ÜBERSICHT. Vorlesung zum Anatomiekurs II. Gefäße. "Der rote Faden" 1. Der Blutkreislauf - Aufgaben, Gliederung. 2. Entwicklung des Kreislaufsystems

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1 ÜBERSICHT "Der rote Faden" 1. Der Blutkreislauf - Aufgaben, Gliederung 2. Entwicklung des Kreislaufsystems Vorlesung zum Anatomiekurs II Gefäße a. Arterienentwicklung b. Venenentwicklung c. Fehlbildung: Aortenisthmusstenose 3. Systematische Anatomie der Blutgefäße a. Hauptarten der Blutgefäße b. Prinzipieller Aufbau von Arterien und Venen c. Mikroskopische Anatomie der Hauptarten der Blutgefäße d. Venöser Rückstrom zum Herzen 4. Klinische Bezüge a. Arterielle Minderdurchblutung (Ischämie) durch Arterielle Verschlusskrankheit (AVK) b. Klinische Untersuchung der Arterien Prof. Dr. Thomas Deller Anatomisches Institut I Universität Frankfurt 1 2

2 HERZ-KREISLAUFSYSTEM - ÜBERSICHT Allgemein: Systema cardiovasculare; Vasa sanguinea Kreislauforgane Herz - Pumpe Blutgefäße - Transportsystem aus Arterien, Kapillaren, Venen km lang; 1000m 2 Oberfläche; l Blut/Tag Blut ("flüssiges Organ") - Transportmittel Aufgaben des Kreislaufs: Transport von Blutgasen Nährstoffen Wärme Hormone Abwehrstoffe Wasser Stoffwechselprodukte zur Ausscheidung ENTWICKLUNG (1) Wann und wie entsteht das Gefäßsystem? Zentrale Entwicklungsschritte: 1. Entstehung des primitiven Kreislaufs 2. Bildung der zentralen arteriellen Gefäßstrukturen: Dorsale Aorten (bilateral) und Aortenbögen Dottersackarterie Nabelschnurarterie 3. Umbildung/Anpassung der arteriellen Gefäßstrukturen 4. Grundprinzipien der Entwicklung der Venen Wir erinnern uns: Das Herz enthält zwei hintereinander geschaltete Pumpen. Dadurch: rechtes Herz: kleiner Kreislauf, Lungenkreislauf, Niederdrucksystem Arterien im kleinen Kreislauf führen sauerstoffarmes Blut linkes Herz: großer Kreislauf, Körperkreislauf, Hochdrucksystem Arterien im großen Kreislauf führen sauerstoffreiches Blut Arterien: Gefäße vom Herz weg Venen: Gefäße zum Herz hin 3 4

3 ENTWICKLUNG (2) 1. Schritt: Entwicklung des primitiven Kreislaufs (3. Woche) ENTWICKLUNG (3) 2. Schritt: Bildung der zentralen arteriellen Gefäßstrukturen 1. Implantation 2. Bildung der dreiblättrigen Keimscheibe: Ektoderm Mesoderm Entoderm 3. Gefäßsystem entsteht, da die Versorgung durch Diffusion zu gering Gefäßinseln außerhalb des Embryos später: Dottersack und Placentagefäße Gefäßinseln innerhalb des Embryos später: Dorsale Aorten, Schlundbogenarterien Als Reaktion auf die primitiven Herzpulsationen entstehen die drei zentralen arteriellen Gefäßstränge: Dorsale Aorten (paarig neben Chorda dorsalis) Verbindung zum Herz über 6 Aortenbögen (Schlundbogenarterien) Nabelarterie (paarig) Treten kaudal aus den dorsalen Aorten aus Dottersackarterie (mehrere paarig angelegte Gefäße) Pulsationen des Herzschlauches (Druckveränderung) bewirken die Verbindung der Gefäßinseln zu durchgehenden Gefäßen 5 6

4 ENTWICKLUNG (4) 3. Schritt: Umbildung der Aortenbögen/Gefäßstämme Merke: Die komplizierten Gefäßverhältnisse des Kopfes, Halses und des Thorax entstehen aus dem Umbau der Aortenbögen zum definitiven Gefäßsystem Prinzipien: Schlundbögen und Gefäße entwickeln sich von kranial nach kaudal Die Aortenbögen sind nie alle gleichzeitig vorhanden Einige Aortenbögen werden nicht ausgebildet (V) oder werden zurückgebildet Die dorsalen Aorten sind im Kopf/Halsbereich paarig, verschmelzen aber ungefähr auf Höhe des Herzens miteinander ENTWICKLUNG (5) Lernwissen: Welches Gefäß entsteht aus welchem Aortenbogen? Aortenbogen I II III IV V VI Definitives Gefäß Obliteriert; Rest: A. maxillaris Obliteriert; Rest: A. hyoidea, A. stapedia A. carotis communis A. carotis interna Links: Aortenbogen Rechts: A. subclavia dextra Nicht entwickelt Truncus pulmonalis Links: Verbindung zur dorsalen Aorta bleibt erhalten: D. arteriosus Merke: A. carotis externa entsteht aus kranialer Fortsetzung der "ventralen Aorta". 7 8

