Kapillare

Hauchdünne „Haar„-Gefäße

 

Kapillaren sind klein und mit freiem Auge nicht sichtbar. Man kann sie nicht wirklich in eine bestimmte Kategorie stecken. Sind sie Arterien oder Venen? Sie kommen im Blut-Kreislauf, sowie im Lymphsystem vor. Und doch sind sie essenziell für das Wohlbefinden des menschlichen Körpers. Die Bezeichnung Kapillare kommt vom lateinischen Wort capillus, das Haar bedeutet. Daher kommt das Synonym Haargefäß, welches oft für Kapillaren angewandt wird. Ohne dem Stoffaustausch der Kapillaren würden ganze Körperregionen absterben. Nun, was hat es allerdings mit Kapillaren und Diabetes-Patienten auf sich? Diese und weitere Fragen zum Thema möchte der folgende Text beantworten.

 

Was sind Kapillaren?

 

Man unterscheidet grundsätzlich Blutkapillaren von Lymphkapillaren.

 

Blutkapillaren

 

Unter Kapillaren versteht man die feinsten Verästelungen und kleinsten Enden der Arterien, bzw die kleinsten und dünnsten Venenverästelungen. Sie bilden den Übergang von der Arterie zur Vene und stellen sozusagen den Marktplatz für den Stoffaustausch dar. Beispielsweise werden

 

  • Aminosäuren
  • Kohlendioxid
  • Nährstoffe
  • Proteine
  • Sauerstoff und
  • Stoffwechselprodukte

 

zwischen dem Blut in den Kapillaren und den umliegenden Zellen ausgetauscht. Da in den Arterien sauerstoffreiches Blut und den Venen sauerstoffarmes Blut fließt, sind die Kapillaren der Ort, wo Sauerstoff an das Gewebe abgegeben wird, während Kohlenstoffdioxid vom umliegenden Zellgeflecht aufgenommen wird.

 

Während der Embryonalentwicklung bilden sich die Kapillaren im Rahmen der sogenannten Vaskulogenese neu. Später im Zuge des Wachstums entstehen Kapillaren durch Spaltung und Sprossung anderer Blutgefäße. Diesen Prozess nennt man Angiogenese.

 

Lymphkapillaren

 

Lymphkapillaren bilden den kleinsten Ausgangspunkt des Lymphsystems. Sie bestehen aus einem einfachen und flachen Endothel. Lücken im Endothel erlauben es der Gewebsflüssigkeit in die Lymphkapillare einzufließen, was die Bündelung der Flüssigkeit in dem System möglich macht. Denn aus den Kapillaren geht der Weg der Lymphe weiter in die großen Lymphgefäße, welche schließlich in den Lymphknoten münden.

 

Weiters können durch diese Endothellücken Zellen, Fremdkörper oder Proteine in die Kapillare eindringen. Auf diese Art und Weise kommen Leukozyten, Antikörper, aber auch Bakterien ins Lymphsystem. Die einzelnen Zellen des Endothels überlappen einander in Form von Ausstülpungen, die durch einen körpereigenen Kitt zusammenhalten. Lymphkapillaren weisen mit 30 bis 50 Mikrometern einen weit größeren Durchmesser als Blutkapillaren auf.

 


 

Funktionen & Aufgaben

 

Auch wenn Kapillaren noch so klein sind, ist ihre Menge doch beeindruckend. So entspricht die Länge aller Kapillaren des Körpers eines Erwachsenen 40.000 km. Kapillaren entsprechen einer Schleuse zwischen Arterien und Venen, sie sorgen für das „richtige“ Blut im rechten Blutgefäß. Sie transportieren ebenfalls Blut und sind der Teil des Blutsystems, der effektiv die Aufgabe inne hat, das Körpergewebe mit Nährstoffen und Sauerstoff zu versorgen und zusätzlich Abfallprodukte, wie Kohlenstoffdioxid aus den Zellen abzutransportieren und an Ausscheidungsorgane weiterzuleiten.

 

Die Kapillarwände sind semipermeabel und lassen damit gefiltert bestimmte Stoffe ins Gewebe hinein, während andere nur hinaus können. Kommt das nährstoffreiche Blut am arteriellen Schenkel der Kapillare an, so werden Flüssigkeit und kleine molekulare Verbindungen durch den arteriellen und hydrostatischen Druck aus der Bahn in die Zellzwischenräume gepresst.

 

Im venösen Schenkel übersteigt der osmotische Druck den Druck der Gravitationskraft der Flüssigkeiten, was dazu führt, dass ein erneuerter Austausch, diesmal in Richtung Kapillare der ausgewrungenen Flüssigkeit stattfindet.

