Kapillaren: Die Austauschschnittstelle des Kreislaufsystems
Kapillaren (5–10 µm Durchmesser, Endothel-Monoschicht) sind der Ort, an dem Blut auf Gewebe trifft. Sechs Schlüsselaustauschfunktionen finden hier statt.
1. Gasaustausch (O₂ und CO₂)
- O₂ diffundiert von RBCs → Plasma → Interstitium → Zellen (getrieben von PO₂-Gradient).
- CO₂ diffundiert Zellen → Kapillaren → transportiert als HCO₃⁻ (70 %), Carbamino-Hb (23 %), gelöst (7 %).
- Ermöglicht durch dünne Wände, große Oberfläche, langsamen Fluss (0,3 mm/s).
2. Nährstofflieferung
- Glucose, Aminosäuren, Fettsäuren (albumin-gebunden), Vitamine, Mineralien.
- Transzytose (vesikulärer Transport) für größere Moleküle (Insulin, Lipoproteine).
- Insulin verbessert Kapillarerekrutierung & GLUT4-Translokation.
3. Abfall- und Toxinentfernung
- Stoffwechselabfälle: Laktat, Harnstoff, Kreatinin, Harnsäure.
- Toxine, Medikamente → Leber (Porta hepatis) / Nieren.
- CO₂ → Lunge.
4. Hormon- und Signalmolekülverteilung
- Endokrine Hormone (Insulin, Schilddrüse, Kortisol usw.).
- Parakrine/autokrine Faktoren, Zytokine, Exosomen.
- Schnelle Equilibrierung mit dem Interstitium.
5. Immunüberwachung
6. Flüssigkeits- und Solventaustausch (Starling-Kräfte)
- Hydrostatischer Druck (Pc): Drückt Flüssigkeit heraus (arterielles Ende ~35 mmHg).
- Onkotischer Druck (πc): Zieht Flüssigkeit hinein (Albumin ~25 mmHg).
- Nettofiltration: Arterielles Ende nach außen; venöses Ende nach innen (Pc ~15 mmHg).
- Lymphbahnen: Leiten überschüssige Interstitialflüssigkeit (2–4 L/Tag) + Proteine zum Venensystem zurück.
- Ungleichgewicht → Ödem (↑Pc: Herzinsuffizienz; ↓πc: Nephrotisches Syndrom, Leberversagen; ↑Permeabilität: Sepsis).
Klinische Relevanz
- Schock: Kapillarleck, Fehlverteilung.
- Diabetes: Basalmembrandickung, Perizytverlust → Mikroangiopathie.
- Entzündung: Histamin, VEGF ↑ Permeabilität.
- Tumorangiogenese: chaotische, undichte Kapillaren.
Kapillaren sind keine passiven Rohre – sie sind dynamische, regulierte Austausch-Einheiten, die für die Homöostase jedes Gewebes essenziell sind.
