Randstrom

Wussten Sie, dass es innerhalb eines einzelnen Blutgefäßes zu verschiedenen Fließgeschwindigkeiten verschiedener Blutbestandteile kommt? Und das einer der Ströme „Randstrom“ heißt? Eine Vielzahl von Krankheiten, u.a. auch Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems wie Schlaganfälle und Herzinfarkte, aber auch anscheinend rein ästhetische Probleme wie hervorstehende Äderchen haben in vielen Fällen etwas mit einer Störung des sogenannten Randstroms des Blutes zu tun.

Im folgenden Artikel erfahren Sie nicht nur, welche Krankheiten mit einem beeinträchtigten Randstrom verbunden sind, sondern auch, wie sie diesen positiv beeinflussen können.


 

Was ist ein Randstrom?

Der Begriff Randstrom, synonym wird auch der Begriff Plasmamantel verwendet, stammt aus dem Bereich der Angiologie, dem Teilbereich der Inneren Medizin, welcher sich u.a. mit Gefäßkrankheiten befasst. Da es beispielweise auch im Fachbereich der Geologie den Begriff Randstrom gibt, spricht man in der Medizin in der Regel vom „Randstrom des Blutes“. Dieser ist der Blutstrom nahe der Gefäßwand und besteht normalerweise aus Blutplasma ohne Erythrozyten (rote Blutkörperchen) und Leukozyten (weiße Blutkörperchen). Der Randstrom fließt wesentlich langsamer als der zentrale Blutstrom und verändert sich bei etwaigen Entzündungsreaktionen.

Beim Randstrom handelt es sich in der Medizin um ein Teilphänomen des sogenannten Fåhraeus-Lindqvist-Effekts. Aufgrund dieses Effekts entstehen in den Blutgefäßen zwei unterschiedliche Arten von Strömungen: Im Zentrum befindet sich der schnellfließende Axialstrom, in dem sich u.a. auch die Erythrozyten befinden. An den Gefäßwänden entsteht dagegen, aufgrund des Fåhraeus-Lindqvist-Effekts, ein plasmatischer Randstrom, der für die Blutkörperchen als eine Art Gleitschicht fungiert.

Während der Randstrom bei größeren Gefäßen nur einen geringen Teil des Blutstroms ausmacht, ist sein Anteil in kleineren Gefäßen von wesentlich größerer Bedeutung.

Fåhraeus-Lindqvist-Effekt

Der sogenannte Fåhraeus-Lindqvist-Effekt beruht u.a. auf der Fluidität bzw. Verformbarkeit der roten Blutkörperchen. Durch Scherkräfte nahe den Gefäßwänden kommt es zu einer Verdrängung von Erythrozyten in den zentralen Axialstrom, wodurch es zu einer zellarmen, allerdings plasmareichen Randströmung kommt. Dieser Plasmastrom scheint dabei als Gleitschicht zu fungieren, da das Blut hier leichter zu fließen scheint.

Aufgrund des Fåhraeus-Lindqvist-Effekts wird der Einfluss des Hämatokrits, also der Anteil der Erythrozyten am Volumen des Blutes, reduziert und der Reibungswiderstand an den Gefäßwänden von kleinen Blutgefäßen stark verringert.

Ganz anders sieht es bei dickeren Blutgefäßen aus. Hier fällt der Anteil des Randstroms wesentlich geringer aus, weswegen die Reibung zwischen den strömenden Blutzellen zunimmt. Dies führt u.a. zu einer höheren Blutviskosität, also einer stärker ausgeprägten Verdickung des Blutes.

In sehr engen Kapillaren, den kleinsten im Körper vorkommenden Blutgefäßen, steigt die Blutviskosität dagegen ebenfalls an, da sich die Erythrozyten nur bis zu einem gewissen Grad verformen lassen.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Fåhraeus-Lindqvist-Effekt mit dafür verantwortlich ist, dass die Blutviskosität, also Blutverdickung, in Gefäßen mit geringem Durchmesser deutlich niedriger ausfällt als in Gefäßen mit großem Lumen bzw. Durchmesser.


 

Funktion & Aufgabe

Auch wenn der Randstrom aufgrund der Scherkräfte nahe der Gefäßwände in allen Blutgefäßen einen Teil der Strömung ausmacht, ist er medizinisch vor allem in den Blutgefäßen mit geringem Durchmesser relevant. Hier sorgen die Scherkräfte nämlich für eine Umverteilung der einzelnen Blutbestandteile.

Bestandteile des Blutstroms

Das Blut besteht aus verschiedenen Partikeln, von denen die größten aufgrund der Scherkräfte an den Gefäßwänden in den wesentlich rascher fließenden Axialstrom im Gefäßzentrum einwandern. Dieser Vorgang wird auch als Migration bezeichnet.

