Kapillarstruktur und Funktion im Körper

Kapillaren sind die kleinsten Blutgefäße im Körper, die die kleinsten Arterien mit den kleinsten Venen verbinden.Diese Gefäße werden oft als "Mikrozirkulation" bezeichnet. Die Kapillaren sind nur zwei Zellschichten dick und haben die Aufgabe, die zentrale Rolle in der Zirkulation zu spielen, indem sie Sauerstoff im Blut an das Gewebe abgeben und Kohlendioxid aufnehmen, um es zu entfernen. Sie sind auch der Ort, an dem Nährstoffe zugeführt werden, um alle Körperzellen zu ernähren. Es gibt drei Haupttypen von Kapillaren (kontinuierlich, fenestriert und diskontinuierlich oder sinusförmig), die in verschiedenen Regionen des Körpers vorkommen, und spezialisierte Kapillaren im Gehirn bilden die Blut-Hirn-Schranke. Tests, die die Kapillaren bewerten, sind wichtig für die Beurteilung von Menschen in medizinischer Hinsicht, und mit diesen Gefäßen sind mehrere Erkrankungen verbunden.

Struktur der Kapillaren

Kapillaren sind sehr dünn, etwa 5 Mikrometer im Durchmesser und bestehen aus nur zwei Zellschichten; eine innere Schicht von Endothelzellen und eine äußere Schicht von Epithelzellen. Sie sind so klein, dass rote Blutkörperchen sie einzeln durchfließen müssen. Wenn alle Kapillaren im menschlichen Körper in einer Reihe angeordnet wären, würde sich die Linie über 100.000 Meilen erstrecken. Es wird geschätzt, dass es im durchschnittlichen menschlichen Körper 40 Milliarden Kapillaren gibt. Diese Zellschicht umgibt eine sogenannte Basalmembran, eine die Kapillare umgebende Proteinschicht.

Kapillaren im Kreislaufsystem

Kapillaren können als zentraler Teil der Zirkulation angesehen werden. Das Blut verlässt das Herz durch die Aorta und die Lungenarterien, die zum Rest des Körpers bzw. in die Lunge gelangen. Diese großen Arterien werden zu kleineren Arteriolen und verengen sich schließlich, um das Kapillarbett zu bilden. Von den Kapillaren strömt Blut in die kleineren Venen und dann in die Adern, die zum Herzen zurückfließen.

Funktion der Kapillaren

Die Kapillaren sind dafür verantwortlich, den Transport und den Austausch von Gasen, Flüssigkeiten und Nährstoffen im Körper zu erleichtern. Während die Arterien und Arteriolen diese Produkte zu den Kapillaren transportieren, befindet sich der Austausch auf der Ebene der Kapillaren. Die Kapillaren empfangen auch Kohlendioxid und Abfallprodukte, die dann an die Nieren und die Leber (für Abfälle) und die Lunge (zum Ausatmen von Kohlendioxid) abgegeben werden.

Gasaustausch

In den Lungen diffundiert Sauerstoff aus den Alveolen in Kapillaren, die an Hämoglobin gebunden und im ganzen Körper transportiert werden. Kohlendioxid (aus sauerstofffreiem Blut) strömt wiederum von den Kapillaren in die Alveolen zurück und wird in die Umgebung ausgestoßen.

Flüssigkeits- und Nährstoffaustausch

Ebenso Flüssigkeiten und Nährstoffe diffus Durch selektiv durchlässige Kapillaren in die Körpergewebe werden Abfallprodukte in den Kapillaren aufgenommen, die durch Venen zu den Nieren und der Leber transportiert werden, wo sie aufbereitet und aus dem Körper ausgeschieden werden.

Arten von Kapillaren

Es gibt 3 Haupttypen von Kapillaren:

• Kontinuierlich: Diese Kapillaren haben keine Perforationen und lassen nur kleine Moleküle passieren. Sie sind in Muskeln, Haut, Fett und Nervengewebe vorhanden.
• Fenestrated: Diese Kapillaren haben kleine Poren, die kleine Moleküle durchlassen, und befinden sich im Darm, in den Nieren und in den Hormondrüsen.
• Sinusoid oder diskontinuierlich: Diese Kapillaren haben große offene Poren - groß genug, um eine Blutzelle durchzulassen. Sie sind im Knochenmark, in den Lymphknoten und in der Milz vorhanden und sind im Wesentlichen die "Leaiest" der Kapillaren.
• Blut-Hirn-Schranke: Im zentralen Nervensystem bilden die Kapillaren die sogenannte Blut-Hirn-Schranke. Diese Barriere begrenzt die Fähigkeit von Toxinen (und leider auch vieler Chemotherapeutika), in das Gehirn einzudringen.

