Blutkapillaren sind für den metabolischen Austausch zwischen Blut und interstitielle Flüssigkeit (eine Flüssigkeit, 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 dieser Austausch stattfindet, ist es wichtig, dass der Blutstrom sie mit geringer Geschwindigkeit durchquert und dass sein Druck, der nicht zu hoch ist, in ziemlich engen Bereichen gehalten wird.
Die grundlegenden Eigenschaften der Kapillaren sind daher der reduzierte Durchmesser (von 5-10 µm, ausreichend für den Durchgang von roten Blutkörperchen einzeln in einer Reihe, bis zu 30 µm), die Dünnwandigkeit, der niedrige hydrostatische Druck (35-40 mm Hg an der arteriellen Extremität - 15-20 an der venösen Extremität) und die reduzierte Geschwindigkeit des Blutflusses, der sie durchläuft (1 mm / Sekunde).
Die Kapillarwände bestehen im Gegensatz zu den venösen und arteriellen nicht aus drei konzentrischen Tuniken, 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 hat den Zweck, den Stoffaustausch mit der interstitiellen Flüssigkeit zu erleichtern. Auf der anderen Seite sind viele Kapillaren mit Zellen verbunden, die als Perizyten bezeichnet werden und die die Durchlässigkeit des Endothels regulieren, die diesen Durchgängen entgegenwirken; je größer die Anzahl der Perizyten und desto geringer die Kapillarpermeabilität. Es ist daher kein Zufall, dass Perizyten im Zentralnervensystem besonders häufig vorkommen, wo sie zur Bildung der Blut-Hirn-Schranke beitragen.
Drei Arten von Kapillaren sind im menschlichen Kreislaufsystem identifizierbar:
Kontinuierliche Kapillaren: Sie werden so genannt, weil ihre Zellen eine Wand ohne wichtige Zwischenräume und Unterbrechungen bilden. Selbst wenn die Endothelzellen durch Tight Junctions verbunden sind, gibt es immer noch kleine Zwischenräume, die der Kapillare eine gewisse Durchlässigkeit für Wasser und gelöste Stoffe, aber wenig für Proteine verleihen. Kontinuierliche Kapillaren finden sich hauptsächlich im zentralen und peripheren Nervensystem, im Muskelgewebe, in der Lunge und in der Haut; sind die häufigsten.
Gefensterte oder diskontinuierliche Kapillaren: Sie haben Poren von 80-100 nm in ihrer Wand, die in Wirklichkeit nicht vollständig offen sind, sondern von einem dünnen Diaphragma (ein Plasmablatt, das wahrscheinlich verwendet wird, um den Austausch zwischen Kapillaren und Interstitium zu kontrollieren) 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.
Sinusförmige Kapillaren: Sie sind die durchlässigsten der drei, da ihre sehr große Endothelwand wenige Verbindungen und große Interzellularräume aufweist. Endothel und Basalmembran sind diskontinuierlich und erleichtern den Austausch zwischen Blut und Gewebe Sie finden sich in Leber, Milz, Knochenmark, lymphoiden Organen und einigen endokrinen Drüsen, wo eine hohe Permeabilität für Proteine und große Moleküle besteht.
Im menschlichen Körper gibt es ca. 2 Milliarden Kapillaren, die zusammen eine Länge von ca. 80.000 km und eine Austauschfläche von ca. 6300 m2 (entspricht zwei Fußballfeldern) abdecken.
Die Kapillaren gliedern sich in einen arteriellen Teil, der nährstoff- und sauerstoffreiches Blut führt, und einen venösen Teil, der das Abfallblut der vorherigen (zwischenzeitlich mit Kohlendioxid und Abfallstoffen beladene) sammelt.
Auf Gewebeebene neigen Kapillaren dazu, ineinander verschlungene Netzwerke zu bilden, die als "Kapillarbetten" bezeichnet werden, während die Strömung, die sie durchquert, als Mikrozirkulation bezeichnet wird. Auf dieser Ebene setzt sich die terminale Arteriole mit einer Metarteriole fort, einer Art direkter Durchgangskanal zur postkapillaren Venule, von der wiederum die sogenannten echten Kapillaren abzweigen, die sich miteinander verflechten, um das erwähnte Kapillarbett zu bilden ( für jedes Bett gibt es, bezogen auf das durchblutete Organ, zehn bis hundert echte Kapillaren).
Am Ursprungsort der echten Kapillaren befindet sich ein Ring aus glatten Muskelfasern, der „präkapilläre Sphinkter“, der ihn umgibt. Dieser Schließmuskel fungiert als Ventil und reguliert den Blutfluss im Mikrozirkulationsbett; folglich erfolgt die Strömung bei Kontraktion der präkapillären Sphinkter ausschließlich durch den Metaarteriumgang des Hauptgefäßes; umgekehrt, wenn die Schließmuskeln entspannt sind, fließt das Blut in die Kapillaren und das Gewebe wird reichlich durchblutet. Dies sind natürlich Randbedingungen, da in den meisten Fällen ein Teil der Kapillaren offen und ein geschlossener Teil vorhanden ist. Daher kann die eigentliche Kapillare geschlossen oder geöffnet sein, während die Metaarteriole als bevorzugtes Gefäß immer offen ist (da ihr die Muskulatur fehlt, um als Schließmuskel zu wirken). Als solche kann die Metaarteriole Kapillaren umgehen und Blut direkt in den venösen Kreislauf leiten; dieser Kanal ermöglicht auch den Durchgang von weißen Blutkörperchen vom arteriellen in den venösen Kreislauf (ansonsten durch das reduzierte Kapillarkaliber verhindert).
Die Blutmenge, die in ein Kapillarbett eindringt, unterliegt einer intrinsischen Kontrolle, die mit der Dehnung des Gefäßes und lokalen Reizen verbunden ist (biochemische Signale, wie der Partialdruck von Sauerstoff, Kohlendioxid und das Vorhandensein von Vasodilatator-Vasokonstriktor-Signalen). . Je nach Zustand wird das Bett entweder umgangen oder voll durchblutet.
Das Kapillarbett nimmt von Organ zu Organ oft unterschiedliche Formen und Eigenschaften an, mit Unterschieden in der Anzahl der Kanäle, in der Dichte der Maschen und in der Durchlässigkeit der Wand; die Kapillarnetze der Nervenzentren, Drüsen und Lungenbläschen sind Die Kapillardichte eines bestimmten Gewebes ist nämlich direkt proportional zur Stoffwechselaktivität seiner Zellen, was zu einem erhöhten Blutbedarf führt.
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