Eine Reise durch die Physiologie

VI.       VII. Transport im kardiovaskulären System (Kreislauf, Blut, Lymphe)       VIII.

Hämodynamische Prinzipien (Volumen, Druck, Strömung, Widerstand)

Physiologie des Venensystems, Regulation des venösen Rückstroms

Zusammensetzung und Eigenschaften des Blutes

Hämostase, Blutgerinnung, Fibrinolyse

Atemgastransport im Blut; Hämatopoese

Physiologische Einflüsse auf das Resultat von Blutuntersuchungen

Physiologie der Mikrozirkulation und des Interstitiums, lymphatischer Transport

Dynamik der Blutströmung, Blutviskosität

'Plasmaproteine', ödemverhindernde Mechanismen

Perfusion von Organen und Geweben

Untersuchung der Kreislauffunktion


Panta rhei. Ein stabiler und anpassungsfähiger Blutkreislauf ist Voraussetzung für intakte Funktion von Zellen und Geweben: Nur wenige Sekunden unterbrochener Hirndurchblutung, und schon treten Verwirrung, Kreislaufkollaps und Bewusstlosigkeit auf. Unterbrechung der zerebralen Perfusion über wenige Minuten führt zu schweren, teils irreversiblen Schäden am Nervensystem. Und chronische Veränderungen können - auch wenn sie zunächst unauffällig bleiben - fatale Konsequenzen haben.

Damit das Blut - fast zur Hälfte aus Zellen bestehend - auch richtig durch die Gefäße fließen kann, muss es über sehr flexible Bestandteile verfügen: Insbesondere die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) sind enorm verformbar (sie haben keinen Zellkern, aber eine speziell verstärkte Zellmembran). Dadurch ist es ihnen möglich, trotz eines Ruhedurchmessers von 7 µm durch Mikrogefäße zu fließen, die enger sind. Hämorheologie befasst sich mit Fragen der Fließfähigkeit des Blutes. Diese Fließfähigkeit muss in Situationen, wo Blut aus verletzten Gefäßen austritt, radikal abnehmen: Bei diesem als Blutstillung (Hämostase) bezeichneten Vorgang kommt es - außer Vasokonstriktion (Gefäßkomponente) - zu Verklumpung von Thrombozyten (Plättchenkomponente) und Bildung eines Fibrinnetzes (Gerinnungskomponente). Das Fibringerinnsel ist eine Übergangsmaßnahme; heilt die verletzte Stelle wieder zu, wird das Gerinnsel enzymatisch entfernt (Fibrinolyse).

Während Erythrozyten ihre gesamte Lebensdauer im Kreislauf verbringen, sind hier Leukozyten (weiße Zellen) nur vorübergehend Passagiere: Sie benutzen das Blut als Autobahn und treten rasch wieder aus dem Kreislauf in das Gewebe über, wo sie ihre Immunaufgaben erfüllen. Während ein µl Blut etwa 5 Millionen Erys enthält, zählt man in diesem Volumen nur 4-8 Tausend Leukozyten. Davon sind die Mehrzahl Granulozyten (vor allem "neutrophile"), etwa 30% Lymphozyten. Blutplättchen sind viel kleiner (und kernlos), es sollten sich ca. 0,3 Millionen/µl Blut finden.

Eine primär regulierte Größe im kardiovaskulären System ist der arterielle Blutdruck. Seine besondere Bedeutung liegt darin, dass er die treibende Kraft für die Durchblutung aller Organe ist. Motor zur Aufrechterhaltung des Blutdrucks ist die Pumpleistung des Herzens einerseits, und der Fließwiderstand am Ende des Arteriensystems (der periphere Gefäßwiderstand) andererseits: Druck ist Strömung (=Herzzeitvolumen) mal Widerstand.

Das Blutvolumen ist eine Basisgröße der Hämodynamik (diese befasst sich mit Volumen, Druck und Strömung im Kreislauf): Für adäquate Füllung der Blutgefäße ist ein entsprechendes Volumen erforderlich. Da Blut fast zur Hälfte (≈40%: Hämatokrit) aus Erythrozyten besteht, sind deren Bildung (Eryhropoese), Lebensdauer (≈120 Tage) und Abbau (Hämolyse) auch volumenrelevant. ≈60% des Blutes ist extrazelluläre Flüssigkeit (genannt Blutplasma) und ist entsprechend zusammengesetzt (kochsalzreich). Die relativ hohe (70 g/l) Konzentration an Eiweiß (Plasmaprotein) - großteils hepatogen - ist wichtig für Transport (z.B. fettlöslicher Stoffe), kolloidosmotischen Effekt (Flüssigkeit bleibt trotz Blutdrucks im Kreislauf), Pufferung (pH-Stabilisierung), Abwehr (z.B. Antikörper), Gerinnbarkeit und andere enzymatische Aktivitäten.

Eine besonders hervorstechende Aufgabe des Blutes ist die kontinuierliche Versorgung des Körpers mit Sauerstoff. Das Protein Hämoglobin, der rote Blutfarbstoff der Erythrozyten, übernimmt diese Funktion: 1 Gramm Hämoglobin kann bis zu 1,34 ml O2 binden - abhängig vom Sauerstoffpartialdruck (O2-Bindungskurve): In der Lunge (pO2 > 100 mmHg) wird das Transportvermögen voll ausgeschöpft, die Erythrozyten bringen den Sauerstoff ins Gewebe, wo umso mehr O2 vom Hämoglobin abspringt, je niedriger der pO2 ist. Besonders gut ist die Ausschöpfung in Gewebe, das einen intensiven Energiestoffwechsel hat - insbesondere hochaktive quergestreifte Muskulatur. Bei Ausbelastung des Körpers nimmt der Sauerstoffumsatz stark zu, bei Hochtrainierten mehr als 20-fach; in dieser Situation ist nicht nur die Ausschöpfung des Hämoglobins bis 4-fach erhöht (niedriger pO2 im zum Herzen zurückkehrenden venösen Blut), es nimmt auch das Herzzeitvolumen zu (bis etwa 6-fach).

In der Mikrozirkulation (Kapillaren und angrenzende Kleingefäße) findet der Austausch nicht nur von Sauerstoff und dem Stoffwechsel-Verbrennungsprodukt CO2 statt (Hämoglobin beteiligt sich auch am CO2-Transport), sondern auch von verschiedensten Mikromolekülen, die der Versorgung, Informationsübertragung, Elektrolythomöostase, pH-Pufferung etc. dienen. Flüssigkeit wird durch die Gefäßwände gepresst (Filtration) und wieder zurückgewonnen (Resorption), getrieben vom Blutdruck einerseits, dem kolloidosmotischen Effekt der Plasmaproteine andererseits (Filtrationsgleichgewicht).

Ein Teil der filtrierten Flüssigkeit gelangt dabei - zusammen mit einigem Plasmaprotein - in das Interstitium (Raum zwischen Gefäßen und Zellen) und wird von hier durch das Lymphgefäßsystem abtransportiert (andernfalls treten Lymphödeme auf). Beim Weg zum Venenwinkel, also zurück zum Blutkreislauf, passiert diese Flüssigkeit Lymphknoten; das sind immunologische Kontrollstationen, die an strategisch wichtigen Punkten überall im Körper positioniert sind.

© H. Hinghofer-Szalkay