5 ENTWICKLUNG (6) Beachte: Die Umbildung der Aortenbögen erklärt den Verlauf des N. laryngeus recurrens im Bereich des Mediastinums (Wichtig!) Vorgriff auf Kopf/Hals: Zu jedem Schlundbogen gehören je ein Nerv, Arterie, Knorpel Nerv des VI. Schlundbogens: N. laryngeus recurrens Unterschiedliche Rückbildung des VI. Aortenbogens re/li: links: Verbindung zur dorsalen Aorta erhalten (Ductus arteriosus) rechts: Verlust der Verbindung zur dorsalen Aorta Daher: Unterschiedlicher Verlauf des N. laryngeus recurrens im Thorax: links: Um A. subclavia dextra rechts: Um Ligamentum arteriosum ENTWICKLUNG (7) Umbildung der 2 weiteren zentralen Gefäßgruppen: Dottersackarterien: Nabelarterien: Verschmelzung der Gefäße Bildung der unpaaren Arterien des Darmes und des Oberbauches Tr. coliacus A. mesenterica superior A. mesenterica inferior Anschluss an dorsale Aorta (paariger unterer Teil) proximal: A. iliaca interna, A. vesicalis sup. distal: Ligamentum umbilicale mediale Diese Gefäße begegnen Ihnen auch im Kurs! 9 10

6 ENTWICKLUNG (8) 4. Schritt: Grundprinzipien der Venenentwicklung Beachte: Entwicklung der Körpervenen relativ komplex und klinisch nicht ganz so relevant. Daher nur eine Übersicht: Drei paarig angelegte Hauptvenen: Kardinalvene Dottersackvene Nabelvene Münden gemeinsam in den Sinus venosus des Herzens Merke: Kardinalvenen: Vena cava superior/inferior Dottersackvenen: System der Vena portae (Leber) Nabelvenen: Rückbildung, Als Ligg. noch sichtbar FEHLBILDUNG Aortenisthmusstenose: Verengung der Aorta unterhalb der A. subclavia sinistra 7-10 % aller angeborener "Herzfehler" Ursache: unklar. Mediaverdickung der Aorta Angeborene Form: präduktale Aortenisthmusstenose (25% aller Fälle) offener Ductus Botalli (Versorgung der unteren Extremität) Symptom: Gute Durchblutung der oberen Körperhälfte Zyanose der unteren Körperhälfte Therapie: Operation im Säuglingsalter, sonst Herzdekompensation 11 12

7 SYSTEMATISCHE ANATOMIE DER GEFÄSSE (1) 1. Hauptarten von Gefäßen: Vom Herz führt ein arterieller Schenkel zu den Kapillaren ein venöser Schenkel führt von den Kapillaren zum Herz zurück. Wir unterscheiden vom Herz kommend aufgrund des Wandaufbaus: Arterien vom elastischen Typ Arterien vom muskulären Typ Arteriolen Kapillaren postkapilläre Venulen Vene SYSTEMATISCHE ANATOMIE DER GEFÄSSE (2) 2. Prinzipieller Wandaufbau der Gefäße: Die Gefäße haben ein gemeinsames Bauprinzip aus 3 Schichten, die allerdings je nach Lage im Gefäßsystem variieren können: Jede dieser Schichten kann erkranken! Schicht Unterteilung/Aufbau Funktion Pathologie T. intima Endothel (Plattenepithel) Lamina propria Membrana elastica int. T. media Glatte Muskelzellen, elastische Fasern Membrana elastica ext. T. adventitia Bindegewebe Vasa vasorum Nervenfasern Wandauskleidung Druckaufbau Verbindung zur Umgebung Atherosklerose Arteriosklerose (Mönckeberg) Entzündung der Vasa vasorum, z.b. Syphilis 13 14

