Meravigliose caratteristiche strutturali della rete arteriosa. Perché le balene hanno bisogno di una rete meravigliosa

Reti miracolose

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Le reti miracolose (rete mirabile) sono reti capillari inserite tra vasi con lo stesso nome. Si dividono in venose e arteriose. I primi comprendono reti nel fegato e nella ghiandola pituitaria, e solo i capillari glomerulari nei nefroni del rene appartengono a quelli arteriosi.
La miracolosa rete venosa del fegato è rappresentata dalle vene perilobulari, che si trovano tra le venule interlobulari e centrali. La funzione di questa rete è che il sangue si muove molto lentamente attraverso questi capillari e, mentre viaggia, riesce a liberarsi dalle sostanze nocive grazie agli epatociti che si trovano attorno a questa rete.

Nella ghiandola pituitaria, precisamente nella sua parte anteriore, questa rete si forma a causa del fatto che l'arteria pituitaria superiore, entrando nell'eminenza mediale dell'ipotalamo, si rompe nella rete capillare primaria. Questi capillari formano anse e glomeruli che entrano in contatto con gli assoni delle cellule neurosecretrici del lobo adenoipofisotropo dell'ipotalamo, che producono fattori di rilascio. I capillari primari si riuniscono poi nelle vene porta, correndo lungo il gambo dell'ipofisi nel lobo anteriore, si dividono in una rete capillare secondaria (sinusoidale), che è miracolosa. I fattori di rilascio agiscono sugli adenociti e gli ormoni dell'adenoipofisi vengono rilasciati nei sinusoidi. Questi capillari si riuniscono poi nelle vene efferenti, che trasportano il sangue agli organi bersaglio.

La rete arteriosa miracolosa del rene si trova nei nefroni, nella capsula Bowman-Shumlyansky. Si forma quando l'arteriola glomerulare afferente si rompe nella capsula in una rete capillare glomerulare, che è coinvolta nella formazione dell'urina primaria. L'arteriola glomerulare efferente emerge quindi dal glomerulo. Una tale struttura fu definita miracolosa.

Le malattie sono associate, di regola, alla presenza in una persona di una miracolosa rete dormiente (rete carotidea mirabile), che normalmente dovrebbe essere assente. Questa è una condizione patologica molto rara e sono stati descritti solo 11 casi simili. La rete miracolosa assonnata può manifestarsi come emorragie cerebrovascolari o disturbi ischemici.

In questo caso verrà presa in considerazione la storia clinica di una ragazza di 17 anni che ha cominciato a soffrire improvvisamente per l'insorgenza di forti mal di testa, nausea e vomito. La puntura lombare ha mostrato sangue nel liquido cerebrospinale. Il paziente era persistentemente assonnato, presentava rigidità del collo e un'esagerata reazione al ginocchio. Non è stata riscontrata alcuna disfunzione motoria, disturbo del linguaggio o disfunzione dei nervi cranici. L'angiografia della carotide destra mostrava che l'arteria carotide interna destra (ICA) era più piccola e terminava nella parte cavernosa (C4), dove si notava la rete anomala. La parte distale al ginocchio anteriore (C3) dell'ICA destra riceveva afflusso di sangue attraverso reti anomale. L'arteria cerebrale media (MCA) era normale. Le arterie cerebrali anteriore e posteriore non sono state visualizzate. La parte distale dell'ICA destra riceveva afflusso di sangue dall'arteria temporale profonda, dall'arteria mascellare interna e dall'arteria meningea media, per cui la MCA era ben visualizzata.
L'angiografia dell'arteria carotide sinistra ha mostrato che anche l'ICA sinistro terminava a livello C4, dove si notava una rete anomala. I siti C3 venivano riforniti di sangue da un sistema vascolare anormale. Le arterie oftalmiche sinistra e comunicanti posteriori non sono state visualizzate. Entrambe le arterie cerebrali superiori erano visibili con l'ICA sinistra. Reti arteriose anomale venivano alimentate dalle arterie talamoperforanti anteriori e posteriori.
4 giorni dopo il ricovero, il paziente ha sviluppato una lieve emiparesi del lato sinistro, che si è risolta entro 4 giorni. Dopo che non furono riscontrati difetti o disturbi neurologici, poté continuare a condurre una vita normale. Questa emiparesi è stata molto probabilmente causata dal vasospasmo.