 

Das Kapillarnetz ist allerdings nicht überall gleich dicht angesetzt. Die Dichte des Netzes hängt maßgeblich vom Sauerstoffbedarf des beteiligten Gewebes ab. Gehirn, Herz, sowie Skelettmuskulatur haben einen hohen Stoffwechselgrad und brauchen deshalb sehr viele Kapillaren. Hornhaut, Knorpel, Horngebilde, Ephitelien oder die Augenlinse sind im Vergleich dazu überhaupt nicht mir Kapillaren versorgt.

 

  • Abtransport von Abfallstoffen
  • Transport von Blut
  • Versorgung von Zellen
  • Schleuse zwischen Arterien und Venen

 

Diffusion & Osmose

 

Unter Diffusion versteht man die Vermischung von Stoffen durch ihre natürliche Teilchenbewegung. Ein gutes Beispiel dafür ist ein Glas Wasser, in das mit einer Pipette Tropfen für Tropfen ein Sirup hineingeträufelt wird. Anfangs sieht man den Farbunterschied noch deutlich, aber nach einiger Zeit hat sich der Sirup so im Wasser verteilt, dass die Verfärbung des Wassers gleichmäßig aussieht und das Glas Saft durchwegs gleich süß schmeckt. Bei Sirup ist dies allerdings ein recht langer Prozess, der viel Geduld erfordert, was durch Umrühren wesentlich beschleunigt werden kann.

 

Diffusion bezweckt immer den Ausgleich von Konzentrationsunterschieden um einen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Osmose hingegen bedeutet Diffusion durch eine selektiv permeable, also teildurchlässige, Membran. Hierbei kann der Gleichgewichtszustand nur bei jenen Stoffen erreicht werden, für die die trennende Membran durchlässig ist.

 


 

Anatomie & Aufbau

 

 

Blut, das vom Herzen ausgestoßen wird, fließt zuerst über die Aorta in verschiedene Arterienverzweigungen. Nach und nach verzweigen sich die Arterien zu kleineren Arteriolen und werden schließlich zu Kapillaren. Am weiteren Weg des Blutes gelangt es nachdem es die Kapillaren passiert hat, in die Venolen, die in größere Venen münden und schließlich wieder zum Herzen.

 

Die dünnen Haargefäße bestehen statt den drei Schichten einer Arterienwand Tunica intima, Tunica media und Tunica advetitia lediglich aus zwei unterschiedlichen Zelltypen, den Endothelzellen, die gewissermaßen die Intima darstellen, und den Perizellen, welche ziemlich durchlässig für allerhand Stoffe sind. Sie weisen keinerlei Muskelfasern auf, ganz im Gegensatz zu den großen Arterien.

 

Der Durchmesser solcher Kapillaren beträgt in etwa 6 Mikrometer und sie sind zwischen 0,5 und einem Millimeter lang. Die roten Blutkörperchen, die einen größeren Durchmesser haben, müssen sich verformen um von der Arterie in die Vene zu gelangen. Das gesamte feine Netzwerk an Kapillaren wird Kapillarnetz genannt.

 

Denn Kapillaren sind in der Regel keine Einzelgänger. Sie kommen stets in der Gruppe vor. Je nach dem wie hoch der Stoffwechselgrad des Organs ist, desto dichter oder weniger dicht ist das Kapillarnetz, das es umgibt. Man kann allgemein sagen, dass die Dichte des Kapillarnetzes, auch Kapillarbett genannt, den Durchschnitt des Stoffwechsels aufweist.

 

Innerhalb des Kapillarbetts eines Organs kann man „echte“ Kapillaren von anderen unterscheiden. Denn eine echt Kapillare erfüllt nach aller Logik ihre zweckmäßige Funktion, die sich im Stoffaustausch zeigt. Tatsächlich sind allerdings auch Kapillaren vorhanden, die als vasukärer Shunt bezeichnet werden. Sie sind äußerst kurz und verbinden eine Arteriole direkt mit einer Venole.

 

Wir unterscheiden drei in ihrer Bauweise verschiedene Arten an Kapillaren:

 

  • Diskontinuierliche Kapillaren
  • Fenestrierte Kapillaren
  • Kontinuierliche Kapillaren

 

Diskontinuierliche Kapillaren

 

Diskontinuierliche Kapillaren haben weder ein durchgehendes Endothel noch eine undurchlässige Schicht an Perizyten. Sie finden sich in Organen wie Leber und Milz, sind aber auch im Knochenmark, in der Nebenniere und in Lymphknoten anzutreffen. Die Lücken dieser Kapillaren ermöglichen das austreten von Sekreten und den Austausch von ganzen Zellen, was beispielsweise im Knochenmark notwendig ist, wo die roten Blutkörperchen gebildet werden und dann eine Möglichkeit suchen ins Blutsystem zu gelangen.