  • Die Leukozyten bzw. weißen Blutkörperchen stellen die größten Blutbestandteile dar und finden sich nach der durch den Fåhraeus-Lindqvist-Effekt verursachten Migration im Zentrum des Axialstroms.
  • Die Erythrozyten bzw. roten Blutkörperchen, welche für den Sauerstofftransport innerhalb des Körpers verantwortlich sind, befinden sich etwas näher am Rand des Axialstroms.
  • Die Thrombozyten, kleine Blutplättchen, die bei der Blutgerinnung eine wichtige Rolle spielen, bewegen sich noch weiter am Rand des Axialstroms bzw. näher am Randstrom.
  • Das Blutplasma, in welchem kaum noch Blutkörperchen enthalten sind, befindet sich insbesondere in kleinlumigen Blutgefäßen, also solchen mit geringem Durchmesser, im Randstrom.

 

Bedeutung des Randstroms

Die Gesetze der Hämodynamik bestimmen den Blutfluss, welcher vor allem von Gefäßwiderstand, Blutdruck und Blutviskosität beeinflusst wird.

Die Blutviskosität wird insbesondere von der Strömungsgeschwindigkeit des Blutes bestimmt, nimmt allerdings bei langsamer Blutströmung zu. Besonders die Erythrozyten neigen u.a. bei gering ausfallenden Scherraten zur Aggregatbildung, lagern sich also aneinander an. Nimmt die Strömungsgeschwindigkeit wieder zu, brechen diese sogenannten Aggregate wieder auseinander und die Blutviskosität nimmt entsprechend ab. Auf diese Weise kommt es zu einem sprunghaften Fließverhalten, welches besonders in Zusammenhang mit den kleinlumigen Gefäßen eine Rolle spielt.

Durch die Randströmung wird die Fließgeschwindigkeit des Blutes dagegen erhöht und die Blutviskosität verringert. Da die Fließgeschwindigkeit des Randstroms stets langsamer ist als die des zentralen Axialstroms, ist mitunter auch von einem Doppelströmungsverhalten des Blutes die Rede. Je nach Größe des Durchmessers der jeweiligen Blutgefäße unterscheidet sich die Zusammensetzung von zentralem Axialstrom und Randstrom.


 

Krankheiten & Beschwerden

 

  • Sludge-Phänomen
  • Schock
  • Hyperviskositätssyndrom
  • Mikrozirkulationsstörungen
  • Arteriosklerose
  • Störungen des Fåhraeus-Lindqvist-Effekts

 

Sludge-Phänomen

Aufgrund krankhafter Veränderungen kann es vorkommen, dass sich in der Randströmung des Blutes vor allem Leukozyten befinden. Dies ist z.B. beim Sludge-Phänomen der Fall.

Das Wort Sludge stammt aus dem Englischen und bedeutet „Schlamm“ oder „Matsch“. Bei diesem Phänomen kommt es aufgrund von Mikrozirkulationsstörungen zu einer reversiblen Aggregatbildung (Zusammenlagerung) von Erythrozyten. Dies wird auch als „Geldrollenbildung“ bezeichnet. Aufgrund dieser sogenannten Geldrollenbildung lässt die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes nach und es kommt zu einer Minderversorgung des betroffenen Gewebes mit Sauerstoff oder auch zu Verstopfungen der Blutgefäße. Grund hierfür können z.B. ein Schock oder ein Hyperviskositätssyndrom sein.

Schock

Mit dem Begriff Schock bezeichnet man in der Medizin eine schwere Störung der Herz-Kreislauf-Regulation, welche stets akut auftritt. Unabhängig von der jeweiligen Ursache beruht die Störung auf einer Verminderung des im Körper zirkulierenden Blutvolumens und führt zu einer Minderdurchblutung lebenswichtiger Organe, wie z.B. der Lunge, und zu lebensgefährlichen Stoffwechselstörungen.

Ein Schockzustand zeichnet sich beim Patienten durch eine blasse, kalte Haut, einen kaum fühlbaren, aber beschleunigten Puls und rasch fallende Blutdruckwerte aus. Zudem treten in den meisten Fällen auch weitere Symptome, wie z.B. Angst, Atemnot und Bewusstseinstrübungen, auf.

Ein solcher Zustand kann u.a. durch große Blutverluste, eine Allergie (Anaphylaktischer Schock) oder einen Herzinfarkt ausgelöst werden. Um ein Kreislaufversagen zu verhindern, sind in solchen Fällen sofortige medizinische Maßnahmen wie z.B. eine Flüssigkeits- oder Blutzufuhr sowie eine Sauerstoffzufuhr oder Beatmung notwendig.

