Mikrozirkulation

Neben diesen Blutgefäßen umfasst die Mikrozirkulation auch Lymphkapillaren und Sammelkanäle. Die Hauptfunktionen der Mikrozirkulation sind die Zufuhr von Sauerstoff und Nährstoffen und die Entfernung von Kohlendioxid (CO2). Es dient auch dazu, den Blutfluss und die Gewebeperfusion zu regulieren, wodurch der Blutdruck und die Reaktionen auf Entzündungen, die Ödeme (Schwellungen) einschließen können, beeinflusst werden.

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Die Regulation der Gewebeperfusion erfolgt in der Mikrozirkulation. Dort kontrollieren Arteriolen den Blutfluss zu den Kapillaren. Arteriolen kontrahieren und entspannen sich und variieren ihren Durchmesser und Gefäßtonus, da der glatte Gefäßmuskel auf verschiedene Reize reagiert. Die Ausdehnung der Gefäße aufgrund eines erhöhten Blutdrucks ist ein grundlegender Stimulus für die Muskelkontraktion in Arteriolenwänden. Infolgedessen bleibt der Mikrozirkulationsblutfluss trotz Änderungen des systemischen Blutdrucks konstant. Dieser Mechanismus ist in allen Geweben und Organen des menschlichen Körpers vorhanden. Darüber hinaus ist das Nervensystem an der Regulierung der Mikrozirkulation beteiligt. Das sympathische Nervensystem aktiviert die kleineren Arteriolen, einschließlich der Terminals. Noradrenalin und Adrenalin haben Auswirkungen auf alpha- und Beta-adrenerge Rezeptoren. Andere Hormone (Katecholamin, Renin-Angiotensin, Vasopressin und atriales natriuretisches Peptid) zirkulieren im Blutkreislauf und können die Mikrozirkulation beeinflussen und Vasodilatation oder Vasokonstriktion verursachen. Viele Hormone und Neuropeptide werden zusammen mit klassischen Neurotransmittern freigesetzt.

Arteriolen reagieren auf Stoffwechselreize, die im Gewebe erzeugt werden. Wenn der Gewebestoffwechsel zunimmt, sammeln sich katabole Produkte an, die zu einer Vasodilatation führen. Das Endothel beginnt, den Muskeltonus und das arterioläre Blutflussgewebe zu kontrollieren. Die Endothelfunktion im Kreislauf umfasst die Aktivierung und Inaktivierung von zirkulierenden Hormonen und anderen Plasmabestandteilen. Es gibt auch Synthese und Sekretion von Vasodilatator- und Vasokonstriktorsubstanzen, um die Breite nach Bedarf zu modifizieren. Variationen im Blutfluss, der durch Arteriolen zirkuliert, sind zu Reaktionen im Endothel fähig.

Kapillarer Austauschbearbeiten

Der Begriff kapillarer Austausch bezieht sich auf alle Austausche auf mikrozirkulatorischer Ebene, von denen die meisten in den Kapillaren stattfinden. Orte, an denen ein Materialaustausch zwischen Blut und Gewebe stattfindet, sind die Kapillaren, die sich verzweigen, um die Austauschfläche zu vergrößern, den Diffusionsabstand zu minimieren sowie die Oberfläche und die Austauschzeit zu maximieren.Ungefähr sieben Prozent des Körperbluts befinden sich in den Kapillaren, die kontinuierlich Substanzen mit der Flüssigkeit außerhalb dieser Blutgefäße austauschen, die als interstitielle Flüssigkeit bezeichnet wird. Diese dynamische Verschiebung von Materialien zwischen der interstitiellen Flüssigkeit und dem Blut wird als Kapillaraustausch bezeichnet. Diese Substanzen passieren Kapillaren durch drei verschiedene Systeme oder Mechanismen: Diffusion, Massenstrom und Transzytose oder vesikulärer Transport. Der Flüssigkeits- und Feststoffaustausch, der im Mikrogefäßsystem stattfindet, betrifft insbesondere Kapillaren und postkapillare Venolen und Sammelvenolen.

Kapillarwände ermöglichen den freien Fluss fast jeder Substanz im Plasma. Die Plasmaproteine sind die einzige Ausnahme, da sie zu groß sind, um durchzugehen. Die minimale Anzahl von nicht resorbierbaren Plasmaproteinen, die Kapillaren verlassen, gelangen in den Lymphkreislauf, um später zu diesen Blutgefäßen zurückzukehren. Jene Proteine, die Kapillaren verlassen, verwenden den ersten kapillaren Austauschmechanismus und den Prozess der Diffusion, der durch kinetische Bewegung von Molekülen verursacht wird.

