Blutdruck: Mechanismen zur Regulation
Die Tätigkeit des Herzens erzeugt im Gefäßsystem des strömenden Blutes einen Druck, der in den herznahen Schlagadern am größten ist, mit dem Umlauf des Blutes sinkt und kurz vor der Einmündung des venösen Blutes in das Herz nahe null ist. An der Regulation des Blutdrucks sind verschiedene Systeme beteiligt.
Blutdruckregulation durch die Niere
Die Niere ist auch ein Hormonorgan zur Regulation des Blutdrucks im Körper. Sie »mischt« sich in die Regulation des Blutdrucks »ein«, weil sie für ihre eigenen Aufgaben den Filtrationsdruck zur Herstellung des Primärharns unbedingt benötigt. Bei normalem arteriellem Blutdruck von etwa 10,7 bis 16 kPa (Kilopascal) und in einem recht weiten Bereich darüber reguliert die Niere den Filtrationsdruck in den Kapillaren (Haargefäßen) der Harnkapseln selbst und hält ihn dort mit Werten um 6,5 kPa (∼ 50 mm Hg) ziemlich konstant. In den sonstigen Geweben des Körpers liegt der Kapillardruck mit durchschnittlich 3,3 kPa (∼ 25 mm Hg) viel niedriger.
Sinkt der Blutdruck in den Arterien der Niere unter einen Schwellenwert ab (alle Werte darüber lösen keine Reaktion aus, entsprechen also einem Sollwert), schaltet sich die Niere mit der Bildung von blutdruckregulierenden Hormonen in diese Regelleistung des Körpers ein.Messfühler in jeder Harnkapsel an den zuleitenden, arteriellen Blutgefäßen registrieren den Druckabfall. Die Blutgefäße geben bei zu niedrigem Druck das Enzym Renin in das Blut ab. Aus einer von der Leber produzierten Vorstufe, dem Angiotensinogen, wird mithilfe des Renins über eine Zwischenstufe hauptsächlich in der Lunge das Angiotensin II (Angio = von griechisch: Gefäß; tensio von lateinisch: Spannung) gebildet. Dieses Peptid verursacht eine Blutdrucksteigerung im ganzen Körper durch die Kontraktion der glatten Muskelzellen in den kleinen Arterien, die sich verengen und so den Fließwiderstand und damit den Blutdruck erhöhen.
Angiotensin II wirkt außerdem als übergeordnetes Hormon, indem es die Nebennierenrinde dazu veranlasst, das Hormon Aldosteron auszuschütten. Aldosteron wirkt seinerseits in der Niere, indem es die Wasserrückgewinnung aus dem Primärharn und die Natriumrückgewinnung steigert. Beide Rückresorptionen zusammen erhöhen das Volumen des Blutplasmas und den Blutdruck: Eine größere Blutmenge macht die Gefäße praller.
Eine Unterversorgung der Niere mit Blut, beispielsweise bei Arteriosklerose durch eine die Nierenarterie verengende »Verkalkung«, führt zu erhöhtem Blutdruck, weil die Niere sich ihren für die Filtration nötigen Blutdruck durch die beiden eben geschilderten Mechanismen vom Körper über den Druck des Gesamtkreislaufs »besorgt«. Dabei normalisiert sich der Blutdruck in der Niere zwar, vor der Verengung, also im ganzen übrigen Körper, herrscht dann aber der Nierenhochdruck oder renale Hochdruck.
Blutdruckregulation über die Elastizität der Arterien
Nicht nur der Salzhaushalt und das allgemeine Flüssigkeitsvolumen im Körper und seine Verteilung regulieren den Blutdruck, sondern auch ein rückgekoppeltes System im Blutkreislauf selbst. Die dehnungs- und druckaufnehmenden Sensoren des Blutkreislaufs befinden sich in der Aorta, also der Körperhauptschlagader in unmittelbarer Nähe des Herzens. Der zweite, mindestens ebenso wichtige Barorezeptor (Druckaufnehmer) ist ein linsengroßes Körperchen an der Aufzweigung der beiden Halsschlagadern jeweils seitlich oberhalb des Kehlkopfes. In diesen beiden Blutgefäßen »pulsiert« der Blutdruck, da das Blut in Ruhe in nur drei Zehntelsekunden aus dem Herzen in die gummiartig elastischen Arterien hineingespritzt wird. Die Gefäße werden unter steigender Wandspannung gewissermaßen »blitzschnell aufgeblasen«. Das geschieht schneller, als das Blut in die Abflussadern entweichen kann. In der folgenden etwa halben Sekunde ziehen sich die blutgefüllten Arterien zusammen und quetschen das Blut, das wegen der zum Herzen hin geschlossenen Ventile nicht zurückströmen kann, in Fließrichtung weiter in die kleineren Arterien.
