Wie die Kapillaren den Blutfluss unterstützen

Das Herz ist nicht der einzige Motor des Blutkreislaufs. Es wird durch einen ergänzenden Antriebsmechanismus in den Kapillaren unterstützt. Wie helfen diese fragilen, hauchdünnen Gefäße dem Herzmuskel dabei, den Blutfluss durch das System zu befördern, und dies auch noch nach dem Herzstillstand? Und wie unterstützen Masqueliers OPCs diesen Mechanismus?
  • Auszug

Wenn das Herz wirklich der einzige „Motor“ ist, der Blut durch die Arterien, Kapillaren und Venen zirkulieren lässt, wie lässt sich dann das Phänomen erklären, dass bei Mäusen, Ratten, Hunden und Küken ein Blutfluss beobachtet wurde, nachdem das Herz nicht mehr schlug? Wodurch konnte der postmortale Blutfluss noch zwischen 15 Minuten und mehreren Stunden lang anhalten? Und wie erklärt sich das Rätsel, dass beim Menschen nach dem Herzstillstand die Arterien blutleer und mit Luft gefüllt sind? Was übrigens der Grund dafür ist, dass die alten Griechen, als sie dieses seltsame Phänomen bei ihren Autopsien beobachteten, diesen Teil des Kreislaufsystems „artēríā“ (ᾰ̓ρτηρῐ́ᾱ) nannten, was so viel bedeutet wie‚ Luftkanal‘ oder‚ Luftröhre‘.

On the Driver of Blood Circulation Beyond the Heart“ lautet der Titel eines wissenschaftlichen Artikels, in dem die Forscher Zheng Li und Gerald Pollack die Frage aufwerfen und beantworten, die sich Generationen von renommierten Ärzten und Physiologen seit dem 19. Jahrhundert stellten: „Kann das Herz der einzige Motor des Blutkreislaufs sein?“ Der Konsens unter den Wissenschaftlern war, dass „ein ergänzender Antriebsmechanismus in den Blutgefäßen, vermutlich in den Kapillaren, existieren muss“. (i) Dies klingt durchaus plausibel, aber wie könnten diese winzigen, fragilen, haarfeinen Mikrogefäße, die selbst nicht den geringsten mechanischen Druck ausüben können, dem kräftigen Herzmuskel dabei helfen, den Blutfluss durch das Kreislaufsystem zu befördern, und dies auch dann noch tun, wenn das Herz aufgehört hat, zu schlagen? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir uns eine kuriose Eigenschaft ansehen, und zwar von ... Wasser.

Während Flüssigkeiten üblicherweise aufgrund von Druck von außen fließen, hatten Li und Pollack in früheren Experimenten einen „Fließ-Antriebsmechanismus“ beobachtet, der Wasser ohne ausgeübten Druck durch kleine röhrenförmige „Tunnel“ oder winzige „Röhren“ befördert. (ii) Sie konnten dieses spontane Fließen in einem trichterförmigen „Tunnel“ messen, den sie durch einen „Block“ aus einer nicht löslichen, dicken, kompakten Substanz namens „Hydrogel“ „eingestochen“ hatten. Wenn ein solcher „Hydrogel-Block“ in einen mit reinem Wasser gefüllten Behälter gegeben wurde, begann das Wasser, vom schmalen zum breiteren Ende des Tunnels zu fließen. Der Wasserfluss konnte durch Infrarotstrahlung auf diese Konstruktion beschleunigt werden. Offenbar diente die Energie (Wärme) als Kraftstoff, der irgendwie in die „sich selbst antreibende“ Bewegung des Wassers umgewandelt werden konnte. 

An dieser Stelle erachten wir es nicht als sinnvoll, die Gründe für diese Umwandlung anhand der äußerst technischen Begriffe, die Li und Pollack verwenden, zu erörtern. Aber ganz einfach und kurz gesagt, hat es mit der Tatsache zu tun, dass Wasser mehr als drei Erscheinungsformen hat. Es tritt nicht nur gasförmig, flüssig und fest (gefroren) auf, sondern kann auch eine sogenannte 4. Phase einnehmen, in der das Wasser die „flüssig-festen“ Eigenschaften eines Gels aufweist. Wie ich in meinem Blogartikel OPCs und die fluide Matrix des Wassers (iii) erkläre, kennen all jene die „gelee-artigen“-Eigenschaften von Wasser der 4. Phase, die Wackelpudding essen oder zubereiten, der zu einem Gel wird, wenn sich flüssiges Wasser spontan in Wasser der 4. Phase verwandelt. Für diese Umwandlung muss das Wasser lediglich mit Gelatineproteinen oder ähnlichen Substanzen in Kontakt kommen. In Kollagen, OPCs und Kristallkörperbewusstseinerkläre ich, dass im Körper dieselbe Umwandlung stattfindet, wenn Wasser mit einer Oberfläche in Berührung kommt, die Kollagen enthält. Auf dieser Oberfläche bildet das Wasser eine dünne „Gelee-Zone“. (iv) 

