Основной функцией микроциркуляторной системы является
обеспечение адекватной тканевой оксигенации и клеточного
метаболизма путём транспорта кислорода и нутриентов в ткани и
обратного транспорта метаболитов, обеспечение иммунной защиты, а
также доставки лекарственных препаратов во время болезни.
Микроциркуляторное русло состоит из мелких кровяных сосудов
(менее 100 мкм в диаметре), где осуществляется диффузия кислорода в
ткани, представляя комплекс из артериол, капилляров и венул.
Микроциркуляторный коллектор представляют эндотелиальные,
гладкомышечные клетки, эритроциты, лейкоциты, тромбоциты и
компоненты плазмы крови. Структура и функции микроциркуляции в
различных органах и тканях отличаются, но определяющими
характеристиками периферического кровообращения являются кровяное
давление, тонус артериол и венул, эластичность эритроцитов,
капиллярная проницаемость, коллоидно-онкотическое давление плазмы и
вязкость крови.
Регуляторные механизмы, контролирующие микроциркуляторную
перфузию, определяются, как миогенные, нейрогуморальные и
метаболические (зависящие от концентраций О2, СО2 и Н+). Эта
система контроля использует аутокринные и паракринные механизмы для
регуляции микроциркуляторного кровотока в зависимости от реальных
потребностей тканевых клеток.
Эндотелиальные клетки играют центральную роль в этой системе
контроля, откликаясь на гемодинамические, метаболические и другие
регулирующие сигналы для управления артериальным гладкомышечным
тонусом и капиллярным наполнением. Эндотелиальные межклеточные
сигналы передают информацию о состоянии микроциркуляторной
гемодинамики в центральные регуляторные системы. Эндотелий
контролирует также коагуляцию и иммунную функцию, влияющих на
микроциркуляцию.
Повреждение эндотелиальных клеток лежит в основе нарушений
микроциркуляторного кровотока. Активация эндотелия циркулирующими
воспалительными цитокинами ведёт к повышенной экспрессии
эндотелиальных адгезивных молекул, включая р-селектин и
внутриклеточные адгезивные молекулы-1 (ICAM-1). Активированные
лейкоциты имеют повышенную адгезивную способность к эндотелию, что
приводит к нарушению ламинарного кровотока и активации воспаления с
высвобождением провоспалительных цитокинов, свободных радикалов,
протеаз и других медиаторов воспаления. Повышается продукция оксида
азота и нарушается функция свёртывающей системы крови, включая
нарушение выделения тромбомодулина и повреждение эндотелиальных
рецепторов протеина-С, нарушение сигнальной связи между
активирующим протеиназу рецептором-1 и другими механизмами.
Повреждение барьерной функции эндотелия с повышением капиллярной
проницаемости ведёт к тканевому отёку и нарушению экстракции
кислорода вследствие снижения парциального давления кислорода и
капиллярно-венозного градиента О2 в результате функционального
шунтирования крови.