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


Ein stabiler Kreislauf ist Voraussetzung für die Funktion von Zellen und Geweben, da er die Versorgung mit Sauerstoff, Nährstoffen, Signalstoffen usw. sowie den Abtrsnaport von Kohlendioxid und Metaboliten sichert. Wichtigstes Beispiel: 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.

Das Blut besteht fast zur Hälfte aus Zellen (Hämatokrit). Damit es dennoch leicht durch Gefäße gelangt, müssen die Zellen (=Blutkörperchen) flexibel sein: Insbesondere die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) sind enorm verformbar - sie haben keinen Zellkern und eine speziell verstärkte Zellmembran, die den ständigen Verformungskräften in der Strömung für ihre Lebensdauer von mehreren Monaten standhält. Sie können sogar durch Kapillaren fließen, die enger sind als ihr Ruhedurchmesser (≈7µm).

Hämorheologie untersucht die Fließfähigkeit des Blutes. Diese ist im Normalfall hoch, muss aber plötzlich abnehmen, wenn Blut aus verletzten Gefäßen austritt, um den Blutverlust gering zu halten (Blutstillung, Hämostase). Dann erfolgt Vasokonstriktion (Gefäßkomponente), Verklumpung von Thrombozyten (Plättchenkomponente) und Bildung eines Fibrinnetzes (Gerinnungskomponente). Heilt die verletzte Stelle später wieder zu, wird das Fibringerinnsel enzymatisch entfernt (Fibrinolyse).

Erythrozyten (5 Millionen / µl Blut) verbleiben im Kreislauf, Leukozyten (weiße Zellen, 4-8 Tausend / µl) dagegen benutzen den Blutkreislauf nur hin und wieder als "Highway" und treten rasch wieder in das Gewebe aus, wo sie ihre Immunaufgaben erfüllen. Die Mehrzahl sind Granulozyten (vor allem "neutrophile"), etwa 30% Lymphozyten. Blutplättchen (Thrombozyten, ≈0,3 Millionen/µl Blut) sind kleine, kernlose Zellfragmente.

Der arterielle Blutdruck ist die treibende Kraft für die Durchblutung aller Organe und wird aufwendig reguliert. Die Pumpleistung des Herzens (Herzzeitvolumen) und der Fließwiderstand am Ende des Arteriensystems (peripherer Gefäßwiderstand) bestimmen seine Größe: Druck ist Strömung mal Widerstand.

Hämodynamik befasst sich mit Blutvolumen, Druck und Strömung im Kreislauf. ≈60% des Blutes ist extrazelluläre Flüssigkeit (Blutplasma), die relativ hohe (70 g/l) Konzentration an Eiweiß (Plasmaprotein) ist wichtig für Transport z.B. fettlöslicher Stoffe, kolloidosmotischen Effekt, Pufferung (pH-Stabilisierung), Abwehr (z.B. Antikörper), Gerinnbarkeit und andere enzymatische Aktivitäten. Ein Gramm Hämoglobin der Erythrozyten kann bis zu 1,34 ml Sauerstoff binden, abhängig von dessen Partialdruck. Gewebe mit intensivem Energiestoffwechsel nehmen dem Hämoglobin besonders viel Sauerstoff ab. Bei körperlicher Belastung nimmt der Sauerstoffumsatz stark zu, bei Hochtrainierten bis >20-fach. Die Ausschöpfung des Hämoglobins ist bis 4-fach erhöht (von ≈25% auf fast 100%), es nimmt auch das Herzzeitvolumen zu (bis ≈6-fach).

In der Mikrozirkulation werden O2 und CO2 ausgetauscht (Hämoglobin beteiligt sich auch am CO2-Transport), weiters Stoffe, 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 zurück zum Blutkreislauf gelangt die Lymphe durch Lymphknoten, immunologische Kontrollstationen, die an strategisch wichtigen Punkten überall im Körper positioniert sind.

© H. Hinghofer-Szalkay