RegulationEdit

Dieser Stoffaustausch wird durch verschiedene Mechanismen reguliert. Diese Mechanismen arbeiten zusammen und fördern den Kapillaraustausch auf folgende Weise. Erstens werden Moleküle, die diffundieren, dank der Kapillarwand, des kleinen Durchmessers und der Nähe zu jeder Zelle mit einer Kapillare eine kurze Strecke zurücklegen. Der kurze Abstand ist wichtig, da die kapillare Diffusionsrate abnimmt, wenn der Diffusionsabstand zunimmt. Dann, wegen seiner großen Anzahl (10-14 Millionen Kapillaren), gibt es eine unglaubliche Menge an Oberfläche für den Austausch. Dies hat jedoch nur 5% des gesamten Blutvolumens (250 ml 5000 ml). Schließlich fließt das Blut aufgrund der ausgedehnten Verzweigung langsamer in den Kapillaren.

Diffusionbearbeiten

Diffusion ist der erste und wichtigste Mechanismus, der den Fluss kleiner Moleküle durch Kapillaren ermöglicht. Der Prozess hängt von der Differenz der Gradienten zwischen dem Interstitium und dem Blut ab, wobei sich Moleküle von hochkonzentrierten zu niedrig konzentrierten Räumen bewegen. Glukose, Aminosäuren, Sauerstoff (O2) und andere Moleküle treten durch Diffusion aus den Kapillaren aus, um das Gewebe des Organismus zu erreichen. Im Gegensatz dazu verlassen Kohlendioxid (CO2) und andere Abfälle das Gewebe und gelangen auf die gleiche Weise in die Kapillaren, jedoch umgekehrt. Die Diffusion durch die Kapillarwände hängt von der Permeabilität der die Kapillarwände bildenden Endothelzellen ab, die kontinuierlich, diskontinuierlich und fenestriert sein können. Die Starling-Gleichung beschreibt die Rolle von hydrostatischen und osmotischen Drücken (die sogenannten Starling-Kräfte) bei der Bewegung von Flüssigkeit durch das Kapillarendothel. Lipide, die von Proteinen transportiert werden, sind zu groß, um die Kapillarwände durch Diffusion zu durchqueren, und müssen sich auf die beiden anderen Methoden verlassen.

Volumenstrombearbeiten

Der zweite Mechanismus des kapillaren Austauschs ist der Volumenstrom. Es wird von kleinen, lipidunlöslichen Substanzen verwendet, um zu kreuzen. Diese Bewegung hängt von den physikalischen Eigenschaften der Kapillaren ab. Beispielsweise verringern kontinuierliche Kapillaren (dichte Struktur) den Massenstrom, fenestrierte Kapillaren (perforierte Struktur) erhöhen den Massenstrom und diskontinuierliche Kapillaren (große interzelluläre Lücken) ermöglichen den Massenstrom. In diesem Fall wird der Materialaustausch durch Druckänderungen bestimmt. Wenn der Fluss von Substanzen aus dem Blutkreislauf oder der Kapillare in den interstitiellen Raum oder das Interstitium fließt, wird der Prozess Filtration genannt. Diese Art der Bewegung wird durch den hydrostatischen Blutdruck (BHP) und den osmotischen Druck der interstitiellen Flüssigkeit (IFOP) begünstigt. Wenn sich Substanzen in Kapillaren von der interstitiellen Flüssigkeit zum Blut bewegen, spricht man von Reabsorption. Die Drücke, die diese Bewegung begünstigen, sind der kolloidosmotische Druck im Blut (BCOP) und der hydrostatische Druck in der interstitiellen Flüssigkeit (IFHP). Ob eine Substanz filtriert oder resorbiert wird, hängt vom Nettofiltrationsdruck (NFP) ab, der die Differenz zwischen hydrostatischem (BHP und IFHP) und osmotischem Druck (IFOP und BCOP) darstellt. Diese Drücke sind als Starenkräfte bekannt. Wenn das NFP positiv ist, erfolgt eine Filtration, aber wenn es negativ ist, tritt eine Reabsorption auf.

Transzytosedit

Der dritte kapillare Austauschmechanismus ist die Transzytose, auch vesikulärer Transport genannt. Durch diesen Prozess bewegen sich Blutsubstanzen über die Endothelzellen, aus denen die Kapillarstruktur besteht. Schließlich treten diese Materialien durch Exozytose aus, den Prozess, durch den Vesikel von einer Zelle in den interstitiellen Raum gelangen. Wenige Substanzen durch Transzytose betroffen: es wird hauptsächlich von großen, lipidunlöslichen Molekülen wie dem Insulinhormon verwendet. Sobald Vesikel die Kapillaren verlassen, gehen sie zum Interstitium. Vesikel können direkt zu einem bestimmten Gewebe gelangen oder mit anderen Vesikeln verschmelzen, so dass ihr Inhalt gemischt wird. Dieses durchmischte Material erhöht die Funktionsfähigkeit des Vesikels.