Vi Tuần Hoàn Là Gì? Vai Trò Của Mao Mạch Máu?

Hệ tuần hoàn đóng vai trò vô cùng quan trọng với chúng ta. Máu từ tiểu động mạch vào mao mạch. Sau đó về các tiểu tĩnh mạch. Các tiểu tĩnh mạch tụ lại thành tĩnh mạch lớn dần để về tim. Vi tuần hoàn là nơi thực hiện mục tiêu cuối cùng của tuần hoàn máu. Đó là đem chất dinh dưỡng đến cho mô và lấy đi các chất thải của các tế bào. Theo dõi bài viết của bác sĩ Phan Văn Giáo để tìm hiểu về mao mạch – Hệ vi tuần hoàn quan trọng của cơ thể.

Cấu trúc

Mỗi cơ quan có một mạng lưới vi tuần hoàn đặc biệt, phù hợp với nhu cầu riêng của mình. Thường động mạch nuôi cơ quan chia nhánh từ 6 đến 8 lần thành tiểu động mạch. Các tiểu động mạch có đường kính trong dưới 20 µm.

Mao mạch máu

• Thành mạch không có cơ trơn. Đường kính vào khoảng 5 – 10 um. Kích thước đủ để một hồng cầu ép minh kéo dài ra để đi qua. Cấu trúc của nó cũng thay đổi tùy mô.
• Đầu mạch có cơ vòng giúp mạch có thể co thắt, đóng mở mạch máu.
• Thành có một lớp tế bào nội mô, bên ngoài là màng đáy.
• Giữa các tế bào nội mô có những khe liên bào. Giúp thông giữa trong và ngoài mạch. Các khe chiếm khoảng 1/1.000 tổng diện tích của mao mạch. Hầu hết nước và điện giải có thể xuyên qua khe.

Tại mao mạch, máu không qua liên tục mà từng đợt. Đó là do sự co thắt các cơ vòng tiền mao mạch và cơ trơn ở thành các mạch nối thẳng. Các cơ này co giãn với chu kỳ 5- 10 lần/phút. Yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự đóng mở này là nồng độ oxy của mô. Nhu cầu sử dụng càng lớn, thì lượng máu đến mô càng lớn. Đó là hiện tượng tự điều chỉnh tại mao mạch. 

Ngoài ra, còn có các mạch nối thẳng từ tiểu động mạch sang tiểu tĩnh mạch mà không qua mạng lưới mao mạch.

Các loại mao mạch máu

Ở một thời điểm nhất định, chỉ có 5% máu tuần hoàn là trong mao mạch. Nhưng 5% này là phần quan trọng nhất. Ví tại đó có sự trao đổi các chất: dinh dưỡng, oxy, CO, giữa máu và mô. Có khoảng 10 tỷ mao mạch. Tổng diện tích trao đổi vào khoảng 500 – 700 m2. Rất hiếm khi một tế bào có chức năng của cơ thể mà ở cách xa mao mạch. Bất kỳ tế bào hoạt động chức năng nào cũng có một mao mạch nuôi nó không cách xa quá 20 đến 30 µm.

Các mao mạch riêng lẻ là một phần của giường mao mạch. Đó là một mạng lưới đan xen các mạch máu cung cấp cho các mô và cơ quan. Chúng giúp cung cấp chất dinh dưỡng và mang đi các sản phẩm của quá trình trao đổi chất.

• Mao mạch thực sự:

Phân nhánh từ tiểu động mạch. Cung cấp sự trao đổi giữa mô và máu.

• Mao mạch dạng xoang:

Một loại mạch máu có lỗ thông được tìm thấy ở: gan, tủy xương, tuyến yên trước và các cơ quan não thất. Chúng là những mạch ngắn nối trực tiếp các tiểu động mạch và tĩnh mạch ở hai đầu đối diện của giường. Chúng được tìm thấy chủ yếu trong vi tuần hoàn mạc treo.

Mao mạch bạch huyết

Có đường kính lớn hơn một chút so với mao mạch máu và có các đầu đóng. Cấu trúc này cho phép chất lỏng kẽ chảy vào chúng nhưng không chảy ra ngoài. Các mạch này có áp suất bên trong lớn hơn mạch máu. Do nồng độ protein huyết tương trong bạch huyết lớn hơn.

Phân loại mao mạch

Có 3 loại chính:

• Liên tục.
• Có lỗ thủng (cửa sổ).
• Không liên tục: dạng xoang được tìm thấy ở trong gan.