Blutfluss durch Kapillaren

Da der Blutfluss durch Kapillaren eine so wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Körpers spielt, fragen Sie sich vielleicht, was passiert, wenn sich der Blutfluss ändert, zum Beispiel, wenn Ihr Blutdruck abfallen würde (Hypotonie) Wenn der Blutdruck sinkt, wird der Fluss durch die Kapillaren weiterhin Sauerstoff und Nährstoffe für das Gewebe des Körpers liefern. Mit Bewegung werden mehr Kapillarbetten in die Lunge aufgenommen, um sich auf einen erhöhten Sauerstoffbedarf im Körpergewebe vorzubereiten.

Der Blutfluss in den Kapillaren wird durch vorkapillare Sphinkter kontrolliert. Ein präkapillärer Schließmuskel sind die Muskelfasern, die die Bewegung des Bluts zwischen den Arteriolen und Kapillaren steuern.

Kapillare Mikrozirkulation

Die Regulierung der Flüssigkeitsbewegung zwischen den Kapillaren und den umgebenden interstitiellen Geweben wird durch das Gleichgewicht zweier Kräfte bestimmt: den hydrostatischen Druck und den osmotischen Druck.

Auf der arteriellen Seite der Kapillare ist der hydrostatische Druck (der Druck, der vom Herz kommt, das Blut pumpt, und die Elastizität der Arterien) hoch. Da die Kapillaren "undicht" sind, drückt dieser Druck Flüssigkeit und Nährstoffe gegen die Wände der Kapillare und in den Zwischenraum und in das Gewebe.

Auf der Venenseite der Kapillare ist der hydrostatische Druck deutlich gesunken. An diesem Punkt ist es der osmotische Druck der Flüssigkeit in der Kapillare (aufgrund des Vorhandenseins von Salzen und Proteinen im Blut), der Flüssigkeiten in die Kapillare zurückzieht. Osmotischer Druck wird auch als onkotischer Druck bezeichnet und ist derjenige, der Flüssigkeiten und Abfallprodukte aus den Geweben zieht und in die Kapillare zieht, um in den Blutstrom zurückgeführt zu werden (und dann zwischen den Nieren in die Nieren gelangt).

Anzahl der Kapillaren

Die Anzahl der Kapillaren in einem Gewebe kann stark variieren.Natürlich sind die Lungen mit Kapillaren gefüllt, die die Alveolen umgeben, um Sauerstoff aufzunehmen und Kohlendioxid abzulassen. Außerhalb der Lunge sind Kapillaren häufiger in Geweben, die metabolisch aktiver sind.

Die Kapillaren 'visuell'

Kapillaren sind in vielerlei Hinsicht medizinisch wichtig, und es gibt Möglichkeiten, wie Sie diese winzigen Blutgefäße indirekt beobachten können.

Haut blanchieren

Wenn Sie sich jemals gefragt haben, warum Ihre Haut weiß wird, wenn Sie Druck darauf ausüben, dann sind die Kapillaren die Antwort. Der Druck auf die Haut drückt das Blut aus den Kapillaren, was zu einer Blanchierung oder einem blassen Aussehen führt, wenn der Druck entfernt wird.

Petechien

Wenn Sie einen Ausschlag entwickeln, kann ein Arzt auf Ihre Haut drücken, um zu sehen, ob die Flecken weiß werden. Wenn Kapillaren aufgebrochen werden, tritt Blut in die Haut ein und die roten Flecken bleiben auch unter Druck. Diese werden Petechien genannt und sind mit anderen Bedingungen verbunden als Hautausschläge, die unter Druck blanchieren.