In conclusione, vorrei dire che la prognosi per questa malattia è favorevole. Dopo la cessazione dell'emorragia subaracnoidea e dell'ischemia, 10 pazienti su 11 sono stati in grado di tornare a uno stile di vita normale. C'è un'opinione secondo cui questa meravigliosa rete è un atavismo, poiché nei mammiferi inferiori è coinvolta nello scambio di calore e nella protezione del cervello regolando la pressione e il flusso della circolazione cerebrale. Tuttavia, l’esatta patogenesi e il significato clinico di questa rete miracolosa nell’uomo rimangono inesplorati.

Fonti:
Istologia, embriologia, citologia: libro di testo / Yu. I. Afanasiev, N. A. Yurina, E. F. Kotovsky e altri. - 6a edizione, rivista. e aggiuntivi - 2012. - 800 p.
Rete mirabile nell'uomo - Rapporto di un caso. J. Karasawa, H. Touho, H. Ohnishi,
e M. Kawaguchi.

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Su una sezione longitudinale attraverso il rene, si può vedere che il rene nel suo complesso è composto, in primo luogo, dalla cavità, seno renale, in cui si trovano le coppe renali e la parte superiore della pelvi e, in secondo luogo, dalla sostanza renale propriamente detta, adiacente al seno su tutti i lati, ad eccezione della porta. Nel rene si distingue una sostanza corticale, corteccia renale, e il midollo midollo renale.

corteccia occupa lo strato periferico dell'organo, ha uno spessore di circa 4 mm. Il midollo è composto da formazioni a forma conica chiamate piramidi renali, Pyramides renales. Le larghe basi delle piramidi sono rivolte verso la superficie dell'organo e le sommità sono rivolte verso il seno.

I piani sono raccordati in due o più elevazioni arrotondate, denominate papille, papille renali; meno spesso un apice corrisponde a una papilla separata. Ci sono una media di 12 papille in totale.

Ogni papilla è punteggiata di piccoli fori, forami papillaria; Attraverso forami papillari l'urina viene escreta nei tratti iniziali delle vie urinarie (coppe). La sostanza corticale penetra tra le piramidi separandole le une dalle altre; vengono chiamate queste parti della corteccia colonna renale renale. A causa dei tubuli e dei vasi urinari situati in essi nella direzione in avanti, le piramidi hanno un aspetto a strisce. La presenza delle piramidi riflette la struttura lobulare del rene, caratteristica della maggior parte degli animali.

Il neonato conserva tracce della precedente divisione anche sulla superficie esterna, sulla quale sono visibili dei solchi (rene lobulare del feto e neonato). In un adulto, il rene diventa liscio all'esterno, ma all'interno, sebbene diverse piramidi si fondano in un'unica papilla (il che spiega il minor numero di papille rispetto al numero di piramidi), rimane diviso in lobuli: piramidi.

Strisce di sostanza midollare continuano anche nella sostanza corticale, anche se qui sono meno chiaramente visibili; si compongono pars radiata sostanza corticale, gli spazi tra loro - pars convoluta(convoluto - fascio).
Pars radiata e pars convoluta uniti sotto il nome lobulo corticale.

Il rene è un organo escretore (escretore) complesso. Contiene tubi chiamati tubuli renali, tubuli renali. Le estremità cieche di questi tubuli sotto forma di una capsula a doppia parete coprono i glomeruli dei capillari sanguigni.

Ogni glomerulo, glomerulo, giace nel profondo capsula a forma di coppa, capsula glomerulare; l'intercapedine tra le due foglie della capsula costituisce la cavità di quest'ultima, essendo l'inizio del tubulo urinario. Glomerulo insieme alla capsula che lo racchiude è corpuscolo renale, corpuscolo renis.

I corpuscoli renali si trovano in pars convoluta corteccia, dove possono essere visti ad occhio nudo come punti rossi. Il tubulo contorto lascia il corpuscolo renale tubulus renalis contrtus, che si trova già nella pars radiata della corteccia. Quindi il tubulo discende nella piramide, vi ritorna, formando un'ansa del nefrone, e ritorna nella sostanza corticale.

