Arteriovenöse Anastomosen der Haut

Auf einen Blick

Anastomoses arteriovenosae (arteriovenöse Gefäßverbindungen), kurz AVA, verbinden in bestimmten Hautregionen eine arterielle direkt mit einer venösen Strombahn. Ihre kräftige Wand aus glatter Muskulatur kann den Durchtritt stark verändern. Viele dieser Verbindungen liegen in der unbehaarten Haut von Händen und Füßen. Über ihre Öffnung und Verengung wirkt das autonome Nervensystem an der Wärmeverteilung mit. [1]

Arteriola und Venula: zwei verbundene Stromwege

Eine Arteriola (kleine Arterie) bringt Blut in ein Gewebe. Von dort führen Kapillaren zu Venulae (kleinen Venen). Über die dünnen Kapillarwände werden Sauerstoff, Nährstoffe und Stoffwechselprodukte zwischen Blut und Gewebe ausgetauscht. Eine arteriovenöse Anastomose schafft einen zusätzlichen direkten Weg von der arteriellen zur venösen Seite. Für diesen Teilstrom wird das dazwischenliegende Kapillarnetz umgangen. Im selben Hautgebiet können somit ein Austauschweg und ein regulierbarer Direktweg nebeneinander liegen. [2]

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Epidermis und Dermis: wo die Gefäße liegen

Die Epidermis (Oberhaut) besteht aus einem mehrschichtigen verhornten Epithel und ist gefäßfrei. Darunter liegt die Dermis (Lederhaut) mit Bindegewebe, Gefäßen und Nerven. In ihren oberflächlichen Papillae dermis (Lederhautpapillen) verlaufen kleine Gefäße nahe der Grenze zur Oberhaut. Die Abbildung zeigt darüber die kräftige Oberhaut einer Fingerbeere und darunter die Gefäßwege in der Lederhaut. Kapillarschlingen reichen in die Papillen hinauf. In der Tiefe ist der muskuläre Direktweg zwischen Arteriole und Venole eröffnet dargestellt. [3]

Papillare und retikuläre Schicht der Lederhaut

Das Stratum papillare (Papillarschicht) bildet den oberflächlichen Teil der Dermis. Seine Bindegewebsvorsprünge verzahnen sich mit der Oberhaut. Darunter liegt das Stratum reticulare (Netzschicht) mit kräftigeren, verflochtenen Kollagenfasern und elastischen Fasern. Diese räumliche Gliederung hilft beim Lesen der Abbildung: Oben liegen die feinen Schleifen nahe der Oberfläche, tiefer verlaufen größere zuführende und abführende Gefäßwege. Die Nerven erreichen die Gefäße innerhalb des dermalen Bindegewebes. [3]

Die Muskelwand verändert den Strömungswiderstand

Die typische kutane AVA besitzt einen relativ weiten Innenraum und eine auffällig kräftige Wand aus glatter Muskulatur. Sie kann sich stark verengen und wieder öffnen. Bei geöffneten Verbindungen gelangt viel Blut in die venösen Gefäßnetze der betreffenden Hautregion. Für den Wärmeaustausch zählt anschließend auch, welchen weiteren Rückweg das Blut nimmt und welche Temperaturen in Haut und Umgebung herrschen. [1]

Sympathische Nervenfasern erreichen die Gefäßwand

Der Sympathikus gehört zum autonomen Nervensystem. Noradrenerge Nervenfasern geben den Botenstoff Noradrenalin an ihre Zielstrukturen ab. Donadio und Mitarbeitende untersuchten 2006 Hautbiopsien von zehn gesunden Personen. Mit Immunfluoreszenz und konfokaler Mikroskopie machten sie entsprechend markierte Fasern sichtbar. Eine ausgeprägte Innervation fanden sie unter anderem an arteriovenösen Anastomosen und Arteriolen. Damit lässt sich anatomisch nachvollziehen, wie autonome Signale die muskulären Gefäßwände erreichen. Die Untersuchung kartierte Nervenfasern im Gewebe; ihre Messgröße war die mikroskopische Verteilung der Markierungen. [4]

Eine Gewebemarkierung macht noradrenerge Fasern sichtbar

Für die Zuordnung verwendete die Arbeitsgruppe unter anderem eine Markierung der Dopamin-beta-Hydroxylase. Dieses Enzym ist an der Bildung von Noradrenalin beteiligt. Die Kombination mit weiteren Nervenmarkierungen ermöglichte es, adrenerge Fasern innerhalb des Hautgewebes zu lokalisieren. Ein solcher Gewebebefund beschreibt die anatomische Ausstattung einer Struktur. Durchblutungsmessungen untersuchen anschließend deren wechselnde Funktion im lebenden Organismus. [4]