8 SYSTEMATISCHE ANATOMIE DER GEFÄSSE (3) Betrachtung der Intima im Detail: Aufbau aus: Endothelzellen Basalmembran des Endothels Lamina propria Membrana elastica interna Endothel/Angioepithel - flaches Plattenepithel Begrenzung einer "inneren Oberfläche" daher der Name Endothel Bauprinzip aber wie ein "Epithel", d.h. dichte Zellen, wenig Interzellularsubstanz, sitzen einer Basalmembran auf Merke: Endothel ist entscheidend für die Interaktion zwischen Gefäß und Blut. Wichtige Rolle für: Angiogenesefaktoren Synthese von Gefäßerweiternden Faktoren: NO Synthese von Gefäßverengenden Faktoren: Endothelin Hemmung und Aktivierung der Blutgerinnung Abbau von Blutfetten (Lipoproteinlipase) Kollagensynthese Anhaftung von Leukozyten (Adhäsionsmoleküle) Regulation der Gefäßpermeabilität SYSTEMATISCHE ANATOMIE DER GEFÄSSE (4) Unterscheidung von Arterien und Venen: Prinzipieller Wandaufbau ist gleich! Der Wandaufbau des Gefäßes hängt vom Innendruck ab: Umwandlung einer Vene in eine Arterie ist möglich (Bypassoperation) Kriterien zur Unterscheidung: Arterie Vene Tunica media Dick Dünner, vermehrt Kollagen Schichtgrenzen Scharf Unscharf, verwaschen Lumen Rund z.t. oval, zusammengefaltet Klappen Keine z.t. vorhanden Merke: Intima enthält keine Blutgefäße, daher Ernährung durch Diffusion Transport von Stoffen durch Endothel Ablagerung in Lamina propria Grundlage der Entstehung von Intimaschäden (Atherosklerose) 15 16

9 SYSTEMATISCHE ANATOMIE DER GEFÄßE (4) 3. Mikroskopische Anatomie der verschiedenen Gefäßarten: Arterie vom elastischen Typ: Herznahe Arterien; viele elastische Fasern Windkesselfunktion (Umwandlung von pulsierendem Blutfluß in gleichmäßig strömenden Blutfluß) Typisch: Elastische Lamellen (Aorta: 30-50) in der Media Glatte Muskelzellen produzieren die elastischen Fasern! Arterie vom muskulären Typ: Mittelgroße Arterien Charakteristischer Wandaufbau (s. oben) 4-30 Schichten glatter Muskelzellen Arteriolen: Kleinste Gefäße des arteriellen Schenkels, präkapillärer Bereich Durchmesser: µm 1-3 Schichten glatte Muskelzellen Bei längsgetroffener Arteriole sieht man die typische "Kreuzstellung der Kerne" glatte Muskelzellen (queroval) Endothelzellen (längsoval) Merke: Präkapillär können Muskelzellen lokal Sphincterfunktion besitzen. Arteriolen regeln die Durchblutung der Kapillaren! "Widerstandsgefäße" des Kreislaufsystems SYSTEMATISCHE ANATOMIE DER GEFÄßE (5) Kapillaren: Im Kapillarbett findet der Stoffaustausch mit dem Gewebe statt. Zahlreiche Anastomosen, Netze. Normalerweise nur 25% der Kapillaren offen - reguliert über Arteriolen. Gewebe ohne Kapillaren: Cornea, Knorpel, Intima der gr. Gefäße Fakten: Durchmesser: 6-20µm Länge: ca. 1mm Fläche: ca. 1000m 2 Aufbau: Endothelzelle mit Basalmembran ("Siegelringform") Perizyt umgibt Endothelzelle (meist nur Kern sichtbar) Kontraktile Zelle, beeinflusst Weite von Kapillaren Beachte: Unterschiedlicher Aufbau des Kapillarendothels in Organen! Reguliert den Austausch zwischen Gewebe und Blut Geschlossenes Endothel - Muskulatur, ZNS Fenestriertes Endothel - Niere, Darm, Drüsen Diskontinuierliches Endothel - Nierenglomeruli, Leber Sinus, Sinusoide - Leber, Milz, Lymphknoten, Knochenmark Transportvorgänge/Interaktionen: Diffusion von Stoffen Filtration und Resorption von Flüssigkeit Pinozytose/Transzytose von Vesikeln 17 18