Die Messfühler sind also keine simplen Sensoren, die wie ein Fieberthermometer einen einfachen Istwert melden, sondern sie müssen sich an den ständig wechselnden Druck anpassen und trotzdem korrekt messen. Um das zu erreichen, misst ein Teil der Druckrezeptoren den Druck, während ein anderer Teil an schnelle Messwertänderungen angepasst ist und Druckveränderungen angibt. Ferner spricht eine große Anzahl von Sensoren auf unterschiedlichen Druck an. Je mehr von ihnen einen Wert melden, desto höher ist der Druck. Durch diese verschiedenen, aufeinander abgestimmten sensorischen Systeme ist gewährleistet, dass den Blutdruckzentren im Gehirn ein vollständiges Bild des Druckes und der Druckabläufe innerhalb der Dauer eines Herzschlags zugeleitet wird.
Regulation im zentralen Nervensystem
Die Regelzentren im Stammhirn unterliegen ebenfalls komplizierten Sollwerteinstellungen. Erkennen die Zentren, dass eine neue Einstellung notwendig ist, reagieren sie mit einer Hemmung entweder des sympathischen oder des parasympathischen Systems. Wird ein zu hoher Blutdruck festgestellt, werden die sympathischen Erregungen angemessen unterdrückt, die für die Einstellungsreaktion einer Blutdrucksteigerung notwendig wären, und nur das parasympathische System über den Nervus vagus wird aktiviert: Arterien und Venen werden weit gestellt. Der arterielle Fließwiderstand wird nun gering, sodass sich hoher Druck nicht aufbauen kann; in den Venen kann durch Erweiterung ein stattliches Volumen »versacken«, dass dem Herzen nicht zur Verfügung steht: Der Blutdruck sinkt.
Umgekehrt wird bei zu niedrigem Blutdruck der Parasympathikus gehemmt. Die nun wirksame sympathische Erregung bewirkt am Herzen eine leichte Steigerung des Pulses, vor allem aber steigen Schlagvolumen und Herzkraft an. Die sympathischen Fasernetze entlang der Blutgefäße erregen gleichzeitig die Gefäßwandmuskulatur und die kleinen Arterien verengen sich. Das Herz pumpt verstärkt gegen diesen Fließwiderstand an, und der Blutdruck steigt. Bei entsprechend starkem Reiz ziehen sich auch die Venen etwas zusammen; sie »entspeichern« die venöse Blutreserve und stellen dem Herzen mehr Blut zur Verfügung.
Äußere Einflüsse können auf dieses Regelsystem ebenfalls einwirken. Der in der Selbstverteidigung gelehrte »Handkantenschlag« an den Hals ist ein Schlag auf die Drucksensoren in der Halsschlagader. Auch wenn man die Rezeptoren nicht genau trifft, erzeugt die Druckwelle über das Gewebe kurzfristig lokal einen zu hohen Druckwert. Die Rezeptoren melden einen viel zu hohen Blutdruck als »falschen Alarm«, worauf die Regler im Stammhirn eine drastische Blutdrucksenkung veranlassen. Da diese Absenkung des Blutdrucks aber von normalen Werten ausgeht, kann sein Abfall zu Schwindel oder gar Bewusstlosigkeit, in seltenen (Un-)Fällen auch zum Tod des Betroffenen führen.
Prof. Dr. Carsten Niemitz, Berlin
Grundlegende Informationen finden Sie unter:
Regelkreise im menschlichen Körper