Struktur und Funktion von Kapillaren

Kapillarensind die kleinsten Blutgefäße im Körper, die die kleinsten Arterien mit den kleinsten Venen verbinden. Sie versorgen die Zellen mit Sauerstoff und Nährstoffen und entfernen gleichzeitig Kohlendioxid, um es aus der Lunge zu eliminieren.

Es gibt verschiedene Arten von Kapillaren mit spezifischen Funktionen im Körper. Wenn diese Gefäße nicht richtig funktionieren, verletzt werden oder erkranken, können sie brechen oder den Zellen den Sauerstoff entziehen, den sie zum Überleben benötigen. Dies kann zu Erkrankungen führen, die von Petechien reichen(„Blutflecken“) bis zur Makuladegeneration (einer degenerativen Augenerkrankung).1

Dieser Artikel beschreibt den Aufbau und die Funktion von Kapillaren. Es erklärt auch die Auswirkungen einer Kapillarfunktionsstörung und die Krankheiten und Zustände, die sie verursachen.

Kapillarstruktur

Kapillaren bilden die Verbindung zwischen den kleinsten Arterien des Körpers ( Arteriolen genannt).) und die kleinsten Venen des Körpers (sogenannte Venolen) .). Im durchschnittlichen menschlichen Körper gibt es etwa 40 Milliarden Kapillaren.1

Kapillaren sind extrem dünn und haben einen Durchmesser von etwa 5 Mikrometern. Sie sind so klein, dass die roten Blutkörperchen im Gänsemarsch durch sie fließen müssen.1

Die Wände der Kapillaren bestehen aus nur zwei Zellschichten, die von einer Proteinschicht, der sogenannten Basalmembran, umgeben sind.2

Wo Kapillaren gefunden werden

Kapillaren kommen im ganzen Körper vor, ihre Verteilung im Gewebe kann jedoch stark variieren.

Die Lunge ist reich an Kapillaren, die über winzige Luftbläschen in der Lunge, die sogenannten Alveolen , Sauerstoff und Kohlendioxid austauschen .1 3Außerhalb der Lunge kommen Kapillaren am häufigsten in stoffwechselaktiven Geweben vor (also solchen wie Leber, Gehirn, Herz und Nieren, die Nährstoffe schneller in Energie umwandeln).

Kapillaren im Zentralnervensystem sind auch an der Blut-Hirn-Schranke beteiligt . Diese Barriere schränkt die Fähigkeit von Giftstoffen (einschließlich bestimmter Medikamente) ein, in das Gehirn einzudringen. Medikamente, die auf das Gehirn wirken, müssen entwickelt werden, um diese Barriere zu umgehen.4

Arten von Kapillaren

Es gibt drei Arten von Kapillaren im Körper, die spezifische Funktionen haben:2

• Durchgehende Kapillaren sind umschlossen und weisen keine Perforationen auf. Sie kommen in Muskel-, Haut-, Fett- und Nervengewebe vor.
• Gefensterte Kapillaren haben kleine Poren, die es kleinen Molekülen (wie Wasser) ermöglichen, zwischen den Geweben hin und her zu gelangen. Sie befinden sich im Darm, in den Nieren und in endokrinen (hormonproduzierenden) Drüsen.
• Sinusförmig Kapillaren haben große offene Poren, durch die Blutzellen gelangen können, sodass sie gefiltert und defekte Zellen entfernt werden können. Sie kommen in der Leber, den Lymphknoten und der Milz vor.

Kapillarfunktion

Kapillaren sind für den Austausch von Gasen, Flüssigkeiten und Nährstoffen im Körper verantwortlich. Während die Arterien diese an die Kapillaren weiterleiten, findet in den Kapillaren der eigentliche Austausch in den Zellen statt.5

Die Kapillaren nehmen auch Kohlendioxid (und Abfallstoffe aus den Zellen) auf, sodass diese über die Venen an die Lunge (zur Entfernung durch Ausatmen) sowie an die Nieren und die Leber (zur Entfernung im Urin und Stuhl) abgegeben werden können.5

Rolle bei Blutdruck und Kreislauf

Kapillarbetten tragen durch einen Prozess namens Autoregulation dazu bei, einen konstanten Blutfluss aufrechtzuerhalten. Der Prozess wird durch Muskelfasern aufrechterhalten, die als präkapilläre Schließmuskeln bezeichnet werdendie sich automatisch zusammenziehen (verengen), wenn der Blutfluss erhöht werden muss, und sich automatisch erweitern (weiten), wenn der Blutfluss verlangsamt werden muss.2

Wenn Sie Sport treiben, werden mehr Kapillarbetten rekrutiert, um sich auf einen erhöhten Sauerstoffbedarf im Gewebe vorzubereiten. Die gleichen Mechanismen sind auch an der Regulierung des Blutdrucks beteiligt .2

Kapillare Mikrozirkulation

Kapillaren regulieren die Flüssigkeitsbewegung zwischen dem Kreislaufsystem und dem Gewebe. Dieser Prozess wird durch das Gleichgewicht zweier Kräfte bestimmt: hydrostatischDruck und OsmotikDruck.5

Hydrostatischer Druck drückt Flüssigkeiten und Nährstoffe aus den Kapillarwänden durch Poren in gefensterten Kapillaren. Der Druck wird durch die Kraft des Blutes verursacht, das in die Kapillare eindringt.

Osmotischer Druck entsteht, wenn das Blut zum Herzen zurückfließt, wodurch überschüssige Flüssigkeiten und Abfallstoffe zurück in die gefensterten Kapillaren gesaugt werden, um sie aus dem Körper auszuscheiden. Osmose wird durch das Ungleichgewicht von Salz und Wasser innerhalb und außerhalb der Kapillaren verursacht.