Obwohl sich Wasser der 4. Phase wie ein Gel verhält, sollte beachtet werden, dass dieses lediglich „Wackelpudding-Wasser“ ist, das sich von den verschiedenen „Hydrogelen“ unterscheidet, die von Li und Pollack in der Wasser-Hydrogel-Tunnel-Anordnung getestet wurden. Was uns interessiert, ist, dass eines dieser „Hydrogele“ Kollagen war. In Gegenwart einer ausreichenden Menge an Wärme bildete sich an der inneren Oberfläche des „Kollagen-Tunnels“ eine dünne „Zone“ aus Wasser der 4. Phase. Im Kontext der Herz-Kreislauf-Gesundheit ist dies von größter Relevanz, da, wie an anderer Stelle erläutert, im menschlichen Körper alle Gefäße des Kreislaufsystems mit einer inneren „Auskleidung“ versehen sind, die aus einer einzelnen Schicht von in Kollagen „eingebetteten“ Zellen besteht. Diese wird Endothel genannt. Durch die Interaktion zwischen dem flüssigen Anteil des Bluts (dem „Serum“) und dem Kollagen des Endothels bildet sich auf der Oberfläche des Endothels eine Zone aus Wasser der 4. Phase. Die Kapillaren sind die engsten („haarfeinen“) Gefäße des vaskulären Systems, bei denen die Gefäßwand nur noch aus dem Endothel besteht. Daher ist das Lumen des Gefäßes, d. h. der innere Hohlraum, der von der Zone aus Wasser der 4. Phase umschlossen wird, welche die Oberfläche des Endothels „bedeckt“, in den Kapillaren auch am engsten. 

Nun gut, aber wie kommt es dann zu einer Bewegung des Wassers in Richtung des breiteren Endes eines „Kollagentunnels“? Zunächst einmal brechen bei der Bildung von Wasser der 4. Phase die Wassermoleküle, die mit der Oberfläche des Kollagens in Berührung kommen, zuerst auseinander und verbinden sich dann zu einem hochgradig geordneten, negativ geladenen Film oder einer „Zone“, die an die Oberfläche angrenzt, wobei positiv geladene Teilchen (Wasserstoffatome) freigesetzt werden. In einer dünnen Röhre „sammeln sich“ die Wasserstoffatome dann in deren Mitte. In unserem Fall sammeln sie sich in der Mitte der Blutgefäße. In den Worten von Li und Pollack „erwirbt die Mitte dadurch eine hohe positive Ladung“. Da Kapillaren viel dünner als die benachbarten Arterien und Venen sind, ist die Konzentration der angesammelten Wasserstoffatome in deren Lumen am höchsten. Somit ist die positive Ladung in der Kapillare höher als in den benachbarten Arterien und Venen. Dieser Unterschied in der möglichen „Dichte“ bewirkt, dass das Blut fließt, aber wie kommt es dann, dass dieser Blutfluss im Kreislaufsystem in Richtung der Vene und nicht zurück zur Arterie erfolgt?

Li und Pollack erklären, dass die Frage der Flussrichtung wahrscheinlich in erster Linie durch die „Architektur“ des Gefäßnetzes gelöst wird. Im vaskulären System hat jeder „Zweig“ bzw. jede Route (Arterie, Kapillare, Vene) „eine Gruppe von Gefäßen mit ähnlichem Durchmesser“. Zur Erinnerung: Im oben erwähnten Wasser-Hydrogel-Tunnel-Experiment bewegte sich das Wasser spontan vom dünneren zum breiteren Ende des trichterförmigen „Tunnels“. In ähnlicher Weise, so Li und Pollack, „dürfte der Kapillarfluss von der relativen Größe der Eintritts- und Austrittsgefäße abhängen. Arteriolen [die sich verengenden Enden der Arterien an einem Ende der Kapillaren] haben einen geringeren durchschnittlichen Durchmesser als Venolen [die sich erweiternden Ansätze der Venen am anderen Ende der Kapillaren] – ca. ein Drittel des Durchmessers von Venolen. In einem Kapillarbett, das zwischen Arteriolen und Venolen liegt, sollte das Blut also von den engeren Arteriolen zu den breiteren Venolen fließen. Die erwartete Blutflussrichtung sollte daher in den Kapillaren ihrer natürlichen Richtung folgen. Sie sollte dies auch in den Venen tun, wo der natürliche Verlauf von enger zu breiter ist.“ 

