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[[Datei:2105 Capillary Bed.jpg|alternativtext=Bereiche der Mikrozirkulation|mini|Die Mikrozirkulation besteht aus den Arteriolen und den Venolen und dem dazwischen liegen liegenden Kapillarbett.]]

'''Mikrozirkulation''' bezeichnet in der [[Medizin]] die [[Durchblutung]] der kleinsten [[Blutgefäß]]e mit einem Durchmesser kleiner als 100 Mikrometer (zum Beispiel [[Kapillare (Anatomie)|Kapillaren]], [[Arteriole]]n, [[Venole]]n), der sogenannten Mikrogefäße.<ref>{{Literatur |Autor=Matthias F. Schneider, S. W. Schneider |Titel=Der von Willebrand-Faktor: ein intelligenter Gefäßkleber |Sammelwerk=BIOspektrum |Band=Jg. 14 |Nummer=2 |Verlag=Spektrum |Ort=Heidelberg |Datum=2008 |Seiten=134–139 |ISSN=0947-0867 |Sprache=de}}</ref> Die Mikrozirkulation stellt die Verbindung zwischen dem arteriellen und dem venösen System her und führt das Blut in die unmittelbare Nähe der [[Zelle (Biologie)|Zellen]], sodass die verbliebene Strecke klein genug für den Stoffaustausch per [[Diffusion]] ist. Innerhalb des [[Blutkreislauf|Blutgefäßsystems]] ist die Mikrozirkulation der Abschnitt mit dem größten Gesamtdurchmesser und folglich der geringsten Strömungsgeschwindigkeit. Eine zentrale Rolle bei der Regulation der Mikrozirkulation spielt das Gefäßendothel. Endothelzellen reagieren auf chemische und mechanische Reize und regulieren über die Freisetzung vasoaktiver Substanzen die Gefäßweite sowie entzündliche und thrombotische Prozesse.<ref>Moncada S, Higgs A. The L-arginine–nitric oxide pathway. N Engl J Med. 1993;329:2002–2012.</ref>

Die Gefäße auf der arteriellen Seite der Mikrozirkulation werden als Arteriolen bezeichnet. Sie sind von [[Glatte Muskulatur|glatten Muskelzellen]] umgeben und haben einen Durchmesser von 10–50 μm. Arteriolen transportieren das Blut zu den Kapillaren, die keine glatte Muskulatur aufweisen und einen Durchmesser von etwa 5–8 μm haben. Das Blut fließt aus den Kapillaren in die Venolen (10–200 μm) und von dort aus in die Venen (siehe Abb.)<ref name=":0">{{Literatur |Autor=Robert F. Schmidt, Gerhard Thews, Florian Lang |Titel=Funktionen des Gefäßsystem: Mikrozirkulation |Sammelwerk=Physiologie des Menschen |Auflage=28. |Verlag=Springer Verlag |Ort=Berlin/Heidelberg/New York |Datum=2000 |DOI=10.1007/978-3-662-09346-7 |Sprache=de}}</ref>.

== Arteriolen ==
Die Arteriolen gelten als Widerstandsgefäße, indem sie den Durchfluss des Blutes durch Änderung des Querschnittes verändern können. Dazu dient eine glatte Muskulatur in den Wänden. Diese werden [[Innervation|innerviert]] von Nerven des [[Sympathikus]] des autonomen Nervensystems. Weiterhin gibt es eine lokale Autoregulation des Blutflusses: Wird durch einen erhöhten Blutdruck die Gefäßwand gedehnt, so entsteht ein Stimulus für eine Kontraktion der glatten Muskulatur, sodass im Endeffekt die Durchblutung konstant bleibt. An diesen Arteriolen greifen auch Medikamente an, die eine [[Vasokonstriktion]] oder-Dilatation bewirken. Zu einer lokalen [[Vasodilatation]] kommt es im Zusammenhang mit der Stoffwechselaktivität des Gewebes, so zum Beispiel beim Verbrauch von Sauerstoff und Glucose bei Muskelarbeit. Solche Effekte sind besonders wirksam in den terminalen Arteriolen und werden in erster Linie durch Veränderungen von [[Sauerstoffpartialdruck|pO2]], pCO2, [[pH-Wert]] und [[Osmotische Konzentration|Osmolarität]] erzeugt. Neben metabolischen Faktoren beeinflussen auch mechanische Kräfte des Blutflusses die Gefäßfunktion. Der Blutstrom erzeugt Scherkräfte (Shear Stress) an der Oberfläche der Endothelzellen, die über Mechanotransduktionsprozesse zur Freisetzung vasoaktiver Mediatoren beitragen können.<ref>Davies PF. Flow-mediated endothelial mechanotransduction. Physiol Rev. 1995;75:519–560.</ref>

