Química superficial de la microvasculatura.
La microvasculatura comprende los microvasos - vénulas y capilares de la microcirculación , con un diámetro medio máximo de 0,3 milímetros. [1] A medida que los vasos disminuyen de tamaño, aumentan su relación superficie-volumen. Esto permite que las propiedades de la superficie jueguen un papel importante en la función del recipiente.
La difusión se produce a través de las paredes de los vasos debido a un gradiente de concentración, lo que permite el intercambio necesario de iones, moléculas o células sanguíneas. La permeabilidad de una pared capilar está determinada por el tipo de capilar y la superficie de las células endoteliales . Un revestimiento de células endoteliales continuo y estrechamente espaciado solo permite la difusión de moléculas pequeñas. Las moléculas y las células sanguíneas más grandes requieren un espacio adecuado entre las células o agujeros en el revestimiento. La alta resistividad de una membrana celular evita la difusión de iones sin una proteína de transporte de membrana . La hidrofobicidadde la superficie de una célula endotelial determina si el agua o las moléculas lipofílicas se difundirán a través del revestimiento capilar. La barrera hematoencefálica restringe la difusión a pequeñas moléculas hidrófobas, lo que dificulta la difusión del fármaco.
El flujo sanguíneo está directamente influenciado por la termodinámica del cuerpo. Los cambios de temperatura afectan la viscosidad y la tensión superficial de la sangre, alterando el flujo sanguíneo mínimo. A altas temperaturas, el caudal mínimo disminuirá y el capilar se expandirá. Esto permite la transferencia de calor a través del área de superficie aumentada del revestimiento interior de los capilares y a través del aumento del flujo sanguíneo. A bajas temperaturas, el caudal mínimo aumentará y el capilar se contraerá. Esto restringe el flujo sanguíneo y disminuye el área de superficie del capilar, reduciendo la transferencia de calor.
La mecánica de fluidos se ve afectada principalmente por la presión, la temperatura, la transferencia de calor y la electrocinética. Un aumento de presión aumenta el caudal dado por la ecuación de Starling. Un aumento de temperatura aumenta la humectabilidad de la superficie, promoviendo el flujo de fluido. El calor también reduce la viscosidad del lumen . La transferencia de calor es monitoreada por termorreceptores que regulan la cantidad de lechos capilares abiertos para la disipación de calor. La química de la superficie del revestimiento de las células endoteliales también dicta el flujo de líquido. Una superficie cargada adquirirá una capa de iones difusos estancados que obstaculizan el flujo de iones en la luz. Esto disminuye la velocidad de la luz y promueve el intercambio de moléculas a través del revestimiento capilar.
La difusión es el movimiento de moléculas debido a un gradiente de concentración. Las moléculas se mueven en un patrón de caminata aleatorio para lograr una solución uniforme.
Las paredes capilares contienen una monocapa de células endoteliales.. Hay dos formas en que las moléculas se difunden a través de la monocapa endotelial: a través de espacios entre las células o directamente a través de las células. Las moléculas se difunden a través de las paredes capilares debido a gradientes de concentración. La difusión entre las células cambia según el tipo de capilar. Hay tres tipos diferentes de capilares: continuo, fenestrado y sinusoidal, también llamado discontinuo. En los capilares continuos, las células endoteliales están estrechamente espaciadas, lo que permite que solo pequeñas moléculas como iones o agua se difundan a través de las hendiduras intercelulares (los espacios entre las células endoteliales). En los capilares fenestrados y sinusoidales hay más espacio entre las células, lo que permite la difusión de macromoléculas y algunas proteínas. Los capilares sinusoidales tienen grandes orificios que permiten el paso de glóbulos rojos y blancos.[2] La difusión de gases y moléculas solubles en lípidos puede ocurrir directamente a través de las células endoteliales, descrita por la primera ley de Fick :
