Die Blutgefäße bilden ein geschlossenes System, das den Transport des Blutes zu den Organen und zurück zum Herzen ermöglicht. Dabei gilt:
- Arterien führen das Blut vom Herzen weg und gehören zum Hochdrucksystem → daher besitzen sie eine dickere Gefäßwand mit mehr Muskulatur
- Venen transportieren das Blut zum Herzen zurück und dienen vor allem als Blutspeicher → weites Lumen, dünne, muskelschwache Wand
Die Gefäßwand großer Gefäße besteht aus drei Schichten: Intima, Media, Adventitia. Die Regulation der Organdurchblutung erfolgt durch ein Zusammenspiel von:
- Sensoren (erfassen z.B. Blutdruck, Volumen, pH)
- einem zentralen Steuerzentrum im Gehirn
- sowie Effektoren, die den Kreislauf kurz- und langfristig anpassen
DefinitionDie Blutgefäße transportieren das Blut zu den einzelnen Organen und wieder zurück zum Herzen. Zusammen bilden sie ein geschlossenes System, das als Blutgefäßsystem bezeichnet wird.
MerkeGrundsätzlich unterscheidet man zwei Gefäßtypen:
- Arterien transportieren das Blut vom Herzen weg
- Venen führen das Blut zum Herzen zurück
Die Kapillaren verbinden beide Systeme miteinander und bilden den Übergang zwischen arteriellen und venösen Gefäßen.
- In den Organen übernehmen die Kapillaren den Stoffaustausch: Sie versorgen das Gewebe mit Sauerstoff und Nährstoffen und transportieren gleichzeitig Abfallstoffe wie Kohlendioxid, Stoffwechselprodukte und Hormone ab
- Gemeinsam mit dem Herzen, das als Antrieb des Blutkreislaufs dient, bilden die Blutgefäße das Herz-Kreislauf-System, bestehend aus Körper- und Lungenkreislauf
Funktionelle Einteilung der Gefäße
Die Gefäße können je nach ihrer Aufgabe in ein Transportsystem und ein Austauschsystem eingeteilt werden:
| System | Beschreibung | Aufbau |
|---|---|---|
| Transportsystem | Teil des Kreislaufs, der vor allem den Transport, die Speicherung von Blut und die Regulation des Blutdrucks übernimmt | Besteht hauptsächlich aus großen Gefäßen wie Arterien und Venen |
| Austauschsystem | Abschnitt des Kreislaufs, in dem der Stoffaustausch zwischen Blut und Gewebe stattfindet | Besteht überwiegend aus Kapillaren und postkapillären Venolen |
Relevante Arterien und Venen des Körperkreislaufs
Wandaufbau
Merke
- Die Gefäßwand besteht aus drei Schichten (von innen nach außen): Tunica intima, Tunica media und Tunica adventitia
- Zwischen den Schichten können elastische Membranen liegen
- Membrana elastica interna: zwischen Intima und Media
- Membrana elastica externa: zwischen Media und Adventitia
- Die genaue Ausprägung dieser Schichten hängt von der jeweiligen Funktion des Gefäßes ab:
- Arterien besitzen eine stark ausgeprägte Muskelschicht, da sie dem hohen Blutdruck standhalten müssen
- Venen hingegen stehen unter geringerem Druck und haben daher eine dünnere Muskelschicht
- Durch diese geringere Muskelwand haben Venen ein größeres Lumen und können mehr Blut speichern als Arterien
| Schicht | Beschreibung | Aufbau / Besonderheiten |
|---|---|---|
| Tunica intima (Intima) | Innerste Gefäßschicht |
|
| Tunica media (Media) | Mittlere Gefäßschicht |
|
| Tunica adventitia (externa) | Äußerste Gefäßschicht |
|
InfoGroße Gefäße sind aus drei Schichten aufgebaut, während sehr kleine Gefäße wie Kapillaren und Venolen nur aus einer einzelnen Endothelschicht bestehen.
TippKlinischer Ausblick: Atherosklerose
Arteriosklerose bezeichnet eine krankhafte Veränderung der Arterienwände, die zu einer Verhärtung und Verengung der Gefäße führen kann. Die häufigste Form ist die Atherosklerose, bei der die innere Gefäßschicht betroffen ist. Ausgangspunkt ist meist eine Schädigung des Endothels, wodurch sich Fette aus dem Blut (z.B. LDL) in der Gefäßwand ablagern können.
Arterien und Venen im Vergleich
| Merkmal | Arterie | Vene |
| Lumenweite | Eher klein | Groß |
| Wanddicke | Dickwandig | Dünnwandig |
| Tunica media | Deutlich ausgeprägt | Schwach ausgeprägt |
| Muskelzellen in der Media | Viele glatte Muskelzellen | Weniger glatte Muskelzellen |
| Bindegewebe in der Media | Wenig | Viel |
| Venenklappen | Nicht vorhanden | Vorhanden (v.a. in den Extremitäten) |
MerkeArterien gehören im Gegensatz zu Venen zum Hochdrucksystem. Daher müssen sie dem hohen Blutdruck standhalten und besitzen entsprechend mehr glatte Muskulatur als Venen.
