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”Ich kann ernsthaft behaupten, dass Kenhub meine Lernzeit halbiert hat.” – Mehr lesen. Kim Bengochea Kim Bengochea, Regis University, Denver

Blutgefäße

Blutgefäße sind Leitstrukturen, die dem Blutfluss im Körper eine Richtung vorgeben und bilden außerdem eine Barriere zwischen Blut und dem umliegenden Interstitium. Neben dem Transport von Blut haben arterielle Gefäße auch regulatorische Funktionen und sind mit ihren Zellen unmittelbar am Stoffwechsel beteiligt. 

Unterschieden werden arterielle und venöse Blutgefäße. Desweiteren gibt es Kapillaren und postkapilläre Venolen, die sich sowohl in ihrem Aufbau, als auch ihrer Funktion zum Teil von Venen und Arterien unterscheiden. 

Je nach Lage eines Gefäßes - der Lunge vor- oder nachgeschaltet - ist die Sättigung des Hämoglobins mit Sauerstoff unterschiedlich hoch. 

Kurzfakten zu den Blutgefäßen
Arterien

Führen vom Herzen weg und transportieren i.d.R. sauerstoffreiches Blut.

Eigenschaften: muskelstark, können stark kontrahieren, nicht dehnungsfähig (Widerstandsgefäße)

Einteilung: nach Wandaufbau (muskulärer, elastischer, gemischter Typ) oder Funktion (Kollateral-, End-, Sperrarterie, Arteria nutricia)

Zusatzfunktionen: stoffwechselaktiv und Freisetzung verschiedener Stoffe z.B. für Gerinnung (Regulation der Gefäßpermeabilität und Gefäßweite, Rezeptorbereitstellung, Angiogenese)

Venen

Führen zum Herzen hin und transportieren i.d.R. sauerstoffarmes Blut.

Eigenschaften: muskelschwach, kaum kontraktionsfähig, stark dehnbar (Kapazitätsgefäße), besitzen Taschenklappen

Funktion: speichern Blut bzw. Wärme

Kapillaren

Funktion: Bindeglied zwischen Arterien und Venen, Anatomisches Korrelat zur Organversorgung

Einteilung: Arterielle Kapillaren, Venöse Kapillaren, Sinusoide

Zwischen arteriellen und venösen Kapillaren bestehen postkapilläre Venolen.

Aufbau Alle Blutgefäße besitzen grundsätzlich mehrere Wandschichten: Tunica intima, Tunica media, Tunica externa.

Arten von Blutgefäßen

Arterien

Als Arterien werden die vom Herzen wegführenden Gefäße bezeichnet. Sie führen üblicherweise sauerstoffreiches Blut, das in der Lunge angereichert und über das linke Herz in die Aorta ausgetrieben wird. 

Ausnahme sind die Aa. pulmonales. Sie führen desoxygeniertes Blut, das der Lunge zugeführt wird, um dort oxygeniert zu werden.

Arterielle Gefäße sind muskelstark und zur ausgeprägten Kontraktion fähig. Wegen des geringen Volumenelastizitätskoeffizienten fehlt ihnen jedoch die Fähigkeit zur Dehnung, weshalb sie auch als Widerstandsgefäße bezeichnet werden. Das Endothel arterieller Gefäße ist in hohem Maße am gesamten Stoffwechsel beteiligt.

Venen

Venöse Gefäße führen zum Herzen hin. Sie führen üblicherweise sauerstoffarmes Blut, das zur Lunge geleitet wird, um dort oxygeniert zu werden. Ausnahme sind die Vv. pulmonales. Sie führen von der Lunge weg zum linken Vorhof und tragen oxygeniertes Blut.

Venöse Gefäße sind muskelschwach und können nahezu kaum kontrahieren. Sie sind im Gegensatz zu Arterien jedoch zur Dehnung befähigt und können so große Mengen an Blut speichern. Sie werden deshalb auch als Kapazitätsgefäße bezeichnet.

Kapillaren

Kapillaren sind das Bindeglied zwischen Arterien und Venen sowie anatomisches Korrelat der Organversorgung.

Arterien ziehen zu ihrem Zielorgan und zweigen sich davor meist in feine Äste auf. Jedoch sind eine Arterie und ihre Äste dicht, d.h. Blut kann nicht aus dem Gefäß austreten. Das soll außerhalb eines Organs auch nicht passieren. Andernfalls handelt es sich um eine freie Blutung.