Mao mạch liên tục

Liên tục có nghĩa là: các tế bào nội mô ở  lớp lót không bị gián đoạn. Chúng chỉ cho phép các phân tử nhỏ hơn đi qua. Chẳng hạn như: nước và ion, đi qua các khe gian bào của chúng. Các phân tử hòa tan trong lipid có thể khuếch tán thụ động qua màng tế bào nội mô, dọc theo gradient nồng độ.

Dạng này có ở tất cả các tế bào ngoại trừ biểu mô và sụn. Tế bào nội mô ở dạng này đặc biệt trải khắp hệ thần kinh trung ương và tới tuyến ức thì hợp lại với nhau bằng một liên kết chặt chẽ. Những mạch máu này có đặc điểm bị hạn chế khả năng thẩm thấu.

Dạng liên tục có thể được chia thành hai loại phụ:

• Mao mạch có nhiều túi vận chuyển: được tìm thấy chủ yếu ở cơ xương, ngón tay, tuyến sinh dục và da.
• Mao mạch có một vài túi vận chuyển: chủ yếu được tìm thấy trong hệ thần kinh trung ương. Chúng là thành phần cấu tạo nên hàng rào máu não.

Mao mạch có lỗ thủng

Các mạch máu biến tính có các lỗ được gọi là fenestrae (tiếng Latinh có nghĩa là “cửa sổ”) trong các tế bào nội mô. Chúng có đường kính 60–80 nm. Được kéo dài bởi một màng ngăn gồm các sợi hướng tâm. Điều này cho phép các phân tử nhỏ và một lượng protein hạn chế khuếch tán. Trong cầu thận có các tế bào không có màng ngăn.

Các tế bào này có các lỗ khe với chức năng tương tự như cơ hoành của các mao mạch. Cả hai loại mạch máu này đều có lớp nền liên tục. Chúng chủ yếu nằm trong: các tuyến nội tiết, ruột, tuyến tụy và các cầu thận.

Mao mạch không liên tục hay dạng xoang

Đây là một loại mạch máu có lỗ hở đặc biệt. Chúng có đường kính rộng hơn 30–40 μm; lỗ mở rộng hơn trong nội mô. Các mạch máu biến đổi có màng ngăn che lỗ. Trong khi đó mạch máu dạng xoang không có màng ngăn và chỉ có lỗ thông. Những loại mạch máu này cho phép các tế bào: hồng cầu, bạch cầu và các protein huyết thanh khác nhau đi qua. Máu di chuyển qua mao mạch kiểu xoang tương đối chậm. Điều này làm tăng thời gian cho sự trao đổi qua thành mạch.

Các mao mạch này thiếu các túi tế bào hình ống. Do đó sử dụng các khoảng trống có trong các điểm nối tế bào để chuyển giao giữa các tế bào nội mô, giúp xuyên màng. Mạch máu dạng xoang chủ yếu được tìm thấy ở: gan, tủy xương, lá lách và các cơ quan quanh não thất.

Mạng lưới mao mạch

Mao mạch không hoạt động như một đơn vị riêng lẻ. Chúng giống như một mạng lưới liên kết với nhau gọi là mạng lưới hoặc đám rối. Một tiểu động mạch chung tạo nên hàng chục mao mạch đổ vào nhiều tiểu tĩnh mạch.

Lối vào của mỗi mạch máu được bảo vệ bằng một đai cơ trơn. Gọi là cơ thắt bên của mao mạch. Sự co thắt của những tế bào cơ trơn làm thắt lại và thu hẹp đường kính của lối vào mạch máu. Do đó làm giảm dòng chảy của máu. Sự nới lỏng của của cơ thắt mở rộng lối vào, cho phép máu đi vào mạch nhanh hơn. 

Mạng lưới mao mạch có thể được cung cấp máu từ nhiều hơn một động mạch. Chúng đi vào vùng này và hợp lại trước khi tạo nên tiểu động mạch. Sự hợp lại của hai động mạch nhánh cung cấp cho mạng lưới mao mạch, là một ví dụ cho sự nối liền với nhau của động mạch. Sự liên kết giữa các động mạch trước và sau tâm thất của tim là sự nối liền của hai động mạch.

Nơi nối tiếp của động – tĩnh mạch: là mối quan hệ trực tiếp giữa tiểu động mạch và tiểu tĩnh mạch. Khi nơi nối tiếp của động – tĩnh mạch được mở rộng, máu sẽ bỏ qua mạng lưới mao mạch; chảy trực tiếp vào tuần hoàn tĩnh mạch.