Kapillar-Nachfüllung

Ärzte prüfen häufig auf "Kapillar-Nachfüllung". Dies wird getestet, indem beobachtet wird, wie schnell die Haut nach dem Druckabbau wieder rosa wird und einen Eindruck von der Gesundheit des Gewebes vermitteln kann. Ein Beispiel für diese Verwendung wäre bei Menschen mit Verbrennungen. Eine Verbrennung zweiten Grades kann die Verzögerung der kapillaren Nachfüllung etwas verzögern, aber bei einer Verbrennung dritten Grades würde es überhaupt keine Nachfüllung der Kapillare geben.

Notfallhelfer überprüfen die Kapillar-Nachfüllung häufig, indem sie auf einen Fingernagel oder Zehennagel drücken, dann Druck ablassen und warten, bis das Nagelbett wieder rosa erscheint. Wenn die Farbe innerhalb von zwei Sekunden zurückkehrt (die Zeit, die benötigt wird, um das Nachfüllen der Kapillare zu sagen), ist die Zirkulation zum Arm oder Bein wahrscheinlich in Ordnung. Wenn das Nachfüllen der Kapillare mehr als zwei Sekunden dauert, ist die Zirkulation der Extremität wahrscheinlich beeinträchtigt und wird als Notfall betrachtet. Es gibt andere Einstellungen, bei denen auch das Nachfüllen der Kapillare verzögert wird, beispielsweise bei der Dehydratisierung.

Dritter Abstand und Kapillarpermeabilität

Sie hören vielleicht, wie Ärzte über ein Phänomen sprechen, das als "dritter Abstand" bezeichnet wird. Kapillarpermeabilität bezieht sich auf die Fähigkeit von Flüssigkeiten, aus den Kapillaren in das umgebende Gewebe zu gelangen. Die Kapillarpermeabilität kann durch Zytokine (Leukotriene, Histamin und Prostaglandine) erhöht werden, die von Zellen des Immunsystems freigesetzt werden. Der lokal erhöhte Flüssigkeitsabstand (dritter Abstand) kann zu Nesselsucht führen. Wenn jemand sehr krank ist, kann dieser dritte Abstand aufgrund von undichten Kapillaren weit verbreitet sein, wodurch sein Körper geschwollen wird.

Kapillarblutproben

Wenn Ihr Blut abgenommen wird, nimmt ein Techniker meistens Blut aus einer Vene in Ihrem Arm. Kapillarblut kann auch für einige Bluttests verwendet werden, z. B. für diejenigen, die ihren Blutzucker überwachen. Eine Lanzette wird zum Schneiden des Fingers (geschnittene Kapillaren) verwendet und kann zum Testen des Blutzuckers und des Blut-pH-Werts verwendet werden.

Bedingungen für die Kapillaren

Es gibt mehrere sowohl übliche als auch ungewöhnliche Bedingungen, an denen die Kapillaren beteiligt sind. Einige davon sind:

Portweinfleck (Geburtsmarke)

Etwa 1 von 300 Kindern wird mit "Geburtsflecken" geboren, die aus einem Bereich roter oder violetter Haut bestehen, der mit erweiterten Kapillaren verwandt ist. Die meisten Portweinflecken sind eher ein kosmetisches Problem als ein medizinisches Problem, aber sie können bei Reizung leicht bluten.

Kapillare Fehlbildung (arteriovenöses Fehlbildungssyndrom)

Kapillare Fehlbildungen können als Teil eines erblichen Syndroms auftreten, das bei etwa 1 von 100.000 Menschen europäischer Abstammung vorkommt. Bei diesem Syndrom fließt mehr Blut durch die Kapillaren in der Nähe der Haut als normal, was zu rosa und roten Punkten auf der Haut führt. Sie können alleine auftreten, oder Personen können andere Komplikationen dieses Syndroms haben, wie zum Beispiel arteriovenöse Missbildungen (abnormale Verbindungen zwischen Arterien und Venen), die im Gehirn Kopfschmerzen und Anfälle verursachen können.

Systemisches Kapillarleck-Syndrom

Bei einer seltenen Erkrankung, die als Kapillarleck-Syndrom bekannt ist, handelt es sich um undichte Kapillaren, die zu ständigen Verstopfungen der Nase und Ohnmachtsanfällen aufgrund schneller Blutdruckabfälle führen.

Makuladegeneration

Die Makuladegeneration, heute die häufigste Ursache für Blindheit in den Vereinigten Staaten, tritt sekundär nach Schäden in den Kapillaren der Netzhaut auf.