10 SYSTEMATISCHE ANATOMIE DER GEFÄßE (5) Venolen und Venen: Unterscheidung nach o. a. Kriterien des Wandaufbaus und Durchmesser Beachte: 65-80% des Blutes befindet sich im venösen Teil des Kreislaufs (Kapazitätsgefäße) Postkapilläre Venolen: 15-25µm weit Wandaufbau wie der von Kapillaren (schwierig zu differenzieren) Wand besonders durchlässig: Diapedese von Leukozyten! Spezialisierte Venolen in Lymphatischen Organen. Größere Venolen: 50µm weit; mit ersten zirkulären Muskelzellen Vene 1-2 mm Durchmesser Besondere Formen: Venen ohne Muskulatur - Milztrabekel, Sinus durae matris Venen mit muskelreicher Wand - Uterus, Plexus pampiniformis Droselvenen - Venen mit Sphincterfunktion Nebennierenmark, Nasenschleimhaut Corpus spongiosum VENÖSER RÜCKSTROM ZUM HERZEN Venen: Niederdrucksystem Blutdruck zwischen 15 und 0 mm Hg Wie kommt das Blut zum Herzen zurück? Mechanismen: 1. Venenklappen (Geben dem Blutfluss eine Richtung) 2. Muskelpumpe (bei körperlicher Aktivität steigt auch die Kreislaufleistung) 3. Absenkung der Ventilebene mit Sogwirkung des Herzens (Das Herz wirkt als Saug-Druckpumpe) 4. Saug-Druck-Pumpeneffekt bei der Atmung (Absenkung des Zwerchfells führt zu Druckminderung im Thorax) 5. Pumpeneffekt der venenbegleitenden Arterien (Extremitäten) Merke: Bei Ausfall der Venenklappen - "Insuffizienz der Venen" Folge: Krampfadern im Beinbereich Schwellungen, Atrophie der Haut Ulcus cruris 19 20

11 KLINISCHE BEZÜGE (1) Gefäßerkrankung arterieller Gefäße: Verengung des Lumens (Stenose) führt zur einer Minderdurchblutung (Ischämie) des versorgten Gewebes. Dieses leidet an Sauerstoffmangel (Hypoxie) und Unterernährung. Häufigste Ursache: Atherosklerose der Gefäßwand zu Beginn: Kompensation stärkere Einengung: Belastungsbeschwerden sehr starke Einengung: Ruhebeschwerden/Organversagen Risikofaktoren: Hypertonie Diabetes mellitus Hypercholisterinämie Rauchen Bewegungsmangel und Übergewicht Orte: Prinzipiell im Bereich der großen und mittelgroßen Gefäße möglich Verschiedene Formen: Gehirn: Schlaganfall Herz: Angina pectoris, Herzinfarkt Darmgefäße: Angina intestinalis Extremitäten: Periphere arterielle Verschlußkrankheit (Gangrän) Beispiel: Durchblutungsstörung im Bereich des Beines Stenose im Bereich der Beinarterien führt zu Schmerzen beim Gehen "Claudicatio intermittens" Zunehmende Verengung: Schmerzen bei immer kürzeren Distanzen Schließlich Ruheschmerz und Gewebszerstörung (Nekrose, Gangrän) KLINISCHE BEZÜGE (2) Klinische Untersuchung: Angiologische Untersuchung durch die Ärztin/den Arzt: I. Anamnese - Risikofaktoren für Atherosklerose? - Beschwerden (Schmerzen, kalt) II. Untersuchung 1. Inspektion - Haut: Blässe (Seitenvergeleich!), Nekrosen 2. Palpation - Kalte Haut (Seitenvergleich!) - Gefäßpulse 3. Auskultation - Strömungsgeräusche 4. Funktionsuntersuchungen - Blutdruckmessung (beidseits) - Lagerungsprobe nach Ratschow Patient liegt, Anheben der angewinkelten Unterschenkel Bewegung der Füße. Blässe? Schmerzen? Patient wird aufgesetzt - Betrachtung des herabhängenden Beines. Farbe? - Faustschlußprobe (analog) - Standardisierter Gehtest (Gehstrecke) 5. Ggf. weitere Diagnostik - Ultraschall (Duplex-Sono) - Angiographie Therapie: Medikamente zur Durchblutungsförderung Gehtraining (Kollateralbildung) Operation (je nach Lage: Bypass, Stent, Prothese) Amputation 21 22

12 Abbildungs- und Buchempfehlungen zum Vorlesungsskript Anatomie II (Gefäße): 1. Gefäßentwicklung: Sadler, Langmann; Thieme, 10. Auflage 2. Histologie: Welsch, Elsevier, 2. Auflage 3. Klinische Aspekte: Schumpelick, Bleese, Mommsen, Chirurgie, Enke-Reihe 23