Kılcalların sayısı o kadar yüksektir ki, her dokunun tüm bölgelerine ulaşırlar. Hiçbir hücre en az bir kılcaldan uzakta değildir. Kas dokusunun bir santimetrekarelik kesitinde, 60.000 kadar kılcal damar bulunduğu tahmin edilir. Kılcalların çapı çok küçüktür. Nadiren, içlerinden geçmek zorunda olan kan korpüsküllerindekinden büyüktür. Çok sayıda dallanma ve her bir kılcalın çapının küçük oluşu, birçok yönden işlevsel olarak önemlidir. Sadece dokuların tüm kısımlarının kılcallarla donatılacağını garanti etmekle kalmayıp, aynı zamanda değiş-tokuş işlemi için çok büyük bir kılcal yüzey alanı oluştururlar. Her santimetreküp kanın, bir kılcal yumağından her geçişi sırasında, yaklaşık bir metrekare kılcal yüzeyiyle temas ettiği tahmin edilir. Daha önce gördüğümüz gibi, dallanma da sistemin toplam yüzey alanını genişletir ve böylece kanın kılcallarda arter ve venlere göre daha yavaş akmasını sağlar. Bu yavaş akım, değiş-tokuş işlemi için daha uzun bir süre bırakır. Bunun da ötesinde, kılcalların çok küçük olan iç çapı, kan akımına karşı sürtünmeye bağlı yüksek bir direnç oluşturur. Bunun sonucunda kılcal ağda oluşan önemli kan basıncı düşüşü, değiş-tokuş işleminde önemli bir rol oynar.
Kılcallar içindeki kan ile kılcalların dışındaki doku, sıvıları arasındaki madde değiş-tokuşu en az üç yolla meydana gelir:
(1) Maddeler tamamen kılcalın duvarını oluşturan endotel hücresinin zarından difüzyonla geçebilirler. Hücrenin sitoplazmasını katedip diğer yüzeyine ulaşırlar ve bu yüzeydeki hücre zarını geçip dışarı çıkarlar.
(2) Kılcallardaki endotel hücrelerinde bulunan çok sayıdaki veziküller, maddeleri hücrenin bir tarafından endositozla alıp hücreyi katederler ve diğer tarafta bunları egzositozla dışarı verirler.
(3) Vücudun birçok bölgesindeki (merkezi sinir sistemi hariç) kılcalların komşu endotel hücreleri arasındaki boşluklar, suyun ve birçok çözünmüş maddenin; fakat proteinlerin değil, süzülmesine olanak verecek kadar geniştir.
Üçüncü mekanizma insanlarda yer aldığı için bunu daha ayrıntılı olarak inceleyeceğiz. Bir temsili kılcal ağının arteriyol ucundaki hidrositatik kan basıncı, kılcalların dışındaki doku sıvısının hidrostatik basıncından, ortalama olarak 36 mm Hg yüksektir. Bu basınç farkı, kan kılcal yatağının venül ucuna erişinceye kadar 15’e düşer. Hidrositatik kan basıncı, maddeleri kılcalların dışına, çevredeki doku sıvısının içine itme eğilimindedir. Eğer bu tek güç olsaydı, kandan süzülme yoluyla sürekli bir su ve suyun kılcalların duvarındaki açıklıklardan geçerken birlikte taşıyacağı çözünmüş madde kaybı meydana gelirdi. Halbuki normalde kılcallardan nispeten az bir net su kaybı meydana gelir. Bu da açıkça gösteriyor ki, hidrostatik güce karşı koyan başka bir güç olmalıdır. Bu diğer güç, kan ile doku sıvısının ozmotik derişimleri arasındaki farktan kaynaklanır. Memelilerin kanı, nispeten yüksek derişimde proteinleri içerir ve bu büyük moleküller kılcalların duvarından kolaylıkla geçemezler. Aynı tipte protein doku sıvılarında da bulunurlar; fakat çok daha düşük derişimde. Kılcal duvarının iki tarafı arasındaki protein derişimi farkı nedeniyle, kan ve doku sıvıları farklı ozmotik basınçlara sahiptirler. Normal olarak, kanın ozmotik basıncı doku sıvısınınkinden yaklaşık 25 mm Hg daha yüksektir. Bunun bir sonucu, olarak, su, ozmoz yoluyla, doku sıvısıhdan kılcalların içine doğru areket etme eğilimindedir.
Bu durumda, öyle bir sisteme sahibiz ki, kalp tarafından oluşturulan hidrositatik basınç, suyu, kılcalların dışına doğru iterken, protein derişimlerindeki farkı yansıtan ozmotik basınç, suyun kılcallara girmesi yönünde etki eder. Doğal olarak, suyun net hareketi, bu iki zıt gücün nisbi büyüklükleri tarafından belirlenir. Temsili kılcal ağımızın arteriyol ucundaki hidrostatik basınç farkı 36 ve ozmotik basınç farkı 25’di. Bunlardan birini diğerinden çıkartırsak, suyu, kılcalların dışına doğru iten 11 değerinde net bir basınç buluruz. Kılcal yatağının venül ucunda, hidrositatik basınç farkı 15’e düşerken, ozmotik basınç farkı büyük ölçüde değişmez. Dolayısıyla, şimdi, suyu kılcalların içine doğru iten en az 10 değerinde net bir basınç vardır. Özetle, hidrostatik kan basıncı ile ozmotik basınç arasında öyle bir denge vardır ki, su, arteriyol ucunda kılcalların dışına itilirken venül ucunda içeri çekilir.