Sự vận mạch

Mặc dù bình thường máu chảy từ tiểu động mạch đến tiểu tĩnh mạch với một tỷ lệ không thay đổi. Nhưng dòng chảy trong mỗi mao mạch thì hầu như thay đổi. Mỗi cơ thắt bên mao mạch lần lượt thay nhau co thắt và giãn ra, có thể mười hai lần mỗi phút.

Tác dụng của mạng lưới là máu có thể đến tiểu tĩnh mạch bởi một đường truyền hiện tại và một đường truyền khác sau đó. Chu kỳ co thắt và giãn ra của cơ trơn làm thay đổi sự lưu thông của máu qua mạng lưới vi tuần hoàn được gọi là vận mạch. 

Sự vận mạch điều khiển cục bộ sự thay đổi của nồng độ hóa chất và chất khí hòa tan trong dịch kẽ.

Khi bạn đang nghỉ ngơi, máu lưu thông qua khoảng 25 phần trăm mạch trong mạng lưới mao mạch của cơ thể. Hệ tim mạch không chứa  đủ máu để duy trì dòng máu chảy tới tất cả mao mạch trong tất cả mạng lưới cùng một lúc.

Chức năng của mao mạch

Chúng kết nối tiểu động mạch với tiểu tĩnh mạch. Nhờ đó cho phép trao đổi chất dinh dưỡng và chất thải giữa máu và tế bào mô, cùng với dịch kẽ. Sự trao đổi này xảy ra bằng cách khuếch tán thụ động và bằng quá trình ẩm bào. Ẩm bào được sử dụng cho protein và một số lipid. Quan trọng là các tế bào bạch cầu có thể di chuyển qua các điểm nối giữa các tế bào để sửa chữa tổn thương và chống lại nhiễm trùng. Con đường này cũng được sử dụng bởi các tế bào ung thư di căn.

3 ba cơ chế hoạt động là: khuếch tán, ẩm bào và siêu lọc.

Cơ chế khuếch tán

Khuếch tán là phương thức quan trọng nhất của trao đổi chất giữa huyết tương và dịch kẽ. Khi máu chảy qua lòng mạch, một lượng nước và chất hòa tan khuếch tán qua thành mao mạch.

Sự khuếch tán là do các chuyển động nhiệt của phân tử nước và chất hòa tan di chuyển theo hai chiều. Chủ yếu do áp suất đẩy ra khỏi mao mạch vào dịch kẽ và áp suất keo của protein huyết tương. Áp suất keo có tác dụng giữ nước và các chất hòa tan ở lại trong mao mạch.

Các hình thức khuếch tán:

• Khuếch tán qua màng tế bào nội mô: các chất tan trong mô sẽ khuếch tán trực tiếp qua màng tế bào. Không cần qua các khe hở. O2, CO2,.. di chuyển qua cơ chể này.
• Khuếch tán qua khe: có nhiều chất cần cho mô, tan trong nước, nhưng khó qua màng lipit của tế bào nội mô như: Na’, CI’, glucoz,… sẽ khuếch tán qua khe. 
• Khuếch tán qua màng và khe: nước được khuếch tán nhanh theo hai chiều qua màng và các khe. Nhịp độ di chuyển nước qua màng gấp 80 lần nhịp độ huyết tương chảy dọc mao mạch.

Sự khuếch tán qua màng mạch máu ngoài hai loại áp suất trên còn tùy thuộc:

• Kích thước của vật chất.
• Tính thấm của thành mạch: khác nhau tùy loại mô.
• Bậc thang nồng độ.
• Nhịp độ khuếch tán chính qua màng mạch.

Cơ chế ẩm bào

Nhiều chất có trọng lượng phân tử lớn (lớn hơn 7 nm) như: phân tử lipoprotein, các phân tử polysaccharide lớn như dextran, proteoglycan,… không thể qua các khe. Chúng thường có thể qua màng một ít bằng cơ chế ẩm bào.

Cơ chế siêu lọc

Động học của trao đổi chất qua thành mao mạch phụ thuộc bốn loại lực chi phối là: áp suất thủy tĩnh mao mạch, áp suất thủy tĩnh dịch kẽ, áp suất keo mao mạch, áp suất keo dịch kẽ.

Mao mạch là các mạch máu/ mạch bạch huyết nhỏ, nhưng đóng vai trò quan trọng đối với hệ tuần hoàn. Các mạch máu này là nơi đảm bảo chức năng chính của hệ mạch. Đó là nơi xảy ra sự trao đổi nước, 02, C02, chất dinh dưỡng và các chất thải giữa máu và các mô xung quanh chúng. Hoạt động này giúp hệ tuần hoàn được vận hành một cách hiệu quả và chính xác trong việc nuôi dưỡng và đào thải các chất của cơ thể.