== Kapillaren ==
Die Kapillaren dienen dem Stoffaustausch zwischen Blut und Gewebe über die [[Interstitiell|interstitielle]] Flüssigkeit. Die feinen Verzweigungen führen zu der benötigten großen Oberfläche. Diese beträgt nach groben Schätzungen beim Menschen etwa 10 000 m². Der Stoffaustausch geschieht im Wesentlichen durch [[Diffusion]] und Filtration. Die Diffusion ist zuständig für Gase wie O2 und CO2, sowie für [[Elektrolyt]]e, Glucose, aber auch fast jedes andere Molekül. Lediglich große Moleküle wie Proteine werden zurückgehalten. Die Flussgeschwindigkeit in den Kapillaren beträgt nur 0,3 mm/sec und die Menge des Blutes in den Kapillaren entspricht etwa 5 % des Blutvolumens. Die große Oberfläche des Kapillarnetzes ermöglicht einen effizienten Austausch von Gasen, Nährstoffen und Stoffwechselprodukten zwischen Blut und Gewebe. Veränderungen der Kapillardichte oder der lokalen Perfusion können daher erhebliche Auswirkungen auf die Gewebeversorgung haben.<ref>Pries AR, Secomb TW. Microvascular blood flow. Annu Rev Fluid Mech. 2010;42:443–468.</ref>

Der zweite Mechanismus, der Austausch von Flüssigkeit über die Gefäßwand hinweg – in beide Richtungen – ist eine wichtige physiologische Funktion, nämlich die Flüssigkeitshomöostase. Laut [[Ernest Starling]] findet die Filtration hauptsächlich auf der arteriolären Seite der Kapillaren statt, wobei ein großer Teil der Flüssigkeit auf der venulären Seite rückresorbiert wird, um [[Ödem|Gewebeödeme]] zu vermeiden. Der Rest der Flüssigkeit wird im [[Interstitium (Anatomie)|Interstitium]] über das [[Lymphatisches System|Lymphsystem]] zurück in den venösen Kreislauf transportiert<ref name=":0" /><ref>{{Literatur |Autor=Jacob et al. |Titel=Regulation of blood flow and volume exchange across the microcirculation, Review |Sammelwerk=Critical Care |Band=20 |Datum=2016 |Seiten=319 |DOI=10.1186/s13054-016-1485-0 |Sprache=en}}</ref>.

== Bedeutung für Alterungsprozesse ==
Mit zunehmendem Alter treten strukturelle und funktionelle Veränderungen der Mikrozirkulation auf. Dazu gehören unter anderem eine verringerte Kapillardichte, eine reduzierte endothelabhängige Gefäßerweiterung sowie eine verminderte [[Bioverfügbarkeit]] von Stickstoffmonoxid. Diese Veränderungen werden als mikrovaskuläre Dysfunktion bezeichnet und können zu einer verminderten Sauerstoff- und Nährstoffversorgung von Geweben beitragen.<ref>Donato AJ et al. Aging and the vascular endothelium. J Physiol. 2015;593:225–235.</ref>