La parte finale del tubulo renale - la sezione intercalare - sfocia nel dotto collettore, che riceve diversi tubuli e va in direzione rettilinea (tubulus renalis rectus) attraverso pars radiata della corteccia e attraverso la piramide. I tubuli diritti si fondono gradualmente tra loro e sotto forma di 15-20 dotti corti, dotto papillare, aprire forami papillari nella zona zona cribrosa nella parte superiore della papilla.

corpuscolo renale ed i tubuli ad esso correlati costituiscono l'unità strutturale e funzionale del rene - nefrone, nefrone. L'urina viene prodotta nel nefrone. Questo processo avviene in due fasi: nel corpo renale, la parte liquida del sangue viene filtrata dal glomerulo capillare nella cavità della capsula, costituendo l'urina primaria, e il riassorbimento avviene nei tubuli renali - l'assorbimento della maggior parte dell'acqua, del glucosio, degli aminoacidi e di alcuni sali, con conseguente formazione dell'urina finale.

In ciascun rene ci sono fino a un milione di nefroni, la cui totalità costituisce la massa principale della sostanza renale. Per comprendere la struttura del rene e del suo nefrone bisogna tenere presente il suo sistema circolatorio. L'arteria renale ha origine dall'aorta ed ha un calibro molto significativo, che corrisponde alla funzione urinaria dell'organo associata alla "filtrazione" del sangue.

All'ilo del rene, l'arteria renale si divide secondo i dipartimenti del rene in arterie per il polo superiore, aa. polari superiori, per il fondo, aa. polari inferiori, e per la parte centrale dei reni, aa. centrali. Nel parenchima del rene, queste arterie passano tra le piramidi, cioè tra i lobi del rene, e quindi sono chiamate aa. reni interlobari. Alla base delle piramidi, al confine tra midollo e corteccia, formano archi, aa. arcuatae, da cui si estendono nello spessore della sostanza corticale aa. interlobulari.

Da ciascuno UN. interlobulare la nave che lo porta parte dotto afferente, che si scompone in groviglio di capillari tortuosi, glomerulo, coperto dall'inizio del tubulo renale, la capsula del glomerulo. L'arteria efferente che emerge dal glomerulo effetti vas, successivamente si scompone nei capillari, che intrecciano i tubuli renali e solo successivamente passano nelle vene. Questi ultimi accompagnano le arterie omonime ed escono dalla porta del rene con un unico tronco, v. renalis cadere in v. cava inferiore.

Il sangue venoso proveniente dalla corteccia scorre per primo vene stellate, venule stellate, poi dentro vv. interlobulari che accompagna le arterie omonime, e nei vv. arcuatae. Le venule rectae emergono dal midollo. dai principali affluenti v. renalis si sviluppa il tronco della vena renale. In zona seno renale le vene si trovano davanti alle arterie.

Pertanto, il rene contiene due sistemi di capillari; uno collega le arterie con le vene, l'altro è di natura speciale, sotto forma di glomerulo vascolare, in cui il sangue è separato dalla cavità della capsula da soli due strati di cellule piatte: l'endotelio capillare e l'epitelio della capsula. Ciò crea condizioni favorevoli per il rilascio di acqua e prodotti metabolici dal sangue.

Video didattico sull'anatomia del rene

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Discussione Rete miracolosa

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L'umanità conosceva le arterie e le vene più di duemila anni fa. L'uomo venne a conoscenza dei capillari solo alla fine del XVII secolo, dopo la scoperta di un microscopio da parte del biologo olandese Leeuwenhoek.

Quasi 250 anni fa, il fisiologo italiano Malpighi, vedendo per la prima volta al microscopio la circolazione sanguigna nei capillari, rimase colpito dallo splendore dello spettacolo che si svolgeva davanti ai suoi occhi ed esclamò: “Ho più diritto di Omero una volta, ho posso dire: vedo con i miei occhi cose veramente grandi”.

Sono passati secoli.

Molte scoperte sorprendenti sono state fatte da scienziati in vari campi della scienza. E, nonostante ciò, ogni persona, considerando la circolazione del sangue sotto un capillaroscopio appositamente progettato o un microscopio moderno, difficilmente si stacca dall'oculare, affascinata dalla straordinaria immagine del sangue circolante.

