Gefäßströmung

Gefäßströmung bezeichnet die Bewegung des Blutes durch das Gefäßsystem. Sie ermöglicht die Gewebeperfusion, den Stoffaustausch in der Mikrozirkulation sowie die Aufrechterhaltung des arterialen und venösen Druckniveaus. Die Strömung wird durch den Druckgradienten zwischen zwei Gefäßabschnitten angetrieben und durch Gefäßgeometrie, Blutviskosität und Temperatur beeinflusst.

In großen Gefäßen dominiert meist laminarer Fluss, bei dem das Blut in konzentrischen Schichten geradlinig fließt. Turbulente Strömung tritt unter bestimmten Bedingungen auf, etwa bei hohen Geschwindigkeiten, engen Gefäßen oder nach Stößen. Die Einordnung erfolgt häufig über die Reynolds-Zahl. Die Flussrate lässt sich durch das Poiseuille-Gesetz annähern: Sie steigt stark mit dem Gefäßradius (r^4) und sinkt mit Viskosität, Länge und dem Druckunterschied zwischen Ein- und Austrittsseite. Entsprechend beeinflussen Radiusänderungen durch Vasodilatation oder Vasokonstriktion die Durchblutung erheblich.

Die Gefäßströmung wird autoregulativ geregelt. Endothelzellen setzen Wirkstoffe wie Stickstoffmonoxid (NO) und Endothelin frei, die die Gefäße dilatieren oder kontrahieren. Lokale Bedürfnisse des Gewebes, Systemdruck, Blutzusammensetzung und Temperatur modulieren die Strömung zusätzlich.

Messung und Modellierung: Nichtinvasive Verfahren wie Doppler-Ultraschall, Phasen-contrast-Magnetresonanztomographie und Flußmessungen liefern Strömungsgrößen. In der Forschung werden Computational Fluid Dynamics (CFD) und andere Modelle verwendet, um Fließmuster in komplexen Gefäßen zu simulieren.

Klinische Relevanz: Störungen der Gefäßströmung, etwa durch Stenosen, Aneurysmen oder Vasospasmen, beeinflussen Gewebedurchblutung und führen zu kardiovaskulären oder zerebralen Erkrankungen. Das Verständnis der Gefäßströmung ist entscheidend für Diagnostik, Risikobewertung und Therapiestrategien sowie für die Entwicklung von Implantaten und Gefäßersatzsystemen.