2014年9月6日 星期六

血壓與滲透壓的平衡,控制微血管的物質交換 The Balance Between Blood Pressure and Osmotic Pressure Governs Capillary Exchange

探索生命《生物學》185
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1.     微血管穿透組織的每一個地方。身體的每一個細胞附近,至少有一條微血管,使物質能夠有效率地在組織與血管間擴散。
2.     肌肉組織每平方公分的切面包含多達60,000條微血管,微血管的直徑很短,微血管的直徑沒有比要通過它的血液細胞大多少。
3.     大量分支與短半徑的微血管,不僅可確保微血管遍佈組織的每個地方,也確保微血管表面積夠大,能滿足氣體交換程序的需求。
4.     大量分支也增加微血管系統橫剖面的總面積,這讓血液在微血管流動的速度,比在動脈和靜脈的速度慢。微血管內血液緩慢的流動速度,製造出更多物質交換程序所需的時間。
5.     微血管壁上的小孔洞,增加血液流過血管的摩擦力,減低微血管床的血壓,因此能增加血管內外物質交換的時間。
6.     微血管內的血液與微血管外的組織液間的物質交換,至少有三種方式:
(1)物質可經由擴散作用,從微血管壁的內皮細胞endothelial cell)的某一側細胞膜,穿越細胞質,到這個內皮細胞另一側的細胞膜
(2)物質也能經由內皮細胞裡大量的囊泡運送,內皮細胞的某一側,以胞吞作用,吞下物質,包裹物質的囊泡移動穿越細胞,然後藉由胞吐作用將物質從內皮細胞的另一側吐出。
(3)身體絕大部分的微血管的內皮細胞間的空隙,允許水和大部分溶解物質穿透過濾(中樞神經系統除外),但無法讓蛋白質穿透。
7.     特別留意,第二和第三機制—利用囊泡運輸細胞間的空隙過濾滲透—的物質交換,物質不需要穿越細胞膜。
8.     更仔細地檢驗物質交換程序,在微血管床的小動脈末端,平均血壓約是36mmHg,比微血管外的組織液的壓力高。液體施加於微血管壁的壓力,稱為「流體靜壓力hydrostatic pressure(流體,是指血液或組織液)。
9.     流體靜血壓的來源是心臟的幫浦運動,由於微血管的阻力,加上微血管變成靜脈的血管半徑變大,因此,當血液抵達微血管末端的小靜脈時,血壓會下降到大約15mmHg
10. 流體靜血壓傾向於將物質推出微血管,進入周遭組織液。如果流體靜血壓是血管的唯一力量,血液裡的水和溶質,將穩定地經由血管細胞間的縫細滲透流失,然而,事實上微血管裡的血液,流失的水分很少。
11. 顯然,在微血管系統,還有其他股力量對抗流體靜血壓。微血管的其他力量來自於血液與組織液間的滲透濃度差異。
12. 哺乳動物的血液含有較高濃度的蛋白質(79g/100ml),這些大分子沒辦法輕易地穿越微血管壁,同樣的蛋白質也出現在組織裡,但濃度較低,因為微血管壁內外兩側的蛋白質濃度不同,因此血液與組織液的滲透壓不同(微血管壁內外存在滲透壓力梯度)。
13. 正常來說,血液的滲透壓力大約是25mmHg,比組織液高,因此,對組織液來說,血液是高張hypertonic的溶液,這使組織裡的水分可經由滲透作用進入到微血管。
14. 微血管系統,由心臟施加於血液的流體靜血壓hydrostatic blood pressure,將水分從微血管往外推;另一方面,因為微血管內外蛋白質濃度不同,而產生的滲透壓,則傾向於將水吸入血管。水的淨移動方向,決定於這兩股相反力量的相對強弱。
15. 特別留意,微血管床的動脈端「流體淨血壓hydrostatic pressure」的內外差是36mmHg,滲透壓差距是25mmHg,二者相減後發現,有11mmHg的淨壓力將水從血管內往外推。
16. 微血管床的靜脈端,流體靜壓力差掉到15mmHg,滲透壓差距則沒有太大改變,因此,在靜脈至少有10mmHg的淨壓力將水吸入血管。
17. 簡而言之,流體淨血壓與滲透壓之間的差距,導致微血管動脈端的水,從血管往外推,微血管靜脈端的水,從周遭組織吸入靜脈管中。
n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology》;圖片來源/維基百科


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