Die Skelettmuskeln haben ein umfangreiches Netzwerk an Blutkapillaren um die Muskelfasern herum. Diese Kapillaren bestehen aus einer einzelnen Schicht an Endothelzellen, die auf der luminalen Seite mit Glykocalyx (kohlenhydratreicher Bestandteil der Zellmembran) und auf der anderen Seite mit einer Basalmembran ausgestattet sind. Dieses Kapillarnetzwerk, das das „Ende“ des Herz-Kreislauf-Systems darstellt, spielt eine wichtige Rolle bei der Versorgung der Muskelfasern mit Nährstoffen und dem Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid in den Muskeln. Es wurde gezeigt, dass bei Ausdauertraining in verschiedenen menschlichen Skelettmuskeln Veränderungen in der Anordnung der Blutgefäße auftreten.
Endothelialer vaskulärer Wachstumsfaktor
Der endotheliale vaskuläre Wachstumsfaktor (VEGF) ist ein heparinbindendes, für Endothelzellen spezifisches Mitogen, das die Angiogenese in verschiedenen Geweben stimuliert. Sowohl körperliche Belastung als auch Hypoxie können zu einem Anstieg der VEGF-mRNA-Expression im menschlichen Skelettmuskel führen. Bereits nach einer Trainingseinheit mit 50 % der maximalen Belastung wird ein Anstieg der VEGF-mRNA bei gesunden Probanden und Nierenerkrankten beobachtet. Darüber hinaus wird bei Hypoxie und körperlicher Belastung eine Zunahme der VEGF-Rezeptoren (flt-1 und flk-1) beobachtet. Daher sind der endotheliale vaskuläre Wachstumsfaktor VEGF und seine Rezeptoren an der Zunahme der Kapillardichte als Reaktion auf körperliche Aktivität beteiligt. Bei untrainierten Personen wird bereits nach einer Trainingseinheit ein deutlicher Anstieg der VEGF-mRNA in den Skelettmuskeln beobachtet. Diese Ereignisse können den zunächst intensiven Kapillarwachstum in untrainierten Muskeln zu Beginn eines Trainingsprogramms widerspiegeln, bevor der Angiogeneseprozess langsamer verläuft und eine Steigerung der Trainingslast zu seiner Stimulierung erforderlich ist, da das Trainingsniveau der Muskeln zunimmt.
Muskeldurchblutung während körperlicher Belastung
Die Muskeldurchblutung, die in Ruhe 2-4 ml/100 g pro Minute beträgt, erhöht sich während körperlicher Belastung deutlich. Die Muskelkontraktionen reduzieren die Muskeldurchblutung vorübergehend, da sie die intramuskulären Blutgefäße zusammenpressen. In rhythmisch kontrahierenden Muskeln steigt die Muskeldurchblutung jedoch bis auf das 30-Fache an (90 ml/g2 pro Minute bei gut trainierten Sportlern). Es ist jedoch zu beachten, dass bei starken tonischen Muskelkontraktionen der Skelettmuskel aufgrund einer unzureichenden Sauerstoff- und Nährstoffversorgung, die durch die Kompression dieser Gefäße verursacht wird, schnell ermüden kann.
Prävention von Durchblutungsstörungen der unteren Extremitäten bei Sportlern
Durchblutungsstörungen der unteren Extremitäten, die infolge längerer Flugreisen oder Busfahrten auftreten können, sind eine potenzielle Ursache für eine Leistungsminderung bei Sportlern. Daher wurde ein Komplex an präventiven Maßnahmen entwickelt.
Häufig gestellte Fragen
Wie erfolgt die Blutversorgung der Skelettmuskeln?
Die Skelettmuskeln haben ein umfangreiches Netzwerk an Blutkapillaren um die Muskelfasern herum. Diese Kapillaren bestehen aus einer einzelnen Schicht an Endothelzellen, die auf der luminalen Seite mit Glykocalyx (kohlenhydratreicher Bestandteil der Zellmembran) und auf der anderen Seite mit einer Basalmembran ausgestattet sind. Dieses Kapillarnetzwerk spielt eine wichtige Rolle bei der Versorgung der Muskelfasern mit Nährstoffen und dem Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid.
Welche Rolle spielt der endotheliale vaskuläre Wachstumsfaktor (VEGF) bei der Blutversorgung der Skelettmuskeln?
Der endotheliale vaskuläre Wachstumsfaktor (VEGF) ist ein wichtiger Faktor, der an der Zunahme der Kapillardichte als Reaktion auf körperliche Aktivität beteiligt ist. Sowohl körperliche Belastung als auch Hypoxie können zu einem Anstieg der VEGF-mRNA-Expression im menschlichen Skelettmuskel führen. VEGF und seine Rezeptoren tragen somit zur Angiogenese in Skelettmuskeln bei.
Wie verändert sich die Muskeldurchblutung während körperlicher Belastung?
Die Muskeldurchblutung, die in Ruhe 2-4 ml/100 g pro Minute beträgt, erhöht sich während körperlicher Belastung deutlich, bis auf das 30-Fache (90 ml/g2 pro Minute bei gut trainierten Sportlern). Obwohl die Muskelkontraktionen die Muskeldurchblutung vorübergehend reduzieren, führen verschiedene Mechanismen insgesamt zu einem stark erhöhten Blutfluss in den arbeitenden Muskeln.
Welche präventiven Maßnahmen gibt es bei Durchblutungsstörungen der unteren Extremitäten bei Sportlern?
Durchblutungsstörungen der unteren Extremitäten, die infolge längerer Flugreisen oder Busfahrten auftreten können, sind eine potenzielle Ursache für eine Leistungsminderung bei Sportlern. Daher wurde ein Komplex an präventiven Maßnahmen entwickelt, um solche Durchblutungsstörungen zu verhindern.