Verschiedene Arterienarten im Überblick
| Merkmal | Elastischer Typ | Muskulärer Typ | Arteriolen |
|---|---|---|---|
| Vorkommen |
|
| Kleinste Arterien vor den Kapillaren |
| Aufbau der Media | Vor allem reich an elastischen Fasern | Vor allem reich an glatter Muskulatur | Sehr ausgeprägte glatte Muskulatur |
| Funktion | Speicherung der während der Systole erzeugten Energie (Windkesselfunktion) → Ausgleich von Druckschwankungen | Regulation des Gefäßdurchmessers durch Muskulatur → Anpassung des Gefäßwiderstands | Feinregulation des Blutflusses in die Kapillaren und entscheidend für den peripheren Widerstand |
Windkesselfunktion
DefinitionDie Windkesselfunktion beschreibt die Fähigkeit großer elastischer Arterien (z.B. der Aorta), den während der Systole entstehenden Blutdruck zu speichern und in der Diastole gleichmäßig wieder abzugeben, wodurch ein kontinuierlicher Blutfluss gewährleistet wird.
TippDas Alter und eine Arteriosklerose (Einlagerung von Cholesterin und anderen Fetten in die innere Gefäßwand arterieller Blutgefäße) führen zu einer verminderten Dehnbarkeit und einer Einschränkung der Windkesselfunktion.
MerkeVenen haben hauptsächlich die Aufgabe, Blut zu speichern und es zurück zum Herzen zu transportieren. Sie besitzen ein weites Lumen, wodurch sie viel Blut aufnehmen können, sowie eine dünne, muskelschwache Media.
- Der venöse Rückfluss beschreibt den Transport des Blutes aus den Venen zurück zum Herzen und wird durch mehrere Mechanismen unterstützt:
- Arteriovenöse Kopplung: Pulswellen in benachbarten Arterien drücken Venen zusammen → Blut wird zum Herzen bewegt (Rückfluss durch Venenklappen verhindert)
- Muskelpumpe: Kontraktion der Muskulatur (v. a. in den Beinen) presst Venen zusammen und fördert den Blutfluss
- Sogwirkung/Unterdruck: Der rechte Vorhof sowie der Unterdruck im Brustraum bei der Einatmung unterstützen den Rückstrom des Blutes zum Herzen
Venenklappen
DefinitionFür den gerichteten Blutfluss zum Herzen sorgen Venenklappen, die wie Ventile wirken und ein Zurückfließen des Blutes verhindern.
- Aufbau: taschenförmige Klappen in den Venen
- Funktion: lassen Blut nur zum Herzen hinfließen
- Wirkung: verhindern das Zurückfließen des Blutes
- Besonders wichtig: in den Beinvenen, gegen die Schwerkraft
- Unterstützung: arbeiten zusammen mit der Muskelpumpe (Bewegung hilft dem Blutfluss)
DefinitionDie Endstrombahn setzt sich aus präkapillären Arteriolen, Kapillaren und postkapillären Venolen zusammen und übernimmt den Austausch von Stoffen zwischen Blut und Gewebe. Da verschiedene Organe unterschiedliche Anforderungen an diesen Austausch haben, unterscheiden sich Kapillaren und Venolen in ihrem Aufbau je nach Organ etwas.
Kapillare
MerkeKapillaren unterscheiden sich von größeren Gefäßen dadurch, dass ihre Wand nur aus einer einzigen Schicht besteht, die sie von der Umgebung trennt. Ihr Grundaufbau ist zwar bei allen Kapillaren ähnlich, kann jedoch je nach Organ und Funktion leicht variieren.
Gemeinsamer Wandaufbau (von innen nach außen):
- Endothelzellen: eine einschichtige Zelllage
- Perizyten: liegen außen am Endothel an und besitzen kontraktile Eigenschaften → regulieren die Gefäßweite
- Basalmembran: umgibt die Kapillare und sorgt für Stabilität
Postkapilläre Venolen
- Postkapilläre Venolen schließen direkt an die Kapillaren an
- Endothel der postkapillären Venolen ist besonders permeabel
- Verfügt über undichte Zellkontakte, die den Austritt von Flüssigkeit und Plasmabestandteilen erleichtern
- Erlaubt auch den Austritt von Leukozyten (Transmigration ins Gewebe)
Stoffaustausch in der Endstrombahn
- Das Blut ist ein Gemisch aus gelösten Teilchen (Kolloiden)
- Beim Durchfluss durch die Kapillaren wirken zwei entscheidende Kräfte auf die Flüssigkeit:
- Hydrostatischer Druck (nach außen gerichtet)
- Kolloidosmotischer Druck (nach innen gerichtet)
- Da die Kapillarwand wie eine semipermeable Membran wirkt, stehen sich diese Kräfte gegenüber und ergeben zusammen den effektiven Filtrationsdruck
MerkeDer Stoffaustausch in der Endstrombahn erfolgt hauptsächlich durch Diffusion, zusätzlich, je nach Stoff, auch durch Filtration und Reabsorption.
