Come le sostanze attraversano le pareti capillari: i 5 meccanismi di trasporto
I capillari sono il principale sito di scambio tra sangue e tessuti. La loro struttura – singolo strato endoteliale con fessure intercellulari, fenestrazioni e vescicole – permette molteplici meccanismi di trasporto adattati a dimensioni molecolari, carica e solubilità lipidica.
1. Diffusione (primario per piccole molecole)
- Meccanismo: movimento passivo lungo un gradiente di concentrazione (legge di Fick).
- Sostanze: O₂, CO₂, glucosio, aminoacidi, ioni, acqua (via acquaporine).
- Determinanti della velocità: superficie, gradiente di concentrazione, distanza di diffusione, solubilità lipidica.
- Percorsi: attraverso cellule endoteliali (liposolubili), fessure intercellulari (piccole idrofile), fenestrature (capillari fenestrati).
2. Filtrazione (flusso bulk verso l'esterno)
- Forza motrice: pressione idrostatica capillare (Pc ~25–30 mmHg all'estremità arteriosa) > pressione idrostatica interstiziale (Pi ~0).
- Forza opposta: pressione oncotica plasmatica (πp ~25 mmHg, principalmente albumina) > pressione oncotica interstiziale (πi ~5 mmHg).
- Pressione di filtrazione netta (NFP): NFP = (Pc – Pi) – (πp – πi).
- Risultato: filtrazione all'estremità arteriosa; forma fluido interstiziale (carico linfatico).
- Equazione di Starling: Jv = Kf × NFP (Kf = coefficiente di filtrazione).
3. Riassorbimento (flusso bulk verso l'interno)
- All'estremità venosa: Pc scende (~10–15 mmHg) → πp domina → riassorbimento netto.
- ~90% del fluido filtrato viene riassorbito; ~10% (2–4 L/giorno) ritorna via linfatici.
- L'albumina è l'ancora oncotica chiave; ipoalbuminemia → edema (↓ riassorbimento).
4. Trasporto vescicolare (transcitosi)
- Caveole-mediato: vescicole 60–80 nm trasportano macromolecole (albumina, insulina, transferrina, LDL) attraverso l'endotelio.
- Recettore-mediato: captazione specifica (es. recettore LDL, FcRn per IgG).
- Importante per: grandi proteine (>40 kDa) che non passano fessure/fenestrature.
5. Trasporto canale-mediato
- Acquaporine (AQP1, AQP4): canali selettivi per l'acqua; facilitano rapido movimento idrico (gradienti osmotici).
- Canali ionici: canali endoteliali K⁺, Cl⁻, Ca²⁺ regolano tono, permeabilità.
- Giunzioni comunicanti: comunicazione intercellulare (onde Ca²⁺, IP₃).
Eterogeneità capillare: la struttura detta la funzione
| Tipo | Localizzazione | Endotelio | Permeabilità | Trasporto principale |
|---|
| Continui | Muscolo, cute, polmone, SNC (BEE) | Giunzioni strette, no fenestrature | Bassa (BEE: molto bassa) | Diffusione (liposolubili), transcitosi |
| Fenestrati | Glomeruli renali, ghiandole endocrine, villi intestinali | Pori (70 nm) con diaframma | Alta (piccole molecole) | Filtrazione/riassorbimento, diffusione |
| Sinusoidali (discontinui) | Fegato, milza, midollo osseo | Grandi spazi, no membrana basale | Molto alta (cellule, proteine) | Flusso bulk, fagocitosi |
Correlazioni cliniche
- Edema: ↑ Pc (scompenso cardiaco, ostruzione venosa), ↓ πp (sindrome nefrosica, insufficienza epatica), ↑ Kf (infiammazione, ustioni).
- Drug delivery: nanoparticelle sfruttano effetto EPR (capillari tumorali permeabili); BEE limita farmaci SNC.
- Microangiopatia diabetica: ispessimento membrana basale → diffusione compromessa, perdita periciti → occlusione capillare.
- SDRA: rottura barriera alveolo-capillare → edema ricco di proteine.