные процессы между кровью и тканями, а в лёгких – участвуют в обеспечении газообмена между кровью и альвеолярным газом. Тонкость стенок капилляров, огромная площадь их соприкосновения с тканями (600 – 1000 м2), медленный кровоток (0,5 мм/с), низкое кровяное давление (20 – 30 мм рт. ст.) обеспечивают оптимальные условия для обменных процессов.
Транскапиллярный обмен. Обменные процессы в капиллярной сети происходят за счёт движения жидкости: выхода из сосудистого русла в ткань (фильтрация) и обратного всасывания из ткани в просвет капилляра (реабсорбция). Направление движения жидкости (из сосуда или в сосуд) определяется фильтрационным давлением: если оно положительное – происходит фильтрация, если отрицательное – реабсорбция. Фильтрационное давление, в свою очередь, зависит от величин гидростатического и онкотического давления.
Гидростатическое давление в капиллярах создаётся работой сердца, оно способствует выходу жидкости из сосуда (фильтрации). Онкотическое давление плазмы обусловлено белками, оно способствует движению жидкости из тканей в сосуд (реабсорбции). Онкотическое давление является частным случаем осмотического. Осмолярность плазмы и тканевой жидкости примерно равны, поскольку в микроциркуляторном русле большинство низкомолекулярных веществ сравнительно легко проникают из крови в тканевую жидкость и обратно. Однако белки не проходят через стенки капилляров и, оставаясь в плазме, вносят вклад в её осмолярность. За счёт этого осмолярность плазмы несколько выше, чем тканевой жидкости. Разница в осмолярности создаёт силу, удерживающую воду в сосудистом русле. Эта сила и является онкотическим давлением.
На артериальном конце капилляра преобладает гидростатическое давление, там происходит фильтрация, на венозном конце онкотическое давление выше гидростатического, поэтому там имеет место реабсорбция.