Physiologische Wirkungen von Kapillaren (und was sie bedeuten)

Kapillaren sind an vielen physiologischen Wirkungen im menschlichen Körper beteiligt, von denen einige medizinisch bedenklich sind.

Beispiele beinhalten:

• Bleichen der Haut : Druck auf die Haut drückt Blut aus den Kapillaren und verursacht ein Bleichen oder Aufhellen der Haut, wenn der Druck entfernt wird. Bei Erfrierungen oder dem Reynaud-Syndrom kann es zu längerem Bleichen kommen .6
• Petechien: Diese Hauterkrankung tritt auf, wenn Kapillaren platzen, wodurch Blut in die Haut eindringt und rote Flecken entstehen, die bei Druck bestehen bleiben. Diese können bei bestimmten Infektionen, Leukämie und Thrombozytopenie auftreten(niedrige Blutplättchenzahl).7
• Kapillarauffüllung : Dies ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Kapillaren mit Blut auffüllen, nachdem der Druck entfernt wurde. Dies kann man erkennen, wenn man einen Fingernagel in die Haut drückt und sieht, wie schnell sie sich erholt. Ein langsames Wiederauffüllen kann ein Zeichen für Dehydrierung oder Unterkühlung sein .2
• Teleangiektasie: Auch als Besenreiser bekannt . Sie treten auf, wenn sich die Kapillaren erweitern und/oder verklumpen. Die genetische Veranlagung in der Familie kann Ihre Anfälligkeit dafür erhöhen, aber auch Fettleibigkeit, starker Alkoholkonsum, übermäßige Sonneneinstrahlung und hormonelle Veränderungen können die Ursache dafür sein.8
• Dritter Abstand : Wenn überschüssige Flüssigkeit aus den Kapillaren gedrückt wird, kann dies zu einer Flüssigkeitsüberladung im umliegenden Gewebe führen. Dieses als dritter Abstand bezeichnete Phänomen tritt auf, wenn das Immunsystem eine Entzündung verursacht oder eine allergische Reaktion einen Ausschlag oder Nesselsucht verursacht.2
• Rosacea: Hierbei handelt es sich um eine langfristige entzündliche Hauterkrankung, die zu einer Vergrößerung der Kapillaren führt und der Haut eine dauerhafte rosa oder rötliche Rötung verleiht. Die Ursache für diesen harmlosen Zustand ist unbekannt, aber heißes Wetter, Alkohol, Koffein, Sonnenlicht oder Stress können ihn verschlimmern.9

Zugehörige Bedingungen

Kapillaren sind an mehreren gesundheitlichen Problemen beteiligt. Einige sind relativ häufig, während andere selten sind.

Bestimmte Muttermale

Ein kleiner Prozentsatz der Kinder wird mit einem roten oder violetten Geburtsgeschwulst geboren, das durch erweiterte Kapillaren verursacht wird. Auch Erdbeerhämangiome genanntoder „Fellweinflecken“ sind eher ein kosmetisches Problem als ein medizinisches Problem, obwohl sie bei Reizung bluten können.10

Kapillarfehlbildung

Eine Kapillarfehlbildung kann als Teil eines vererbten Syndroms auftreten, das bei etwa einem von 100.000 Menschen europäischer Abstammung auftritt. Bei diesem Syndrom fließt mehr Blut als normal durch die Kapillaren in der Nähe der Haut, was zu rosa und roten Punkten auf der Haut führt.

Diese können einzeln auftreten, es können aber auch andere Komplikationen dieses Syndroms auftreten, beispielsweise arteriovenöse Fehlbildungen(abnormale Verbindungen zwischen Arterien und Venen), die im Gehirn Kopfschmerzen und Krampfanfälle verursachen können.11

Systemisches Kapillarlecksyndrom

Bei einer seltenen Erkrankung, die als Kapillarlecksyndrom bekannt ist, kommt es zu undichten Kapillaren, was zu einer ständigen verstopften Nase und Ohnmachtsanfällen aufgrund eines schnellen Blutdruckabfalls führen kann.

Dieses Syndrom kann auch aufgrund unerwünschter Arzneimittelwirkungen während der Krebsbehandlung auftreten und zu schweren und möglicherweise lebensbedrohlichen Komplikationen führen.12

Es wurde auch bei Personen festgestellt, bei denen eine COVID-19-Infektion diagnostiziert wurde , sowie bei einigen Personen, die gegen COVID-19 geimpft wurden.13

Makuladegeneration

Makuladegeneration , heute die häufigste Ursache für Blindheit in den Vereinigten Staaten, tritt als Folge einer Schädigung der Kapillaren der Netzhaut (dem mit Nerven gefüllten Gewebe im hinteren Teil des Auges) auf.14

Makuladegeneration ist eine altersbedingte Erkrankung, die durch eine Schädigung der Makula zu einer Beeinträchtigung des zentralen Sehvermögens führt(der Teil des Auges, der das Geradeaussehen steuert).

Zusammenfassung

Kapillaren sind die kleinsten Blutgefäße im Kreislaufsystem. Dies sind die Gefäße, die Sauerstoff und Nährstoffe zu den Zellen transportieren, im Austausch gegen Kohlendioxid und Abfallstoffe, die sie den Zellen entziehen.

Kapillaren sind betroffen, wenn Ihre Haut blass wird oder Sie einen Ausschlag oder Nesselsucht bekommen. Sie können brechen oder sich entzünden und Petechien, Rosacea oder Besenreiser verursachen. Sie sind auch an potenziell schwerwiegenden medizinischen Problemen wie arteriovenöser Fehlbildung, Kapillarlecksyndrom und Makuladegeneration beteiligt.