 

Fenestrierte Kapillaren

 

Fenestrierte Kapillaren, auch gefensterte Kapillaren genannt, weisen durch ein löchriges Endothel Poren auf, die sich dadurch definieren, dass die Kapillare an diesen Stellen lediglich durch eine dünne Perizytenschicht vom Gewebe getrennt ist. Durch die Poren können auch größere Proteine die Wand passieren. Diese Art an dünnen Blutgefäßen kommt im MagenDarm-Trakt, im Nervenknäuel der Nieren, in der Bauchspeicheldrüse sowie in endokrinen Drüsen vor.

 

Kontinuierliche Kapillaren

 

Kontinuierliche Kapillaren bezeichnen solche, die beide Zelltypen durchgehend aufweisen. Sie werden auch als „Kapillaren vom Muskeltyp“ bezeichnet. Sie kommen nämlich unter anderem in der Skelettmuskulatur, dem Zentralnervensystem, Herz, Haut und Lunge vor. Durch die Kapillarwände dieser Gefäßgruppe kommen nur sehr kleine Moleküle nicht draußen, da sie nicht sehr durchlässig sind.

 


 

Krankeiten, Beschwerden & Störungen

 

Es kann passieren, dass aus den Kapillaren Blut ins Gewebe austritt, wenn die Kapillaren zu fragil sind, oder ihre Durchlässigkeit gestört ist. Dieses Phänomen kann zur Ursache von Haut– und Schleimhautblutungen, sowie Ödemen werden. Werden die Kapillaren synchron zum Puls befüllt, was den Kapillarenpuls sichtbar macht, so kann dies ein Hinweis auf eine Aorteninsuffizienz sein.

 

Verletzte Kapillaren werden auf der Haut durch eine Rötung sichtbar. Häufig sieht man dies an der Wange oder auf der Nase. Diese Beschwerde hat allerdings keinen ernstzunehmenden Krankheitswert und ist eher als kosmetisches Problem einzustufen.

 

Die Verletzungen an den kleinen Blutgefäßen können durch zu viel Sonneneinstrahlung, schnelle Temperaturwechsel, Windzug im Gesicht und andere hautstrapazierenden Umstände begünstigt werden. Ebenfalls Muttermale können für die Rötung verantwortlich sein.

 

Sie entsteht durch zu schnelle Verengungen und/oder Weitung der Blutgefäße, die schließlich zu Brüchen in der Kapillarwand führt. Menschen mit dünner und sensibler Haut gelten als anfällig für diese Problematik. Tritt der Kosmetikfehler an zu auffälligen Stellen auf, kann man ihn mittels Laser-Therapie entfernen lassen.

 

Bedeutend bedenklicher äußert sich das Kapillarlecksyndrom, bei dem Blutplasma ins Gewebe austritt, was ohne Behandlung zu einem starken Abfall des Blutdrucks, ins Koma, zu Organversagen und im Ernstfall bis zum Tod führen kann. Typisch für das Kapillarlecksyndrom sind deshalb Zeiten sehr niedrigen Blutdrucks und enorm kleinen Blutvolumens und Ödeme.

 

Warum so viel Blut austritt, ist bis dato ungeklärt. Es handelt sich um unbekannte Veränderungen in der Gefäßwand. Das Plasma füllt unterschiedliche Körperhöhlen und durchsetzt nahes Muskelgewebe. Da die genaue Ursache ungeklärt ist, kann die Krankheit nicht ursächlich, sondern lediglich symptomatisch behandelt werden. Dabei sind die Überlebenschancen leider ziemlich gering. Allerdings kommt diese Krankheit kaum vor. Bis 2002 wurden lediglich 60 Fälle verzeichnet.

 

Bedeutung für die Labormedizin

 

Kapillarblut dient bei einigen medizinischen Tests als Untersuchungsmaterial. So wird bei Patienten, die an Diabetes leiden, zur Eingenkontrolle an der Fingerkuppe Kapillarblut herangezogen, welches eine Mischung aus arteriellem und venösem Blut darstellt und in der Regel einen leicht höheren Blutzuckerspiegel aufweist, als das venöse Blut, das vom Arzt untersucht wird.

 

Lungenemphysem

 

Eine der Hauptaufgaben der Kapillaren, die Versorgung des Körpers mit Sauerstoff bedingt eine gesunde Lunge. Denn zuerst wird der Sauerstoff aus der Atemluft über Lungenkapillaren aufgenommen, bevor er im ganzen Körper verteilt wird.

 

Hat man allerdings ein Lungenemphysem, so werden die Aveolenwände, von denen die Kapillaren ausgehen und die die einzelnen Lungenbläschen voneinander trennen, abgebaut. Dadurch verringert sich die Aufnahmefläche und es kommt weniger Sauerstoff über die Lungenkapillaren in den Körper.