Die Durchblutung verändert sich auch in Ruhe

Thoresen und Walløe erfassten 1980 die Blutgeschwindigkeit mit gepulstem Ultraschall. Verglichen wurden Arterien, die Hautgebiete mit vielen AVA versorgen, mit Arterien anderer Verteilung. Bei angenehm warmer Umgebung traten große und rasche Schwankungen auf. In kühlerer und heißerer Umgebung verliefen die Messungen gleichmäßiger. Der Körper verändert die Versorgung solcher Hautregionen somit innerhalb kurzer Zeit. Doppler erfasst zunächst eine Geschwindigkeit. Für eine Umrechnung in einen Volumenstrom muss zusätzlich der Gefäßquerschnitt berücksichtigt werden. [5]

Die Verteilung unterscheidet sich zwischen Körperregionen

Handflächen, Fußsohlen und die Bereiche an den Nagelbetten gehören zu den wichtigen AVA-Regionen. Auch innerhalb des Gesichts ist die Verteilung regional zu betrachten. Eine Doppleruntersuchung von 1993 verglich die typischen Flussschwankungen einer Fingerarterie mit Signalen aus mehreren Hautarterien. Im Bereich der Nase fanden sich miteinander korrelierte Schwankungen. An den untersuchten Ästen der Schläfenregion und seitlichen Brustwand wurde dieses Muster im jeweiligen Versuchsaufbau nicht beobachtet. Die untersuchte Region und die verwendete Messmethode gehören deshalb zur Ortsangabe. [6]

Lokale Erwärmung verändert mehrere Gefäßabschnitte

In einem Versuch von 1995 wurde eine Hand in Wasser schrittweise von 35 auf 43 Grad Celsius erwärmt. Die andere Hand diente gleichzeitig als Referenz. In der erwärmten Hand nahm die gemessene Blutgeschwindigkeit insgesamt zu. Die spontanen, zwischen beiden Händen zusammenhängenden Schwankungen blieben dabei erhalten. Die Arbeitsgruppe ordnete den zusätzlichen Fluss vor allem einer Erweiterung anderer Gefäßabschnitte zu. Der Versuch verdeutlicht das Zusammenspiel mehrerer Stellgrößen: Anastomosen, zuführende Gefäße und die örtliche Temperatur reagieren innerhalb desselben Versorgungsgebiets. [7]

Bei Abkühlung kann der Direktweg stark verengen

Eine Untersuchung von 1997 kühlte einen Finger schrittweise ab und verfolgte gleichzeitig die Blutgeschwindigkeiten in Fingerarterien. Zunächst blieben die typischen Schwankungen erhalten und mit der Referenz verbunden. Bei weiterer Abkühlung ging das Signal abrupt in einen anhaltend niedrigen Verlauf über. Die entsprechende örtliche Temperatur variierte im Versuch zwischen ungefähr 20 und 23 Grad Celsius. Diese Werte beschreiben die verwendete Versuchsanordnung mit ihrer Messstelle, Ausgangstemperatur und Abkühlung. Sie sind für die Interpretation dieses Experiments bestimmt. [8]

Kälteinduzierte Vasodilatation: ein wechselnder Verlauf

Unter länger anhaltender örtlicher Kälte kann die Durchblutung erneut ansteigen. Vasodilatation bedeutet Gefäßerweiterung; für diesen Verlauf ist die Abkürzung CIVD gebräuchlich. Bergersen und Mitarbeitende untersuchten 1999 einundzwanzig gesunde Personen bei thermisch angenehmer Umgebung. Während ein Finger stark gekühlt wurde, zeichneten sie Dopplersignale, Hauttemperatur und Laser-Doppler-Signale auf. Auf die anfängliche Verengung folgten Phasen verstärkter Durchblutung. Die beobachteten Spitzen und ihre zeitliche Beziehung zur Gegenseite sprechen für eine Beteiligung der AVA. Die Hauttemperatur ergibt sich dabei aus dem Zusammenwirken von Bluttransport und Wärmeverlust. [9]

Medizinische Begriffe zum Nachschlagen

Anastomosis arteriovenosa: direkte Verbindung zwischen arterieller und venöser Strombahn. Vasokonstriktion: Gefäßverengung. Vasodilatation: Gefäßerweiterung. Lumen: der vom Blut durchströmte Innenraum eines Gefäßes. [2]

Adrenerg: auf die Wirkung von Adrenalin oder Noradrenalin bezogen. Die hier betrachteten sympathischen Nervenfasern sind noradrenerg. Konfokale Mikroskopie: ein Verfahren zur räumlich gezielten Untersuchung markierter Gewebestrukturen. [4]

Vom Gefäß zur gesamten Wärmeregulation

Das Kapitel Blutgefäße ordnet Arterien, Kapillaren und Venen ein. Die Temperaturregulation verbindet Hautdurchblutung mit Wärmebildung, Schweiß und Umgebung. Das autonome Nervensystem erklärt die zugehörigen neuronalen Steuerwege.