I capillari erano chiamati vasi piliferi. Ciò ha sottolineato che sono sottili come i capelli. In effetti, i capillari sono molto più sottili di un capello: la loro sezione trasversale non è superiore a 0,00008 mm 2, il raggio è di 0,005 mm e il raggio dei capelli è di 0,15 mm. Solo una cellula del sangue può passare attraverso il lume del capillare. Gli eritrociti, passando attraverso di loro, sono addirittura alquanto appiattiti. La lunghezza del capillare non supera 0,5 mm. È qui, in questi vasi corti e sottili, che avvengono i processi vitali. Consistono nel fatto che attraverso le pareti dei capillari il sangue cede ossigeno ai tessuti e riceve da essi anidride carbonica. Inoltre, i nutrienti passano attraverso di essi dal sangue ai tessuti e i prodotti di decomposizione, o sostanze di scarto, entrano nel sangue dai tessuti.

Questa funzione corrisponde alla struttura dei capillari. Le loro pareti sono prive di muscoli e sono costituite da un solo strato di cellule. Pertanto, l'ossigeno e l'anidride carbonica, nonché varie sostanze, passano facilmente dal sangue ai tessuti e dai tessuti al sangue.

Ci sono molti capillari: diversi miliardi. La sola arteria mesenterica superiore si divide in 72 milioni di capillari. Una tale abbondanza di essi aumenta notevolmente la superficie di contatto e questo, a sua volta, contribuisce a un migliore scambio tra sangue e tessuti.

Facciamo un piccolo calcolo. La circonferenza di un capillare è di 22 micron (1 micron-0,001 mm); se si tiene conto che l'arteria mesenterica superiore si divide in 72 milioni di capillari, allora la somma delle loro circonferenze sarà di 1584 m; mentre la circonferenza dell'arteria mesenterica superiore è di 9,4 mm. Pertanto la somma delle circonferenze di tutti i capillari che formano l'arteria mesenterica superiore è 170.000 volte la circonferenza dell'arteria stessa. Ciò significa che il sangue è a contatto con una superficie che è quasi 170.000 volte la superficie delle arterie.

La lunghezza totale dei capillari del corpo umano è di 100.000 km. Allungandoli in una linea, puoi avvolgere il globo attorno all'equatore due volte e mezza.

La rete capillare abbondante e densa ha un'altra caratteristica molto importante. Osservazioni comparative di un muscolo a riposo e in stato di lavoro hanno scoperto che il numero di capillari attraverso i quali scorre il sangue dipende dallo stato del muscolo.

In un muscolo a riposo, solo una piccola parte dei capillari (circa dal 2 al 10%) è aperta e attraverso di essi scorre solo il sangue.

I restanti capillari sono ermeticamente chiusi.

Quando il muscolo inizia a funzionare, si apre quasi l'intera fitta rete capillare. Ecco alcuni esempi.

L'apertura quasi completa dell'intera rete capillare in un muscolo che lavora è di grande importanza fisiologica. La rete aperta di capillari contribuisce ad aumentare l'apporto di ossigeno e sostanze nutritive al muscolo e alla rimozione dei prodotti di decomposizione. Questo è molto importante perché durante il lavoro, a causa dell'aumento del consumo energetico, il bisogno di ossigeno e sostanze nutritive da parte dei muscoli aumenta notevolmente. Allo stesso tempo, la quantità di prodotti di decomposizione aumenta e diventa necessaria la loro rapida rimozione.

Ampiamente aperta durante il lavoro fisico, la rete capillare, lavando abbondantemente i tessuti con il sangue e fornendo loro ossigeno e sostanze nutritive, fornisce le migliori condizioni per la vita del corpo.

Ecco perché il lavoro fisico moderato, lo sport, la ginnastica mattutina, ecc., provocano allegria e buona salute. Una condizione importante per il mantenimento a lungo termine della capacità lavorativa per tutta la vita, l'inizio tardivo della vecchiaia, è una combinazione di lavoro mentale e fisico fin dalla tenera età.

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Una persona che si trova a una profondità superiore a 20 m durante la risalita rischia la malattia da decompressione. In profondità, ad alta pressione, l'azoto atmosferico si dissolve nel sangue. Con un forte aumento, la pressione diminuisce, la solubilità dell'azoto diminuisce e si formano bolle di gas nel sangue e nei tessuti. Intasano piccoli vasi sanguigni, causano forti dolori e nel sistema nervoso centrale il loro rilascio può portare alla morte, quindi sono state sviluppate speciali misure di sicurezza per subacquei e subacquei: risalgono molto lentamente o respirano speciali miscele di gas che non contengono azoto .

