Arterioller ve Mikrodolaşım

Açılış

Arter ağacının son kaslı basamağı arterioldür. Çapı yaklaşık 100 µm'nin altındadır ve duvarında yalnızca bir ya da iki kat düz kas bulunur. Bu kadar küçük bir damar, dolaşımın bütün basınç düzenini belirler: kanın en büyük basınç kaybı aortta ya da kapillerlerde değil, arteriollerde yaşanır.

Tansiyon ölçümünde okunan değerleri ve bir dokuya giden kanın miktarını belirleyen asıl damar hangisidir? Parmak uçlarımız sıcakta neden kızarır, soğukta neden bembeyaz olur, ve kanın bir kısmı kapillerlere hiç uğramadan vene geçebilir mi?

Bu derste ne olacak

Önce arteriolün duvarını ve boyutlarını tanıyacağız. Sonra basıncın arter ağacı boyunca nasıl düştüğünü ve en büyük düşüşün neden arteriollerde olduğunu göreceğiz. Ardından mikrodolaşımın işlevsel birimini, arteriolden venüle kadar uzanan küçük damar ağını adlarıyla kuracağız. Son olarak deride kanın kapillerlere uğramadan vene geçtiği kestirme yolları ve arteriollerin rol oynadığı iki klinik tabloyu, hipertansiyon ile septik şoku ele alacağız.

Sıfır noktası

Mekanizma

Arteriol: duvar ve boyut

Arteriolün duvarı, Ders 09-05'te gördüğümüz müsküler arterin küçültülmüş bir kopyasıdır. İntimada endotel (endothelium) ve ince bir iç elastik zar, orta katmanda (tunica media) bir ya da iki kat çembersel düz kas bulunur; dış katman incedir. Büyük arteriollerde iki kat olan düz kas, en uç arteriollerde tek kata iner ve hücreler arasında boşluklar açılmaya başlar.

Düz kas hücrelerinin sayısı az olsa da lümen çapına oranla kas katmanı kalındır; büyük bir arterde duvarın lümene oranı çok daha küçüktür. Bu yüzden arteriol kasıldığında lümeni neredeyse tamamen kapatabilir, gevşediğinde birkaç kat genişletebilir. Sempatik sinirler arteriolü kasar; çevredeki dokunun metabolik ürünleri, yani karbondioksit, laktat ve adenozin ile endotelin nitrik oksidi onu gevşetir.

En büyük basınç düşüşü arteriollerde

Aortta ortalama basınç yaklaşık 90–100 mmHg'dir ve büyük arterler boyunca çok az düşer. Arteriollere girildiğinde durum değişir: basınç kısa bir mesafede yaklaşık 85 mmHg'den, kapillerin başındaki 30–35 mmHg düzeyine iner. Kapillerlerin sonunda basınç yaklaşık 15 mmHg'dir, büyük venlerde ise birkaç mmHg'ye düşer.

Bu dağılımın nedeni direncin nerede yoğunlaştığıdır. Bir borunun direnci yarıçapının dördüncü kuvvetiyle ters orantılıdır; arterioller hem dar hem çok sayıdadır ve kas tonusları sayesinde daha da daralabilirler. Kapillerler daha dar olsa da sayıları o kadar fazladır ki toplam dirençleri arteriollerinkinden küçüktür. Bu yüzden sistemik dolaşımın toplam direncinin en büyük payı arteriollerdedir; fizyolojide bu damarlara "direnç damarları" denmesinin nedeni budur.

Bu düşüş kapillerleri korur. Tek kat endotelden oluşan bir kapiller aortun 120 mmHg'lik basıncına dayanamaz; arterioller, basıncı kapillerin taşıyabileceği düzeye indiren bir basınç düşürücü gibi çalışır. Aynı zamanda bedenin bütün arteriollerinin toplam tonusu, sol karıncığın karşısındaki direnci, dolayısıyla tansiyonu belirler.

Mikrodolaşımın işlevsel birimi

Bir dokuda kan akışını birlikte düzenleyen küçük damar grubuna mikrodolaşım birimi denir. Sıra şöyledir: uç arteriol (arteriolae) kanı metarteriollere (metarteriolae) verir; metarteriolden ayrılan her kapillerin başında, ağız kısmını saran bir prekapiller sfinkter (sphincter praecapillaris) bulunur. Kapiller yatak kanı postkapiller venüllere, onlar da toplayıcı venüllere (venulae) aktarır.