Erreicht ein arterielles Gefäß die Organgrenze, beginnt es sich weiter aufzuzweigen. Häufig auch ohne scharfen Übergang verliert die Arterie ihre dichte Schichtung und wird durchlässig. Ein arterielles Gefäß, das den Durchtritt von kleineren und größeren Molekülen erlaubt, wird als arterielle Kapillare bezeichnet.

Der Übertritt von Stoffen geschieht hier über den Druckgradienten: innerhalb des Gefäßes ist der Druck höher als im umliegenden Gewebe, sodass Flüssigkeit und ihre Bestandteile aus dem Gefäß abgepresst werden und ins umliegende Parenchym gelangen.

Innerhalb des Parenchyms formieren sich Endothelzellen zu durchlässigen, gefäßähnlichen Strukturen. Sie nehmen Stoffe aus dem Gewebe auf. Je länger diese Strukturen sind, desto mehr ähneln sie einer kleinen Vene. Es handelt sich um venöse Kapillaren. Sie transportieren Stoffe aus dem Organ oder dem Gewebe ab.

Je nach Organ können Kapillaren aber auch frei, als diskontinuierliche oder fenestrierte Kapillaren beginnen. Kapillaren mit einem stark vergrößerten Durchmesser werden als Sinusoide bezeichnet.

Zwischen arteriellen und venösen Kapillaren finden sich postkapilläre Venolen. Diese besitzen ein stark gelockertes Endothel, deren Zellkontakte undicht sind. Sie erlauben den Übertritt von Flüssigkeit und Plasmaproteinen.

Wandaufbau

Arterien, Venen und Kapillaren sind zunächst grundsätzlich gleich aufgebaut: luminal findet sich die Tunica intima, darauf folgt die Tunica media und am weitesten abluminal die Tunica externa. Letztere liegt in Form einer Tunica adventitia (extraperitoneal) oder einer Tunica serosa (peritoneal) vor.

Nutze unsere Lerneinheiten um mehr über den Aufbau und die Funktion von Blutgefäßen zu erfahren:

Arterien

Arten

Arterien werden zum einen nach ihrem Wandaufbau eingeteilt, zum anderen nach ihrer Funktion. 

Bezüglich des Wandaufbaus werden folgende Typen unterschieden:

  • Arterien muskulären Typs
  • Arterien elastischen Typs
  • gemischte Arterien
  • Arteriolen

Arterien vom muskulären Typ bestehen aus mehreren Lagen dicht gepackter glatter Muskelzellen, die kaum Zwischenräume besitzen. Die Muskulatur ist flach spiralig angeordnet mit einem Steigungswinkel um etwa 30°. Stellenweise können die Verläufe auch steiler sein. Arterien dieses Typs sind vor allem kleine und mittelgroße Gefäße.

Arterien des elastischen Typs besitzen konzentrisch angeordnete elastische Lamellen, zwischen denen jeweils eine Schicht glatter Muskelzellen eingelagert ist. Die Lamellen umkreisen einen Teil – aber nicht den ganzen – des Gefäßumfangs, konvergieren lokal und überkreuzen sich spiralig. Dadurch können die elastischen Lamellen in unterschiedliche Spannungszustände versetzt werden. Wichtigster Vertreter dieser Gruppe sind die herznahen Arterien. Sie besitzen eine Windkesselfunktion: sie verwandeln den pulsatilen Fluss, der durch die Systole des Herzens entsteht, in eine quasi-kontinuierliche Strömung.

Arterien des gemischten Typs besitzen Merkmale beider Formen. Arteriolen sind präkapilläre (kleine und kleinste) Arterien.
 
Bezüglich der Funktion werden vier besondere Arten unterschieden:

  • Kollateralarterie
  • Endarterie
  • Sperrarterie
  • Arteria nutricia

Arterien decken mit ihrer Versorgung ein bestimmtes Versorgungsgebiet ab. Sie können untereinander Verbindungen (arterioarterielle Anastomosen) eingehen, typische Beispiele sind die Arterien des Hohlhandbogens (Arcus palmares) oder die Aa. communicantes des Circulus arteriosus Willisii. Eine andere Form der Anastomose ist die Verbindung der linken und rechten A. vertebralis zur A. basilaris

Anastomosen können auch zwischen arteriellen und venösen Gefäßen (arteriovenöse Anastomosen) entstehen. Diese Kurzschlussverbindungen werden durch die arterielle Durchblutung lokal reguliert. 

Zwischen den Versorgungsgebieten der meisten Arterien bestehen in der Regel kommunizierende Verbindungen (Kollateralen), die zwischen den Ästen der einzelnen Nachbararterien bestehen. Durch Kollateralen verbundene Arterien werden als Netzarterien bezeichnet. Der Ausfall einer solchen Netzarterie wird durch die Kollateralverbindungen kompensiert (Kollateralkreislauf).