Come fanno gli animali che si immergono costantemente (foche, pinguini, balene) a evitare la malattia da decompressione? I fisiologi sono interessati a questa domanda da molto tempo e, ovviamente, hanno trovato spiegazioni: i pinguini si immergono per un breve periodo, le foche espirano prima di immergersi, nelle balene l'aria in profondità viene espulsa dai polmoni in una grande trachea incomprimibile . E se non c'è aria nei polmoni, l'azoto non entra nel sangue. Un'altra spiegazione per l'assenza di malattia da decompressione nelle balene è stata recentemente proposta da specialisti dell'Università di Tromsø ( Università di Tromsø) e l'Università di Oslo ( Università di Oslo). Secondo gli scienziati, le balene sono protette da una vasta rete di arterie dalle pareti sottili che forniscono sangue al cervello.

Questa estesa rete vascolare, che occupa una parte significativa del torace, penetra nella colonna vertebrale, nella regione del collo e nella base della testa dei cetacei, fu descritta per la prima volta nel 1680 dall'anatomista inglese Edward Tyson nella sua opera “Anatomia di una focena, aperta al Gresham College; con una discussione preliminare dell'anatomia e della storia naturale degli animali", e la definì una rete meravigliosa - retia mirabilia. Successivamente, questa rete è stata descritta da diversi scienziati in diverse specie, incluso il delfino tursiope. Tursiops tronca, narvalo Monodonte monocero, beluga Delphinapterus leucas e capodoglio Fiseter macrocefalo. I ricercatori hanno formulato diverse ipotesi sulle funzioni della rete miracolosa, la più popolare delle quali è quella che regola la pressione sanguigna.

Gli scienziati norvegesi tornano all'oggetto di Tyson, la focena Focena focena. Hanno catturato due femmine di taglia media - 32 e 36 kg, uccise dai pescatori durante la pesca industriale nelle Isole Lofoten. Studio dettagliato della regione toracica retia mirabilia ha mostrato che le arterie relativamente spesse, formando una rete visibile ad occhio nudo, sono divise in tanti minuscoli vasi che comunicano tra loro attraverso seni a pareti sottili. Queste strutture vascolari sono incassate nel tessuto adiposo. È attraverso questa rete che il sangue entra nel cervello.

Ci sono poche cellule muscolari nelle pareti delle arterie della rete e non sono innervate, cioè il lume dei vasi è sempre costante. Ma i ricercatori notano che non ha bisogno di essere regolato, poiché il cervello ha bisogno di una quantità costante di sangue.

L'area della sezione trasversale totale di tutti i vasi e vasi è così grande che la velocità del flusso sanguigno nella rete scende quasi a zero, il che aumenta significativamente la possibilità di scambio tra sangue e tessuto adiposo circostante attraverso la parete vascolare. I ricercatori hanno ipotizzato che nei cetacei che si immergono, l'azoto proveniente dal sangue troppo saturo si diffonde nel grasso, dove è sei volte più solubile che nell'acqua. Quindi diffusione in retia mirabilia previene la formazione di bolle di azoto che possono raggiungere il cervello e provocare la malattia da decompressione.

Tra i lavori citati dai ricercatori norvegesi c'è anche un articolo di un importante ricercatore del Pacific Oceanological Institute. V. I. Ilyichev FEB RAS Vladimir Vasilievich Melnikov, che nel 1997 ha sezionato il capodoglio. Lo scrive retia mirabilia nel capodoglio è più sviluppato che negli altri cetacei (ovviamente quelli sezionati). Ma è il capodoglio il campione tra i cetacei in termini di profondità e durata delle immersioni. Forse questo fatto conferma indirettamente l'ipotesi degli scienziati norvegesi.

Foto dall'articolo: Arnoldus Schytte Blix, Lars Walløe e Edward B. Messelt. Come le balene evitano la malattia da decompressione e perché a volte si arenano // J.Exp Biol, 2013, doi:10.1242/jeb.087577.