Blutgefäße

Beim Menschen und anderen Wirbeltieren gibt es drei Arten von Blutgefäßen: Arterien, Venen und Kapillaren. Arterien und Venen unterscheiden sich durch die Richtung des Blutflusses und nicht durch die Art des Blutes (belüftet oder unbelüftet), das sie enthalten. Arterien transportieren Blut vom Herzen zu den Geweben des Körpers; Venen führen es vom Gewebe zum Herzen zurück.

Kapillaren sind mikroskopisch kleine Gefäße, die sich in Geweben befinden und Arterien mit Venen verbinden. Nur durch die Wände der Kapillaren kann der Austausch von Nährstoffen, Gasen und Stoffwechselprodukten zwischen Blut und Gewebe erfolgen. Kapillaren haben extrem dünne Wände und bestehen aus einer einzigen Zellschicht – dem Endothel, das als Fortsetzung der Endothelauskleidung der Arterien auf der einen Seite und der Venen auf der anderen Seite dient.

Manche Kapillaren sind so klein, dass sich rote Blutkörperchen beim Durchgang durch sie biegen müssen. Die Wände von Arterien und Venen sind zu dick, als dass eine Diffusion durch sie stattfinden könnte; Sie bestehen aus drei klar unterscheidbaren Schichten: einer äußeren Bindegewebsmembran, einer mittleren Schicht aus glatten Muskelzellen und einer inneren Membran aus Endothel und Bindegewebe.

Die äußere Auskleidung enthält faseriges Gewebe, das der Arterie ihre Festigkeit und Fähigkeit verleiht, dem Innendruck standzuhalten, ihr aber auch ermöglicht, sich bei jedem Herzschlag auszudehnen und zusammenzuziehen. Die glatten Muskeln der mittleren Schicht verkleinern oder vergrößern durch Kontraktion oder Entspannung das Lumen (Hohlraum) der Arterie und regulieren dadurch die Blutmenge, die zu diesem Organ fließt.

Zusätzlich zur Endothelauskleidung enthält die Innenauskleidung der meisten Arterien eine starke innere elastische Membran, die den Wänden zusätzliche Festigkeit verleiht. Die Wände der Arterien werden von zwei Nervensystemen versorgt; Impulse, die von einem System geleitet werden, bewirken, dass sich die glatte Muskulatur zusammenzieht, und Impulse, die von einem anderen System geleitet werden, bewirken, dass sie sich entspannt.

Die größte Arterie, die Aorta, in der Nähe des Herzens hat einen Durchmesser von etwa 2,5 cm und ihre Wand ist etwa 3 mm dick. Die Wände der Venen sind viel schwächer und dünner als die Arterienwände, bestehen aber aus den gleichen drei Schichten. Die äußere Bindegewebsmembran enthält weniger elastische Fasern und die mittlere Muskelschicht ist dünner als die entsprechenden Schichten in den Arterienwänden; Die meisten Venen haben keine innere elastische Membran. Venen sind im Gegensatz zu Arterien an vielen Stellen mit Klappen ausgestattet, die den Rückfluss des Blutes verhindern.

Die Körperzellen sind von einer sie umgebenden Flüssigkeit, der sogenannten Gewebeflüssigkeit, umgeben und stehen nicht in direktem Kontakt mit dem Blut. Um zu den Zellen zu gelangen, müssen Stoffe aus dem Blut durch die Kapillarwand und durch den mit Gewebeflüssigkeit gefüllten Raum diffundieren. Ein erwachsener Mensch hat etwa 1015 Zellen und das Volumen der sie waschenden Flüssigkeit beträgt nur 14 Liter. Um die gleiche Anzahl im Meer lebender einzelliger Protozoen mit den benötigten Gasen und Nährstoffen zu versorgen, wären 106 Liter Meerwasser erforderlich.

Leistungsfähige Geräte (Lunge, Leber, Darm und Nieren), die die Versorgung der Körperflüssigkeiten mit Sauerstoff und Nährstoffen ständig auffüllen und Abfallprodukte entfernen, ermöglichen unserem Körper das Leben, obwohl er relativ wenig Wasser enthält. Die geringe Dicke der Kapillaren bedeutet, dass jeder Blutstropfen, der das Kapillarnetzwerk passiert, eine große Oberfläche erhält, durch die die Diffusion stattfinden kann. Es wird geschätzt, dass ein Kubikzentimeter Blut mit der Oberfläche der Kapillaren in Kontakt kommt, was etwa 7000 cm2 entspricht.

Es ist fast unmöglich, die Anzahl der Kapillaren im ganzen Körper zu zählen. In Geweben mit intensivem Stoffwechsel, wie zum Beispiel Muskeln, liegen die Kapillaren sehr nahe beieinander: Der Abstand zwischen benachbarten Kapillaren beträgt etwa das Doppelte ihres Durchmessers. Ein Forscher schätzt, dass die Anzahl der Kapillaren im Muskelgewebe etwa 240.000 pro Sekunde beträgt.