Um dieses Modell schlüssig zu prüfen, mussten die Wissenschaftler in einem lebenden Organismus einen Herzstillstand herbeiführen. Zu diesem Zweck opferten sie einen lebenden, intakten, drei Tage alten Küken-Embryo. Als sie bei diesem das Herz zum Stillstand brachten, konnten sie genau das beobachten, was sie vorhergesagt hatten. Das Blut floss weiterhin von den Kapillaren in die Venen. Darüber hinaus wurde das Fließmodell „doppelt“ bestätigt, als sie beobachteten, dass „die erwartete Flussrichtung in den Arterien der natürlichen entgegengesetzt war“. Das Blut begann zurück zum Herzen zu fließen, da die Arterie am Ende des Herzens breiter ist als in der Peripherie. „Wie das Modell vorhergesagt hatte, war die Flussrichtung in den großen, herznahen Arterien tatsächlich entgegengesetzt zur natürlichen Richtung, kurz nachdem das Herz aufgehört hatte, zu schlagen. […] Da das Herz, das nicht mehr schlug, die Arterien nicht mehr mit Blut versorgte, leerten sich die Arterien schließlich. Die leeren Arterien deuten darauf hin, dass die Fähigkeit der Kapillaren und Venen, den Blutfluss anzutreiben, jene der Arterien übertrifft. Somit befördern alle Blutgefäße das Blut in die natürliche Richtung.“ Ganz einfach ausgedrückt: Das Herz füllt die Arterien und die Kapillaren füllen die Venen.

In ihrem Artikel „On the Driver of Blood Circulation Beyond the Heart“ erklärten die Autoren, dass der Motor für die Fähigkeit der Kapillaren zum Antrieb des Blutflusses, im Einklang mit dem, was sie im Wasser-Hydrogel-Tunnel-Experiment beobachtet hatten, in der Infrarotenergie liegt. Im menschlichen Körper entsteht diese Energie auf natürliche Weise aus der Stoffwechselwärme, aber auch aus externen Quellen wie der Sonne. „Für jeden Organismus“, so Li und Pollack, „ist der Stoffwechsel die wichtigste Voraussetzung. Stoffwechselaktivität erzeugt Wärme. Die Wärme wird in Form von [Infrarot]-Energie freigesetzt, was den Blutfluss antreiben und damit für die Versorgung von Geweben sorgen kann. Der Stoffwechsel unterstützt also den Kreislauf, und der Kreislauf unterstützt den Stoffwechsel. Die beiden Vorgänge bedingen sich gegenseitig. Wenn wir die Existenz dieses zweiten zirkulatorischen Antriebsmechanismus [Stoffwechselenergie] anerkennen, eröffnet sich ein neues Verständnis von Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie ungeahnte Behandlungsmöglichkeiten für ebenjene. Wir können also in Zukunft mit neuartigen Therapien rechnen.“ 

Bei allem Respekt für die Arbeit von Li und Pollack und die Hoffnung, die sie in „neuartige Therapien“ setzen, möchte ich doch darauf hinweisen, dass es ein „altes“, natürliches Mittel gibt, das perfekt zu ihrem bahnbrechenden Blutflussmodell passt. Zahlreiche einschlägige Human-, Tier- und Zellstudien sprechen deutlich dafür, dass Masqueliers OPCs zur Erhaltung gesunder mikrovaskulärer Strukturen und Funktionen beitragen können, indem sie sich positiv auf die Selbsterhaltungsfähigkeit des Mikrogefäßsystems auswirken. Die OPCs unterstützen das Netzwerk der Mikrogefäßwand, indem sie die Kollagen- und Elastinfasern vor Zersetzung schützen sowie die Kollagensynthese fördern und Entzündungen sowie oxidativen Stress bekämpfen. Dieses umfangreiche Wissen über die zahlreichen positiven Auswirkungen von Masqueliers OPCs auf das Herz-Kreislauf-System eröffnet die Möglichkeit, diese Bioaktivstoffe als wichtige Komponente für die Fähigkeit der Mikrogefäße zu würdigen wissen, das Herz beim Antrieb des Blutflusses zu unterstützen. Hinsichtlich des Kreislaufs und Stoffwechsels spielen Masqueliers OPCs eine wesentliche Rolle bei der Unterstützung des kardiovaskulären Systems, um den Stoffwechsel zu fördern, damit die erforderliche Energie erzeugt werden kann, um den Kreislauf anzutreiben, der den Stoffwechsel fördert, damit die erforderliche Energie erzeugt werden kann, um ... den „Kreislauf des Lebens“ am Laufen zu halten. 

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[i] On the Driver of Blood Circulation Beyond the Heart; Zheng Li, PhD and Gerald H. Pollack, PhD; Department of Bioengineering, University of Washington, Seattle, Washington, USA.; Posted on pre-print server bioRxiv; April 20, 2021; 
[ii] Surface-induced flow: A natural microscopic engine using infrared energy as fuel; Zheng Li and Gerald H. Pollack; Science Advances | Research article; 8 May 2020.
[iii] Siehe Blogpost/Artikel OPCs und die fluide Matrix des Wassers
[iv] Siehe Blogpost/Artikel Kollagen, OPCs und Kristallkörperbewusstsein;