Blutkapillaren sind für den Stoffwechselaustausch zwischen Blut und interstitieller Flüssigkeit (eine Flüssigkeit, die die Zellen umgibt) verantwortlich. Diese kleinen Gefäße haben extrem dünne Wände, die den kontinuierlichen Durchgang von Gasen, Nährstoffen und Metaboliten in beide Richtungen ermöglichen. Damit diese Austausche stattfinden können, ist es wichtig, dass der Blutstrom sie mit geringer Geschwindigkeit durchläuft und dass sein Druck, der nicht zu hoch ist, in ziemlich engen Bereichen bleibt.
Die grundlegenden Eigenschaften der Kapillaren sind daher der verringerte Durchmesser (von 5 bis 10 um, ausreichend für den Durchgang der roten Blutkörperchen nacheinander in einer Feile, bis zu 30 um), die Dünnheit der Wände und der niedrige hydrostatische Druck (35 bis 40) mm Hg am arteriellen Ende - 15-20 am venösen Ende) und die verringerte Geschwindigkeit des Blutflusses durch sie (1 mm / Sekunde).
Die Kapillarwände bestehen im Gegensatz zu den venösen und arteriellen nicht aus drei konzentrischen Thunfischen, sondern aus einer einzigen Schicht abgeflachter Endothelzellen, die auf einer Basalmembran ruhen. Die Kapillarwand ist daher frei von Muskel-, elastischen und faserigen Fasern. Diese morphologische Besonderheit soll den Stoffaustausch mit der interstitiellen Flüssigkeit erleichtern. Andererseits sind viele Kapillaren mit Zellen assoziiert, die Perizyten genannt werden und die Permeabilität des Endothels regulieren und diesen Passagen entgegenwirken. Je größer die Anzahl der Perizyten und je kleiner die Kapillardurchlässigkeit. Es überrascht daher nicht, dass Perizyten im Zentralnervensystem besonders häufig vorkommen und dort zur Bildung der Blut-Hirn-Schranke beitragen.
Drei Arten von Kapillaren können im menschlichen Kreislaufsystem identifiziert werden:
Kontinuierliche Kapillaren : Sie werden so genannt, weil ihre Zellen eine Wand ohne wichtige Räume und Unterbrechungen bilden. Obwohl die Endothelzellen durch enge Verbindungen miteinander verbunden sind, gibt es immer noch kleine Räume, die der Kapillare eine gewisse Durchlässigkeit für Wasser und gelöste Stoffe verleihen, jedoch eine schlechte für Proteine. Kontinuierliche Kapillaren finden sich hauptsächlich im zentralen und peripheren Nervensystem, im Muskelgewebe, in der Lunge und in der Haut; Sie sind die häufigsten. |
Gefensterte oder diskontinuierliche Kapillaren : Sie haben Poren in ihren Wänden von 80-100 nm, die in Wirklichkeit nicht vollständig verloren gehen, sondern von einem dünnen Diaphragma (einer Plasmaplatte, mit der wahrscheinlich der Austausch zwischen Kapillare und Interstitium gesteuert wird) überlagert werden. Sie sind in den endokrinen Drüsen, in der Bauchspeicheldrüse, im Nierenglomerulus (wo die Poren kein Zwerchfell haben) und im Darm, wo die Fenster die Austauschkapazität der Endothelzellen erhöhen, reichlich vorhanden. |
Sinusförmige Kapillaren : Sie sind die durchlässigsten der drei Kapillaren, da ihre sehr große Endothelwand nur wenige Übergänge und große Interzellularräume aufweist. Das Endothel und die Basalmembran sind diskontinuierlich und dies erleichtert den Austausch zwischen Blut und Gewebe. Sie kommen in Leber, Milz, Knochenmark, lymphatischen Organen und in einigen endokrinen Drüsen vor, wo eine hohe Durchlässigkeit für Proteine und große Moleküle erforderlich ist. |
Im menschlichen Körper befinden sich ca. 2 Milliarden Kapillaren, die zusammen eine Länge von ca. 80.000 km und eine Austauschfläche von ca. 6300 m2 (das entspricht zwei Fußballfeldern) abdecken.
Die Kapillaren sind unterteilt in einen arteriellen Teil, der nährstoffreiches Blut und Sauerstoff führt, und einen venösen Teil, der das Abwasser des vorherigen (inzwischen mit Kohlendioxid und Abfallstoffen beladenen) Abwassers sammelt.
Auf Gewebeebene neigen die Kapillaren dazu, ineinander verschlungene Netze zu bilden, die als "Kapillarbetten" bezeichnet werden, während der Fluss, der durch sie hindurchgeht, als Mikrozirkulation bezeichnet wird. Auf dieser Ebene setzt sich die terminale Arteriole mit einer Metarteriole fort, einer Art Kanal für den direkten Durchgang zur postkapillären Venule. Von jedem Metarteriolenzweig wiederum die sogenannten echten Kapillaren, die sich zu dem vorgenannten Kapillarbett verflechten (für jedes Bett gibt es bezogen auf das besprühte Organ etwa zehn bis einhundert echte Kapillaren).
Am Ursprungsort der echten Kapillaren befindet sich ein Ring aus glatten Muskelfasern, der "vorkapilläre Schließmuskel", der ihn umgibt. Dieser Schließmuskel wirkt wie ein Ventil und reguliert den Blutfluss im Mikrozirkulationsbett. Infolgedessen wird die Strömung beim Zusammenziehen der vorkapillären Schließmuskeln ausschließlich durch den Ductus metarteriola des Hauptgefäßes geleitet. Umgekehrt fließt bei entspanntem Schließmuskel Blut in die Kapillaren und das Gewebe ist reichlich durchblutet. Offensichtlich handelt es sich hierbei um Randbedingungen, da in den meisten Fällen eine offene Kapillarquote und ein geschlossener Teil vorhanden sind. Daher kann die wahre Kapillare geschlossen oder offen sein, während das Metarteriol als bevorzugtes Gefäß immer offen ist (da es keine ausreichende Muskulatur hat, um als Schließmuskel zu wirken). Als solches kann das Metarteriol Kapillaren umgehen und Blut direkt in den venösen Kreislauf leiten; Dieser Kanal ermöglicht auch den Durchgang weißer Blutkörperchen vom arteriellen zum venösen Kreis (ansonsten durch das reduzierte Kapillarkaliber verhindert).
Die Menge an Blut, die in ein Kapillarbett eintritt, unterliegt einer intrinsischen Kontrolle, die mit der Dehnung des Gefäßes und lokalen Reizen (biochemischen Signalen wie dem Partialdruck von Sauerstoff, Kohlendioxid und dem Vorhandensein von Vasodilatator-Vasokonstriktor-Signalen) zusammenhängt ). Abhängig von den Bedingungen wird das Bett umgangen oder vollständig durchströmt.
Das Kapillarbett nimmt häufig unterschiedliche Formen und Eigenschaften von einem Organ zum anderen an, mit Unterschieden in der Anzahl der Kanäle, in der Maschendicke und in der Durchlässigkeit der Wand; Besonders entwickelt sind die Kapillarnetzwerke von Nervenzentren, Drüsen und Lungenalveolen. Die Kapillardichte eines bestimmten Gewebes ist in der Tat direkt proportional zur Stoffwechselaktivität seiner Zellen, was zu einem höheren Blutbedarf führt.