Besonderheiten beim Stoffaustausch:
- Das Kapillarendothel ist unterschiedlich durchlässig für verschiedene Stoffe:
- Fettlösliche Stoffe: diffundieren direkt durch die Zellmembran
- Wasserlösliche Stoffe: können nicht durch die Membran, sondern nutzen Poren, Spalten oder Transporter
- Flüssigkeit: Austausch erfolgt zusätzlich über Filtration und Reabsorption
TippKlinischer Ausblick: Ödembildung
- Definition: Pathologische Einlagerung von Flüssigkeit im Gewebe
- Ursache: Störung des Gleichgewichts zwischen Filtration und Reabsorption
- Wichtige Auslöser:
- Erhöhter hydrostatischer Druck in den Kapillaren
- Verminderter kolloidosmotischer Druck in den Kapillaren
- Erhöhte Permeabilität der Kapillaren
MerkeDamit die Durchblutung der Organe angepasst werden kann, müssen wichtige Kreislaufwerte wie Blutdruck, Blutvolumen und pH-Wert zunächst durch Sensoren erfasst werden. Diese Informationen werden anschließend an ein zentrales Steuerzentrum im Gehirn weitergeleitet, wo sie verarbeitet werden. Von dort aus werden verschiedene Zielstrukturen beeinflusst, um die Durchblutung kurzfristig und langfristig zu regulieren.
Überblick über die Strukturen der Kreislaufregulation
Sensoren der Kreislaufregulation:
- Pressorezeptoren: Erfassen den Blutdruck im Körperkreislauf und regulieren ihn über das autonome Nervensystem
- Volumenrezeptoren: Erfassen das Blutvolumen im Lungenkreislauf und beeinflussen es über das Nervensystem sowie Hormone
- Chemorezeptoren: Registrieren den pH-Wert und die Konzentration von Atemgasen und steuern darüber die Atmung
Zentrales Kreislaufregulationszentrum:
- Definition: Nervenzellgruppen, die an der Steuerung des Kreislaufs beteiligt sind
- Lokalisation: Im Hirnstamm
- Funktion: Verarbeitung der eingehenden Signale und Einstellung des Blutdrucks auf normale Werte
Wichtigste Vermittler der Regulation:
- Kurzfristig:
- Widerstandsgefäße: Veränderung des Gefäßwiderstands zur Blutdruckregulation
- Kapazitätsgefäße: Erweiterung der Gefäße zur Beeinflussung des zirkulierenden Blutvolumens
- Herz: Anpassung von Schlagvolumen und Herzfrequenz
- Langfristig:
- Nieren: Regulation des Blutvolumens über die Ausscheidung von Flüssigkeit
(RAAS)
- Nieren: Regulation des Blutvolumens über die Ausscheidung von Flüssigkeit
TippKlinischer Ausblick: Karotissinussyndrom
Wenn die Drucksensoren im Bereich der Halsschlagader überempfindlich reagieren, können schon leichte Reize wie Kopfdrehungen oder Druck durch einen engen Kragen eine starke Senkung des Blutdrucks auslösen. In manchen Fällen kann es dadurch zu einer Synkope kommen.
Regulation der Organdurchblutung
MerkeDie Durchblutung der Organe wird sowohl durch lokale als auch durch zentrale Mechanismen gesteuert. Einige lokale Mechanismen sorgen dafür, dass die Durchblutung möglichst konstant bleibt (z.B. myogene Autoregulation), während andere sie gezielt an den aktuellen Bedarf des Organs anpassen (metabolische Autoregulation). Zentrale Einflüsse wie die Steuerung über Nerven sowie die Wirkung von im Blut zirkulierenden Hormonen unterstützen diese Regulation zusätzlich.
| Mechanismus | Funktion | Auslöser | Reaktion | Vorkommen | |
|---|---|---|---|---|---|
| Lokal | Metabolische Autoregulation | Anpassung der Durchblutung an die Aktivität des Organs |
| Vasodilatation |
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| Myogene Autoregulation | Konstante Durchblutung trotz Blutdruckänderungen |
| Vasokonstriktion |
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| Chemische Autoregulation | Steuerung der Gefäßweite durch Ausschüttung von NO |
| Vasodilatation |
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| Zentral | Nervale + hormonelle Regulation |
Steuerung der Organdurchblutung über den Gefäßtonus
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TippOb es in einem Organ zu einer Gefäßverengung oder -erweiterung kommt, hängt davon ab, welche Rezeptoren dort überwiegen (z.B. α1 oder β2) und welche Katecholamine auf sie einwirken.
- Mensche, N., Biologie Anatomie Physiologie, Elsevier, 2016, ISBN: 978-3437268038
- Flake, F., Dönitz, S., Mensch Körper Krankheit für den Rettungsdienst, Elsevier, 2018, ISBN: 978-3437462023
- Koch, S., Schwarz, M., retten - Anatomie Physiologie, Elsevier, 2023, ISBN: 978-3132421172