Fehlen Kollateralverbindungen wird von Endarterien gesprochen. Deren Versorgungsgebiete sind nicht durch Kollateralkreisläufe gesichert. Kommt es zum Verschluss (oder zur Ruptur) einer Endarterie, erlischt die Durchblutung (Ischämie) und das betroffene Gewerbe stirbt ab (Infarkt).

Davon abzugrenzen sind anatomische Endarterien, bei denen ein einzelnes Gefäß exklusiv ein Organ versorgt, beispielsweise die A. centralis retinae, A. renalis oder A. hepatica propria.

Bei funktionellen Endarterien handelt es sich um Gefäße, die zwar Kollateralen besitzen, diese reichen aber nicht aus, um im Falle eines vollständigen plötzlichen Verschlusses die Durchblutung zu gewährleisten. Das wichtigste Beispiel dafür sind die rechte und linke Koronararterie. Sie sind durch Anastomosen verbunden, diese können jedoch die notwendige Durchblutung der jeweils anderen Seite nicht sicherstellen.

Sind die Gefäße chronisch verengt, bspw. im Rahmen einer koronaren Arteriosklerose, kommt es bei zeitweisen Verengungen unter Belastung nicht unmittelbar zum Infarkt, sondern zunächst zur Ischämie, die als Brustschmerz wahrgenommen wird (Angina pectoris). Der Infarkt folgt erst dann, wenn der Sauerstoffbedarf nicht gesenkt oder die Durchblutung gesteigert wird. 

Sperrarterien können durch aktiven Verschluss die Blutzufuhr vermindern oder unterbrechen. Ihre Tunica media ist sehr stark ausgeprägt.
Sie kommen unter anderem in genitalen Schwellkörpern, der Fingerhaut, dem Gaumensegel und einigen inneren Organen vor und werden sympathisch innerviert. 

Funktion

Arterielle Gefäße besitzen neben ihrer Eigenschaft als Blutgefäß noch eine andere wesentliche Funktion. Ihr Endothel ist hochgradig stoffwechselaktiv und setzt verschiedene Stoffe frei, die an einer Vielzahl von Funktionen beteiligt sind. 

Eine der wichtigsten Endothelfunktionen ist die Regulation der Gefäßpermeabilität. Das Endothel von arteriellen Gefüßen außerhalb des ZNS erlaubt den Austausch von kleineren Molekülen hauptsächlich passiv, parazellulär und durch Fensterung, ohne Vermittlung von Transportern. Im Bereich der Blut-Hirn-Schranke hingegen finden verschiedene Transportvorgänge über Transportproteine statt, beispielsweise für Glukose, Transferrin, LDL-Rezeptoren, Wasser oder Aminosäuren. Verschiedene Entzündungsstimuli wie Histamin, Bradykinin oder Substanz P führen zur Öffnung von Interzellularspalten des Endothels, allerdings weniger in Arterien als mehr in postkapillären Venolen. 

Das Endothel stellt zudem eine Vielzahl von Rezeptoren bereit, die der Extravasation von Leukozyten dienen. Dabei handelt es sich um Adhäsionsproteine wie E- oder P-Selektin, welche die Anhaftung von Glykokalyx-Komponenten der Leukozyten ermöglicht. Dadurch können diese auf dem Endothel "Rollen" und "Abbremsen". Wieder andere Zelladhäsionsmoleküle ermöglichen die feste Haftung von Integrinen der Leukozyten für die anschließenden Wanderungsbewegungen.

Des Weiteren sind Endothelzellen maßgeblich an der Angiogenese beteiligt, indem sie Rezeptoren für VEGF (vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor) exprimieren. VEGF wird von vielen Gewebszellen gebildet, vor allem bei Sauerstoffmangel.

Rein funktionell führt Sauerstoffmangel zur Freisetzung von VEGF, was an Endothelzellen bindet und damit die Neubildung von Gefäßen moduliert. Die zusätzliche Aussprossung von Gefäßen soll die Sauerstoffversorgung verbessern. Dieser Mechanismus funktioniert zum Teil nur mäßig und ist bei systemischem Sauerstoffmangel praktisch nutzlos. 

Funktionen des arteriellen Endothels
Regulation der Gefäßpermea-bilität

Außerhalb des ZNS: passiver, parazellulärer oder Austausch von kleineren Molekülen mittels Fensterung

Blut-Hirn-Schranke: Transportvorgänge durch Transportproteine.