Hyperviskositätssyndrom

Beim Hyperviskositätssyndrom kommt es aufgrund einer erhöhten Blutviskosität zu Durchblutungsstörungen. Dies ist z.B. beim multiplen Myelom, einer Krebserkrankung, der Fall, bei der sowohl Knochen und Knochenmark in Mitleidenschaft gezogen werden. Auch eine Erhöhung des Hämatokrit, also des Anteil der Erythrozyten am Blutvolumen, kann zu Durchblutungsstörungen führen.

Folgende Symptome Sprechen für das Hyperviskositätssyndrom:

Parästhesien sind unangenehme bis hin zu schmerzhafte Körperempfindung wie z.B. Taubheit, Einschlafen der Glieder und Störungen der Kälte- und Wärmewahrnehmung, welche nicht durch entsprechende Reize ausgelöst werden.

Unter einer Angina Pectoris versteht man in der Medizin plötzlich einsetzende, manchmal stechende oder auch drückende Schmerzen, welche in den meisten Fällen auf der linken Seite des Brustkorbes auftreten und von dort oftmals auch in den linken Arm oder Unterkiefer ausstrahlen. In einigen Fällen verschwinden die Schmerzen nach einigen Minuten, in anderen halten sie an und werden u.a. von Übelkeit, Luftnot und Angst begleitet.

Ursache für eine Angina pectoris ist eine verminderte Durchblutung des Herzmuskels aufgrund verengter Herzkranzgefäße. Kommt es zu einer anhaltenden Mangelversorgung, z. B. durch einen Gefäßverschluss, stirbt Herzgewebe ab und es kommt zum sogenannten Herzinfarkt.

Mikrozirkulationsstörungen

Wird der Blutfluss innerhalb der kleinsten Blutgefäße eingeschränkt, so bezeichnet man diesen Vorgang als Mikrozirkulationsstörung. Solche Mikrozirkulationsstörungen führen in jedem Fall zu einer Beeinträchtigung der Sauerstoff- und Nährstoffversorgung der unterschiedlichen Körpergewebe.

Ursache für die Mikrozirkulationsstörungen ist entweder eine verminderte Durchblutung oder aber ein gestörter Stoffaustausch innerhalb der kleinsten Blutgefäße. Diese weisen einen Durchmesser von weniger als 100 µm auf.

Beeinflusst wird die Mikrozirkulation nicht nur von den Fließeigenschaften des Blutes, sondern auch vom Blutdruck und dem jeweiligen Gefäßdurchmesser. Diese Faktoren sind jedoch ständigen Änderungen unterworfen. So kann es beispielweise durch einen unzureichenden Abfluss in den Venen zu einer Rückstauung des Blutes und somit einer Störung der Durchblutung kommen.

Aufgrund solcher Mikrozirkulationsstörungen kommt es zu einer untypischen Strömungsverteilung der verschiedenen Blutkörperchen.

Symptomatischen Mikrozirkulationsstörungen können Teil folgender Krankheitsbilder sein:

  • Akute Entzündungsreaktionen
  • Periphere Arterielle Verschlusskrankheit (pAVK)
  • Koronare Herzkrankheit (KHK)
  • Tropischer Ulkus
  • Gangrän

 

Arteriosklerose

Manchmal befinden sich im Randstrom des Blutes viele Leukozyten. Wenn zudem die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes sinkt, können Leukozyten aus dem Randstrom an den Wänden der entsprechenden Blutgefäße haften bleiben. Dieser Vorgang ist jedoch reversibel und sobald die Fließgeschwindigkeit des Blutes sich wieder erhöht, werden die weißen Blutkörperchen wieder von den Gefäßwänden ab- und weitergespült.

Durch eine Arteriosklerose kann es allerdings zu einer Verkalkung der Gefäße kommen. Durch die Ablagerung diverser Blutbestandteile an den Gefäßwänden kommt es dann zu einer Verringerung des Gefäßdurchmessers, was wiederum Auswirkungen auf den Randstrom im entsprechenden Blutgefäß hat.

Störungen des Fåhraeus-Lindqvist-Effekts

Der Fåhraeus-Lindqvist-Effekt, welcher den Randstrom stark beeinflusst, kann durch verschiedene Faktoren gestört werden.

  • Störungen der Hämodynamik
  • Arteriosklerose
  • Gefäßbelastungen
  • Änderung der Zusammensetzung des Blutes (z.B. aufgrund von Flüssigkeitsmangel oder Medikamenten)
  • Genetisch bedingte Anomalien der roten Blutkörperchen (z.B. Sichelzellenanämie)
  • Stoffwechselerkrankungen
  • Eisen– oder Vitaminmangel

Allgemeine Störungen der Hämodynamik können z.B. von pathologischen Veränderungen innerhalb der Blutgefäße ausgelöst werden. Dies ist z.B. bei Erkrankungen wie der Arteriosklerose der Fall.