 

Man merkt ein Lungenemphysem an schnell auftretender Atemonot bei körperlicher Belastung. Man kann auch durch blaue Lippen einen Sauerstoffmangel feststellen. Trommelschlägelfinger und Fassthorax sind zwei körperlich sichtbare Veränderungen, die durch ein weit fortgeschrittenes Lungenemphysem verursacht werden.

 

Allgemein wird man immer ausgelaugter, da der Sauerstoffmangel im gesamten Körper mit der Zeit chronisch wird, während man gegen die Entzündung zu kämpfen hat, die die Auflösung der Aveolarsepten bewirkt hat. Raucher bilden die größte Risikogruppe dieser Krankheit, weshalb die erste Therapie meist die Rauchentwöhnung ist.

 

Embolie

 

Eine Krankheit, die sich meist in den Arterien abspielt, unter gewissen Umständen aber bis in die Kapillaren vordringen kann, ist die Embolie. Dabei wird eine Ader durch ein Blutgerinsel, einen Fremdkörper, wie ein Stück eines Tumors oder sonst etwas verstopft.

 

Dadurch wird das dahinterliegende Gewebe nicht mehr mit Blut versorgt und kann im schlimmsten Fall sogar absterben. Ist der Gegenstand, der die Ader verstopft, klein genug um in die Kapillaren vorzudringen, so spricht man von einer kapillaren Embolie.

 

Typische Erkrankungen

 

  • Erhöhte Kapillarfragilität
  • Exudation
  • Störungen der Kapillarpermeabilität
  • Brüche in der Kapillarwand
  • Ödeme
  • Petechiale Blutungen
  • Fehlbildungen
  • Kapillarlecksyndrom (sehr selten)
  • Risse
  • Embolien
  • Lungenemphyseme
  • Thrombosen

 


 

Fragen & Antworten

Wie groß sind Kapillaren?

Zuerst muss man bei dieser Frage unterscheiden, welche Kapillaren gemeint sind. Lymphkapillaren weisen ein Lumen von 30 bis 50 Mikrometern auf, was weit mehr ist, als Blutkapillaren vorzuweisen haben. Denn diese haben nur ein durchschnittliches Lumen von 6 Mikrometern. Legt man alle Kapillaren eines ausgewachsenen Menschen aneinander ergibt sich eine Länge von 40.000 km, was nicht zu verachten ist.

 

Nur ist für diese große Summe die Menge an vielen kleinen Kapillaren ausschlaggebend und nicht die Länge der einzelnen Haargefäße. Denn eine echte Blutkapillare hat eine Länge zwischen 0,5 und einem Millimeter. Der vasukere Shunt ist allerdings noch kürzer als eine echte Kapillare.

Sind Kapillaren Arterien oder Venen?

Kapillaren sind genaugenommen eine dritte Form von Blutgefäßen im menschlichen Körper. Sie sind weder Arterien noch Venen, sondern bilden vielmehr den Übergang vom einen zum anderen. In ihrem Aufbau ähneln sie vermutlich eher den Venen als den Arterien, da die Arterien im herzfernen Bereich mit einer dicken Schicht an Muskelgewebe durchzogen sind und weitere zwei Wandschichten aufweisen.

 

Die Kapillaren dagegen bestehen lediglich aus zwei sehr dünnen Zellschichten und weisen absolut keine Muskelfasern auf. In den Kapillaren finden wir arterielles und venöses Blut gemischt vor, da in diesem Bereich das Blut vom arteriellen zum venösen Stadium umgestaltet wird. Kapillaren sind also in Wirklichkeit ein eigener Gefäßtyp, der außerdem als Schleuse zwischen den anderen beiden Gefäßen dient.

Wie gefährlich sind Krankheiten der Kapillaren?

Dies kommt ganz auf die Krankheit an. Denn die Spannweite reicht von harmlosen kosmetischen Problemen bis hin zu tödlichen Krankheiten. Sind Krankheiten an den Kapillaren also absolut unberechenbar? Nicht ganz, denn wir verfügen bereits über eine gut ausgebaute medizinische Diagnostik. Interessanterweise sind Störungen der Kapillaren, die an der Haut sichtbar werden meist nicht ganz so gefährlich.

 

Auf dünnem Eis befindet man sich erst bei Symptomen wie extrem Niedriger Blutdruck, kleines Blutvolumen, Ödeme, Organversagen oder Koma. Denn diese Beschwerden weisen auf ein Kapillarlecksyndrom hin, das mit hoher Wahrscheinlichkeit ohne Behandlung zum Tod führt.

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