Rezeptorbereit-stellung Für Extravasation von Leukozyten und Angiongenese, Abbau von Blutfetten
Faktorsynthese Regulation der Gefäßweite, Gerinnung

Neben der Expression von verschiedenen Rezeptoren synthetisieren Endothelzellen auch selbst eine Reihe von Faktoren. Dazu gehören Substanzen, welche an der Regulation der Weite von Gefäßen beteiligt sind ("Vasokine"). Dazu gehören beispielsweise Stickstoffmonoxid (NO, gefäßerweiternd) und Angiotensin II (gefäßverengend). Des Weiteren werden Stoffe freigesetzt, die an der Gerinnung beteiligt sind, wie beispielsweise Prostacyclin (Hemmer der Thrombozytenadhäsion).

Bei Gefäßverletzungen und entzündlichen Prozessen werden durch Endothelzellen Teile des Gerinnungssystems aktiviert, beispielsweise die Gerinnungsfaktoren IX, X, XII und Fibrin. Des Weiteren sezernieren Endothelzellen den von-Willebrand-Faktor.

Eine weitere wichtige Funktion ist der Abbau von Blutfetten. Endothelzellen exprimieren zum einen LDL-Rezeptoren und dermöglichen damit die Endozytose, den Abbau und die Transzytose von LDL. Zum anderen exprimieren sie das Enzym Lipoproteinlipase, das Triglyceride von VLDL trennt.

Venen

Venen besitzen den eingangs beschriebenen dreischichten Aufbau, allerdings ist die Schichtung weniger scharf getrennt und die Tunica media ist häufig aufgelockert. Die Wand der distalen Venen ist dicker und muskelreicher als die der proximalen, weil sie einem höheren Druck standhalten müssen. Jedoch beträgt auch dieser höhere Druck nur etwa 5 bis 10% der Drücke in Arterien.

Venöse Wände sind insgesamt sehr gut dehnbar. Aufgrund dieser physikalischen Eigenschaften können große Mengen an Blut im venösen System gespeichert werden. Rund 2/3 des gesamten Blutes befinden sich im venösen Netz, aber nur etwa 10% im arteriellen System. Der Rest befinden sich in Organen.

Neben dem Bluttransport dienen Venen damit der Blutspeicherung. Weil ein großer Teil des Blutes im venösen System gespeichert wird, dient es auch als Wärmespeicher.

Anders als Arterien besitzen Venen der Extremitäten Taschenklappen, die aus Duplikaturen der Tunica media gebildet werden. Die Klappen wirken wie Ventile, die den Blutstrom nur in eine Richtung befördern und verhindern so einen Rückfluss des Blutflusses nach distal. In der Regel liegen zwei oder drei Taschenklappen gegenüber, mitunter liegt auch nur eine Klappe vor. Ein Defekt von Venenklappen geht unbehandelt mit einer Vielzahl von Folgeerkrankungen einher. 

Während die Triebkraft hinter dem Blutfluss des arteriellen Systems durch die Systole des Herzens bedingt ist, fehlt diese Krafteinwirkung auf die Venen. Der Rückstrom des Blutes geschieht daher über andere Mechanismen:

  • Sogwirkung des Herzens
  • Vis a tergo (Triebkraft von hinten): der vom Herzen getriebene Blutdruck übt auch am Ende des Kapillarbetts noch rund 15 mmHg aus
  • Atembewegungen: diese wirken als Triebkraft durch einen Unterdruck, der einen Sog erzeugt
  • hydrostatischer Druck: Blut aus Kopf und Hals oberhalb der Herzebene wird durch die Schwerkraft in Richtung Herz getrieben
  • arteriopulsatorisches System: die meisten Arterien werden von Venen begleitet, wobei sich beide eine gemeinsame Bindegewebshülle teilen – die über die Arterie erzeugte Pulswelle, wenngleich gegenläufig, wirkt in Form eines "Auspressdruckes" auf den venösen Blutfluss, der wegen der venösen Klappen nur in eine Richtung führt
  • Muskel-Pumpe: viele Venen verlaufen mit oder zwischen Muskeln, daher führt die Kontraktion von Muskeln – ähnlich dem arteriopulsatorischen System – zum Auspressen der Venen in Richtung Herzen

Die Anatomie und Funktion der Blutgefäße stehen in engem Zusammenhang mit der Anatomie von Herz und Lunge sowie dem Herz-Kreislauf-System. Die folgenden Lernmaterialien geben dir hierzu einen umfassenden Überblick:

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