Tanımladığımız gibi bir kılcal ağındaki net etki, arteriyol uçta, kılcalların dışına süzülen suyun hemen hemen tamamı (yaklaşık yüzde 99’u), venül ucunda geri emilir. Su, beraberinde birçok çözünmüş maddenin moleküllerini de taşıdığından, kılcallardaki kanın önce arteriyol uçta maddeleri dokulara boşalttığını ve daha sonra venül ucunda taşınacak maddeleri geri aldığını söyleyebiliriz. Bu işlemde normal olarak kandan sadece az miktarda net su kaybı olur.
Kılcallarda, hidrositatik ve ozmotik basınçlar arasındaki denge çok hassastır. Kan ile doku sıvısı arasındaki madde değiş-tokuşunda böyle önemli bir rol oynadığından, bozulması, organizmanın durumunda önemli etkiler yaratabilir. Örneğin bir kılcalda kan basıncındaki bir artış, kandan sıvı kaybına yol açarken, kan basıncındaki azalma, tersi bir etki yaratacaktır. Kan basıncındaki bu değişiklikler, çeşitli faktörlerden biri ya da daha fazlası tarafından meydana getirilebilir. Örneğin kalp hareketlerinin hızında ya da gücündeki değişiklikler, toplam kan hacminin artması ya da azalması, arterlerin duvarının esnekliğindeki değişiklikler ya da arteriyollerin ve kılcal sfinkterlerinin gevşemesinde ya da kasılmasındaki artış bu faktörlerdendir.
En son değinilen faktör -kılcal sfinkterlerinin gevşeme ya da kasılma derecesi- belirli bir zamanda herhangi bir dokuya girecek kan miktarının belirlenmesinde de önemlidir. Kan, normalde, hiçbir zaman aynı anda vücudun tüm kılcallarında dolaşamaz; bunun için yeterli kan hacmi yoktur. Bu yüzden, travma sonucunda vücut, kanı yeniden dağıtmaya kalkışınca, kan basıncı önemli ölçüde düşer ve şok oluşur. Dolayısıyla, dolaşım seçicidir ve kan tercihen vücudun en fazla gereksinim duyulan bölgelerine yönlendirilir. Bu seçicilik, her kılcalın girişinde bulunan bir sfinkter kas halkasının kasılarak kapanmasıyla sağlanır. Örneğin dinlenme durumundaki bir kasta sadece belirli bazı kılcallar -bu yüzden geçit kanalları olarak adlandırılırlar- genellikle açıktırlar. Fakat kas aktif duruma geçip oksijen ve besin gereksinimi artınca, kasta bulunan çok sayıda prekapiller sfinkter açılır. Böylece, kan, daha önce kullanımda olmayan kılcallardan geçmeye başlar ve bölgesel kan akımı büyük ölçüde artar. Benzer biçimde, bir yemekten sonra bağırsak duvarındaki kılcallar içindeki akım büyük ölçüde artar ve kanın büyük kısmı, sindirim ürünlerinin absorbe edilmekte olduğu bu bölgeye yönlendirilir. Deri kılcallarındaki akımın artması, yüz kızarmasında olduğu gibi, genellikle deriye kırmızımsı bir renk kazandırırken aynı kılcalları kontrol eden sfinkterlerin kasılması, derinin soluklaşıp beyazımsı bir görüntü almasına yol açar. Vücuttan en çok ısı kaybı, derinin yüzeysel kılcallarındaki kandan olur. Daha sonra göreceğimiz gibi, bu kılcallardaki kan miktarındaki değişiklikler, ısı kaybının düzenlenmesi bakımından önemli bir faktördür. Vücudun kaslar, bağırsak ve deri gibi dokularındaki kılcalların büyük bir kısmının aynı anda açılmasının, her hangi bir kılcaldaki kan basıncını düşüreceği gayet açıktır. Çünkü aynı miktardaki kan şimdi daha büyük bir toplam alana dağılacaktır. Eğer, daha önce belirttiğimiz gibi, tüm kılcallar aynı zamanda tamamen açık olsalardı, vücuttaki tüm kanı kolaylıkla tutacaklardı ve arteriyel kan basıncı sıfıra ya da daha aşağı düşecekti.
Kan basıncı, vazodilatasyon (damarların aşırı genişlemesi; vasküler şok olarak bilinen bir duruma yol açar) nedeniyle ya da kanama yoluyla kan kaybı nedeniyle düşünce, sonuçta kılcallar tarafından doku sıvısı absorpsiyonunda meydana gelen artış, toplam kan hacmini arttırır (toplam kan hücresi sayısını arttırmasa da) ve kısmen de olsa kaybı karşılamaya çalışır. Böyle zamanlarda, dolaşımdaki kan miktarı, daha önce dalakta depo edilmiş olan yedek kanla da arttırılır. Bu organ, içinden geçen kılcallara bağlı olan büyük boşluklarda kan depolar. Dalağın duvarlarındaki düz kasların kasılması, bu kanın genel dolaşıma geçmesini sağlar. Bir dizi hormon kan basıncının düzenlenmesine yardımcı olur.
Kandaki ve doku sıvısındaki proteinlerin nisbi derişimlerinde meydana gelen değişiklikler de kılcallarda etkili güçler arasındaki dengeyi önemli ölçüde değiştirebilir. Bir hayvanın bacağına giden kandaki protein derişiminin yapay olarak düzenlendiği deneyler göstermiştir ki kandaki protein derişimini yükseltmek kandan sıvı kaybını azaltmakta ve doku sıvısının absorpsiyonunu arttırmaktadır. Bunun tersine, kandaki protein derişimini azaltmak kandan sıvı kaybını arttırmakta ve dokulardan sıvı geri emilmesini azaltmaktadır. Bunun sonucu, dokularda anormal miktarda sıvı birikmesi ve dokunun şişmesidir. Bu durum, ödem olarak bilinir.
Kaynakça:
https://www.sciencedirect.com
Yazar: Taner Tunç