Stoffaustausch im Kapillarsystem

Der Stoffaustausch zwischen Blut und Interstitium erfolgt im Kapillarsystem über Diffusion, Filtration und Reabsorption.

Austausch fett- und wasserlöslicher Substanzen

Fettlösliche Substanzen (wie O₂ und CO₂) können die Endothelmembran mittels einfacher Diffusion passieren. Die Transportrate ist durchblutungslimitiert.

Der Transport wasserlöslicher Substanzen (z.B. Ionen, Glucose, Proteine) erfolgt parazellulär (über Interzellularspalten) oder transzellulär mittels erleichterter Diffusion (über Kanalproteine oder Carrier). Die transzelluläre Passage der Endothelmembran wird mit steigender Molekülmasse schwieriger (diffusionslimitierter Transport).

Austausch von Flüssigkeiten

Der Flüssigkeitsaustausch geschieht zusätzlich zur Diffusion auch mithilfe von Filtration und Reabsorption. Der effektive Filtrationsdruck ergibt sich aus der Differenz von hydrostatischem und kolloidosmotischem Druck innerhalb und außerhalb der Kapillare (Starling-Gesetz):

(Hierbei ist: = effektiver Filtrationsdruck, und = hydrostatischer Druck innen bzw. außen, und = kolloidosmotischer Druck innen bzw. außen.)

Das filtrierte Flüssigkeitsvolumen ergibt sich aus dem effektiven Filtrationsdruck und dem Filtrationskoeffizienten (dieser ist das Produkt aus der Permeabilität der Gefäßwand und der Austauschfläche):

Ödeme

Wenn das Gleichgewicht zwischen Filtration und Reabsorption gestört ist, können sich pathologische Flüssigkeitsansammlungen im Interstitium (Ödeme) bilden. Ursächlich kann eine Steigerung des hydrostatischen Kapillardrucks, eine Erniedrigung des kolloidosmotischen Druckes im Plasma oder eine gesteigerte Permeabilität der Kapillaren sein.