== Störungen der Mikrozirkulation ==
Die kritischste Mikrozirkulationsstörung ist der [[Schock (Medizin)|Schock]]. Durchblutungsstörungen der Mikrozirkulation finden sich beispielsweise bei [[Diabetes mellitus]], [[Sklerodermie]], [[Hyperviskositätssyndrom]], [[Leukämie]], [[Polycythaemia vera]] (wegen des erhöhten [[Hämatokrit]]), [[Malaria]] oder [[Sepsis]]<ref>''[https://herz.charite.de/leistungen/kardiologie/funktionsdiagnostik/gefaess_diagnostik/ Mikrozirkulation.]'' In: ''Gefäß-Diagnostik.'' Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Kardiologie und Angiologie der Charité – Universitätsmedizin Berlin. Auf Herz.Charite.de, abgerufen am 12. September 2019.</ref>. Die [[koronare Herzkrankheit]], der [[Schlaganfall]] und die [[periphere arterielle Verschlusskrankheit]] sind dagegen Beispiele für Durchblutungsstörungen durch Einengung oder Verschluss zuführender [[Arterie|arterieller]] Gefäße. Eine eingeschränkte Mikrozirkulation kann zu Gewebehypoxie, entzündlichen Prozessen und verzögerter Wundheilung führen. Daher spielt die mikrovascular bedingte Perfusion auch bei der Prognose und Therapie zahlreicher Erkrankungen eine wichtige Rolle.<ref>Jacob M et al. Regulation of blood flow and volume exchange across the microcirculation. Crit Care. 2016;20:319.</ref>

== Messmethoden ==
Es gibt zuverlässige und im klinischen Alltag verbreitete Methoden des makrovaskulären Kreislaufmonitorings. Für die Mikrozirkulation gibt es bisher nur indirekte Methoden, die nicht flächendeckend eingesetzt werden. Diese sind<ref name=":1">{{Literatur |Autor=J. Wollborn C. Jung U. Göbel· R. R. Bruno |Titel=Evaluation der Mikrozirkulation bei kritisch kranken Patienten Relevanz, praktische Möglichkeiten und wissenschaftliche Evidenz |Sammelwerk=Anaesthesist |Band=69 |Datum=2020 |Seiten=753–757 |DOI=10.1007/s00101-020-00832-4 |Sprache=de}}</ref>

* Kapilläre Füllungszeit (Rekapillarisierungszeit, „Nagelbettprobe'''“,''' engl. capillary refill time CRT),
* Photoplethysmographie
* SDF/IDF-Intravitalmikroskopie (Dunkelfeldmikroskopie): durch Beleuchtung und Reflexion des Gewebes kann das mikrovaskuläre Gefäßbett in hoher Auflösung dargestellt werden (sublinguale Verwendung)
* tragbare Videomikroscopie (HVM),
* transkutane Sauerstoffpartialdruck-Messung
* [[Laser-Doppler-Anemometrie]] der Haut oder der Retina
* Messung des mitochondrialen pO2 (pmitoO2 ) nichtinvasive Darstellung der fluoreszierender Eigenschaften der Enzyme der Atmungskette( sehr innovativ, Verfahren noch in der Erprobung)
* Messung des Serum-Lactats: sehr sensitiv, aber wenig spezifisch für das Vorliegen einer Mikrozirkulationsstörung
Die Untersuchung der Mikrozirkulation gewinnt zunehmend an Bedeutung in der Intensivmedizin und in der Gefäßforschung, da Veränderungen der Mikroperfusion frühzeitig Hinweise auf Störungen der Gewebeversorgung liefern können.<ref name=":1" />

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=Horst Rieger, W. Schoop |Titel=Klinische Angiologie |Verlag=Springer |Ort=Berlin / Heidelberg / New York |Datum=1998 |ISBN=3-662-08105-9 |Sprache=de}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4039257-0}}

[[Kategorie:Herz-Kreislauf-Physiologie]]

Mikrozirkulation - Versionsgeschichte

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