Prekapiller sfinkterler aynı anda kasılıp gevşemez. Dinlenen bir iskelet kasında kapillerlerin önemli bir kısmı kapalıdır; kas çalışmaya başladığında biriken metabolik ürünler sfinkterleri gevşetir ve kapalı kapillerler açılır. Bu sayede aynı doku, ihtiyaç arttığında daha fazla kapiller yüzeyini kullanıma sokar.

Postkapiller venülün de kendine özgü bir işi vardır. Duvarı çok incedir ve endotel hücreleri arasındaki bağlantılar gevşektir. İltihapta histamin bu venüllerin endotelini büzerek hücreler arası aralıkları açar; kanın sıvısı dokuya sızar ve akyuvarlar tam bu noktadan damar dışına çıkar. Bir arı sokmasından sonraki şişlik, postkapiller venüllerden sızan sıvıdır.

Kapilleri atlayan kestirme: arteriovenöz anastomoz

Bazı dokularda kan kapillerlere hiç uğramadan arteriolden venüle geçebilir. Bu kısa bağlantılara arteriovenöz anastomoz denir ve en çok parmak uçlarının, avuç içinin, ayak tabanının, burun ucunun ve kulak kepçesinin derisinde bulunurlar. Parmak ucunda bu bağlantıların kıvrımlı, kalın kas duvarlı özel bir biçimi vardır: glomus cisimciği.

Bu kestirmelerin işi ısı ayarıdır ve yönü önemlidir. Beden ısınınca arteriovenöz anastomozlar açılır; deri altındaki ven ağına büyük miktarda sıcak kan akar ve ısı deriden dışarı verilir. Soğukta sempatik sinirler bu bağlantıları kapatır; kan derin dokularda kalır ve ısı korunur. Sıcak bir odada parmak uçlarının kızarması açık, soğukta beyazlaması kapalı anastomozların görünümüdür.

Klinik bağ: arteriol tonusu bozulduğunda

Hipertansiyonun büyük bölümünde sorun kalpte değil, bedenin bütün arteriollerinin toplam tonusundadır: direnç yükselir, sol karıncık daha yüksek bir basınçla atmak zorunda kalır. Uzun süren hipertansiyonda ve şeker hastalığında arteriol duvarı, damar içinden sızan proteinlerle kalınlaşır ve camsı bir görünüm alır; buna hiyalin arteriyoloskleroz denir. Lümen daralır ve özellikle böbrekteki küçük arterioller hasar görür.

Ters yöndeki tablo septik şoktur. Kandaki bakteri ürünlerine karşı salınan maddeler bedenin arteriollerini yaygın biçimde gevşetir. Toplam direnç birden düşer, kalp ne kadar hızlı atarsa atsın tansiyon düşer ve dokulara yeterli basınçla kan ulaşamaz. İki tablo, aynı küçük damar grubunun tonusunun hem yükseldiğinde hem düştüğünde tüm dolaşımı nasıl etkilediğini gösterir.

Kendin dene

Toparlayalım

• Arteriol yaklaşık 100 µm'den ince, bir-iki kat düz kaslı en küçük arter dalıdır; kasılıp gevşeyerek lümenini büyük oranda değiştirebilir.
• Basınç arterlerde yaklaşık 90–100 mmHg'den, arteriollerde kapillerin başındaki 30–35 mmHg'ye iner; en büyük düşüş buradadır.
• Direnç yarıçapın dördüncü kuvvetiyle ters orantılıdır; sistemik direncin en büyük payı arteriollerdedir.
• Mikrodolaşım birimi: arteriol → metarteriol → prekapiller sfinkter → kapiller yatak → postkapiller venül → venül.
• İltihapta sıvı sızıntısı ve akyuvar göçü postkapiller venüllerde olur.
• Deride arteriovenöz anastomozlar sıcakta açılıp ısı kaybettirir, soğukta kapanıp ısıyı korur.
• Hipertansiyonda arteriol direnci yükselir ve hiyalin arteriyoloskleroz gelişebilir; septik şokta yaygın arteriol gevşemesi tansiyonu düşürür.

Bu derste kanı kapiller yatağa kadar getirdik ve yatağın girişini düzenleyen vanaları tanıdık. Ama kapillerlerin hepsi aynı değildir: beyindeki bir kapiller neredeyse hiçbir şeyi geçirmezken karaciğerdekinin duvarında büyük proteinlerin geçebileceği geniş aralıklar vardır. Bu farkın üç kapiller tipine nasıl karşılık geldiğini bir sonraki derste göreceğiz. Kapiller Tipleri.