Durch extreme Gefäßbelastungen können in den Blutgefäßen Risse und damit Störungen sowohl des allgemeinen Blutflusses als auch des Fåhraeus-Lindqvist-Effekts verursacht werden. So können Einblutungen aufgrund von Rissen beispielweise die Bildung von Thromben begünstigen. Zudem verlieren die Blutgefäße zusehends an Elastizität und verhärten sich.

Da der Fåhraeus-Lindqvist-Effekt von der Zusammensetzung des Blutes beeinflusst wird, können diverse Veränderungen hier ebenfalls Störungen hervorrufen. Dies ist nicht nur bei Flüssigkeitsmangel, sondern auch bei der Einnahmeverschiedener Medikamente, z.B. Ovulationshemmern, der Fall.

Genetisch bedingte Anomalien der roten Blutkörperchen den Fåhraeus-Lindqvist-Effekt stören, wie es z.B. bei einer Sichelzellenanämie der Fall ist.

Auch Stoffwechselerkrankungen sowie ein Mangel an Eisen– oder Vitaminen hat negative Auswirkungen auf den Erythrozytenhaushalt, welcher wiederum den Fåhraeus-Lindqvist-Effekt und somit auch den Randstrom beeinflusst.


 

Fragen & Antworten zum Randstrom

 

Hat der Randstrom Auswirkungen auf mein Hautbild? 1

Für einen schönen Teint ist eine gute Durchblutung unabdingbar. In der Regel verhindert der Fåhraeus-Lindqvist-Effekt auch einen Blutstau in den Kapillaren, in denen der Randstrom wie beschrieben von besonderer Bedeutung ist. Kommt es allerdings zu einer Störung des Effekts bzw. des Randstroms, kann es u.U. zu einem Blutstau in den Kapillaren kommen. Dieser zeigt sich zunächst oftmals in Form von Hautrötungen oder hervortretende Äderchen – auch im Gesicht.

Welche Rolle spielt der Randstrom bei der Arteriosklerose?

Die Arteriosklerose, im allgemeinen Sprachgebrauch auch als Arterienverkalkung bezeichnet, ist eine Erkrankung der Blutarterien. In diesen wird sauerstoffhaltiges Blut vom Herzen zu den verschiedenen Organen transportiert, um diese ebenfalls mit Sauerstoff zu versorgen. Im Laufe der Erkrankung kommt es u.a. durch die Ablagerung von Kalk, Fetten und Blutgerinnseln an den Wänden der Blutgefäße zu einer Gefäßverengung. Aufgrund dessen kann es u.a. zu Herz-Kreislauf-Krankheiten wie Herzinfarkten und Schlaganfällen kommen.

Aufgrund des Randstroms fällt die Blutviskosität in kleinlumigen Blutgefäßen in der Regel gering aus. Nimmt der Gefäßdurchmesser jedoch weiter ab, nimmt die Blutviskosität wieder zu, da die Erythrozyten nur bis zu einem gewissen Grad verformbar sind. Durch die erhöhte Blutviskosität nimmt jedoch die Fließgeschwindigkeit des Blutes wieder ab, was zu einer erhöhten Aggregatbildung der Erythrozyten führt. Dies kann nun allerdings in Zusammenhang mit der Arteriosklerose zu einem sehr hohen Gesundheitsrisiko werden.

Welche Rolle spielt der Randstrom bei der Thrombose?

Thrombosen entstehen aufgrund eines gestörten Blutrückflusses, durch den sich an den Gefäßwänden sogenannte Thromben (Blutgerinnsel) bilden. Diese können u.a. entstehen, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes aus irgendeinem Grund verringert ist, eine Veränderung der Gefäßwände der Blutgefäße vorliegt oder das Blut eine erhöhte Gerinnungsneigung aufweist.

Da das Blut insbesondere in den Venen langsamer fließt als in den Arterien, entstehen Thrombosen in der Regel in den Venen. Diese Pfropfen in Form von Blutgerinnseln können nun die Venen verstopfen. Dies verhindert nicht nur einen Rückfluss des Blutes, sondern führt zudem zu einer Schädigung des Venensystems.

In diesen Fällen kann es aufgrund einer Thrombozytenaggregation zu einer Beeinträchtigung des Fåhraeus-Lindqvist-Effekts und somit des Randstroms kommen.


 

Unser Fazit zum Randstrom

Der Randstrom ist ein lebenswichtiger Bestandteil des Blutstroms, insbesondere in den engen Kapillaren, wo er einer Verdickung des Blutes und damit etlichen gesundheitlichen Störungen entgegenwirkt. Aus diesem Grund ist es in jedem Fall empfehlenswert, ihn durch eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr sowie die Aufnahme von genügend Eisen und Vitaminen zu stärken.

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