Mikrozirkulation (Kapillaren und Austauschgefäße)

Die Mikrozirkulation ist das terminale Netzwerk der kleinsten Blutgefäße, in dem der Austausch von Gasen, Nährstoffen, Wasser und Abfallprodukten zwischen Blut und Gewebe stattfindet. Sie umfasst Arteriolen, Kapillaren und Venulen, wobei die dünnwandigen Kapillaren als die primären Austauschgefäße dienen. Ihre Endothelauskleidung, die von einer Glykokalyx bedeckt ist, reguliert die Bewegung von Flüssigkeit und gelösten Stoffen durch die Gefäßwand.

Definition

Die Mikrozirkulation ist das Netzwerk von Arteriolen, Kapillaren und Venulen, durch das Blut Gase, Nährstoffe, Flüssigkeit und Abfallprodukte mit dem umgebenden Gewebe austauscht; die Kapillaren, ausgekleidet mit einer einzigen Endothelschicht und ihrer Glykokalyx, sind der Hauptort des Austauschs.

Scope

Dieses Thema behandelt die strukturellen Komponenten des mikrovasculären Netzwerks (Arteriolen, Kapillaren und postkapilläre Venulen), die Typen des Kapillarendothels (kontinuierlich, fenestriert und diskontinuierlich), die endotheliale Glykokalyx und die anatomische Grundlage des transkapillären Flüssigkeitsaustauschs. Es behandelt die mikrovasculäre Struktur als anatomische und physiologische Referenz und nicht als klinisches Management.

Core questions

• Welche Gefäße bilden die Mikrozirkulation und wie sind sie angeordnet?
• Wie unterscheiden sich kontinuierliche, fenestrierte und diskontinuierliche Kapillaren?
• Was ist die endotheliale Glykokalyx und wie beeinflusst sie den Austausch?
• Wie steuert die Struktur der Kapillarwand die transkapilläre Flüssigkeitsbewegung?

Key concepts

• Arteriolen, Kapillaren und Venulen
• Kontinuierliche Kapillaren
• Fenestrierte Kapillaren
• Diskontinuierliche (sinusoidale) Kapillaren
• Endotheliale Glykokalyx
• Transkapillärer Austausch
• Revidiertes Starling-Prinzip
• Perizyten

Mechanisms

Blut, das in die Mikrozirkulation gelangt, fließt von Arteriolen, die den Zufluss regulieren, in Kapillaren, die von einer einzigen Endothelschicht ausgekleidet sind; der Kapillartyp bestimmt die Permeabilität, wobei kontinuierliches Endothel am wenigsten durchlässig ist, fenestriertes Endothel den Durchtritt von mehr Wasser und kleinen gelösten Stoffen ermöglicht und diskontinuierliches (sinusoidales) Endothel den Durchtritt größerer Moleküle und Zellen erlaubt (Standring, 2020). Eine Oberflächenglykokalyx bedeckt das Endothel und fungiert als molekulares Sieb, das den Flüssigkeits- und Stoffaustausch prägt (Reitsma, 2007; Becker, 2010). Die transkapilläre Flüssigkeitsbewegung wird durch das Gleichgewicht von hydrostatischem und onkotischem Druck über die Wand hinweg gesteuert, wobei der Glykokalyx-modifizierte subglykokalyxale Raum zum revidierten Starling-Prinzip führt (Levick & Michel, 2010). Flüssigkeit, die in das Interstitium filtriert und nicht resorbiert wird, wird von den Lymphgefäßen gesammelt (Wiig, 2012).

Clinical relevance

Die mikrovasculäre Anatomie ist die Grundlage für das Verständnis der Gewebeperfusion, der Ödembildung und der Kapillarpermeabilität sowie für die Erkenntnis, wie die Glykokalyx zur vaskulären Barrierefunktion beiträgt. Dieser Eintrag beschreibt die normale mikrovasculäre Struktur und den Austausch als Bildungsreferenz und bietet keine diagnostische oder Behandlungsanleitung für Einzelpersonen.

Evidence & guidelines

Die hierin enthaltenen strukturellen Beschreibungen basieren auf einer anatomischen Standardreferenz (Standring, 2020), wobei die Physiologie des Kapillaraustauschs und der Glykokalyx aus Übersichten über den mikrovasculären Flüssigkeitsaustausch (Levick & Michel, 2010), die endotheliale Glykokalyx (Reitsma, 2007; Becker, 2010) und die interstitielle Flüssigkeits- und Lymphbildung (Wiig, 2012) stammen. Als strukturelles und physiologisches Thema stützt es sich auf Konsensübersichten und nicht auf klinische Leitlinien.

History

Ernest Starling schlug 1896 vor, dass das Gleichgewicht von hydrostatischem und onkotischem Druck den Flüssigkeitsaustausch durch Kapillarwände steuert, und August Kroghs Arbeit zu Beginn des 20. Jahrhunderts charakterisierte die Kapillarstruktur und -rekrutierung. Die spätere Anerkennung der endothelialen Glykokalyx als Determinante der Permeabilität führte zu einer Revision von Starlings Hypothese (Levick & Michel, 2010).

Debates

Wie sollte der transkapilläre Flüssigkeitsaustausch modelliert werden?

Das klassische Starling-Modell, bei dem am arteriellen Ende filtrierte Flüssigkeit am venösen Ende resorbiert wird, wurde revidiert, um die endotheliale Glykokalyx und den subglykokalyxalen onkotischen Gradienten zu berücksichtigen, was das Verständnis der Resorption verändert.

Key figures

• Ernest Starling
• J. Rodney Levick
• Charles Michel
• August Krogh

Seminal works

• levick-michel-2010
• reitsma-2007

Frequently asked questions

Warum sind Kapillaren der Hauptort des Austauschs im Kreislauf?

Kapillaren haben Wände, die nur eine Endothelzelle dick sind, und weisen eine sehr große Gesamtoberfläche auf, sodass Gase, Nährstoffe, Wasser und Abfallprodukte über die kürzestmögliche Distanz zwischen Blut und Gewebe diffundieren oder filtern können.

Was ist die endotheliale Glykokalyx?

Es ist eine gelartige Schicht aus Glykoproteinen und Proteoglykanen, die die luminale Oberfläche des Endothels bedeckt und als molekulares Sieb fungiert, das die Kapillarpermeabilität und den Flüssigkeitsaustausch beeinflusst.