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Die Bildung eines funktionsfähigen Herz-Kreislauf-Systems ist für die Entwicklung aller Wirbeltiere essentiell. Während der Embryonalentwicklung wird ein Netzwerk von Blutgefäßen gebildet, um die Organe mit Sauerstoff, Nährstoffen, Signalmolekülen und Stoffwechselprodukten zu versorgen und gleichzeitig im Blut enthaltene Abfallprodukte zu entfernen (Time-lapse Aufnahme mit einem Spinning Disc Mikroskop von einem schlagenden Herz eines transgenen Zebrafisch Embryos. Rote Blutzellen sind mit einem DsRed (rot) und Blutgefäße mit einem GFP (grün) genetisch markiert).

Während der Entwicklung des Herz-Kreislauf-Systems wandern Endothelzellen aus bestehenden Blutgefäßen in einem als Angiogenese bezeichneten Prozess aus und bilden ein Netzwerk aus Arterien und Venen. Im Verlauf dieser Migration bilden sich sogenannte Tip-Zellen und Stalk-Zellen aus und tauschen kontinuierlich Signale mit ihrer Umgebung aus, die das Wachstum der neuen Blutgefäße steuern. Tip-Zellen befinden sich an der Spitze des sich neu bildenden Gefäßes und lenken die Wanderung des neuen Blutgefäßes (Time-lapse Aufnahme mit einem konfokalen Mikroskop von sich bildenden Blutgefäßes eines transgenen Zebrafisch Embryos. Endothelzellen sind mit einem GFP (weiß) und Zellkerne der Endothelzellen sind mit einem mCherry (rot) genetisch markiert). Die Stalk-Zellen hingegen folgen den Tip-Zellen, proliferieren und das neue Lumen bilden. Die dem Lumen zugewandte innere Zellschicht wird von Endothelzellen gebildet, die von einer Basallamina, Perizyten und glatten Muskelzellen umgeben sind und den Gefäßtonus regulieren. Der Prozess der Angiogenese findet nicht nur während der Embryonalentwicklung statt, sondern wird auch während der Wundheilung/Geweberegeneration und bei vielen Krankheiten, insbesondere Krebs wieder aktiviert. Das Herz-Kreislauf-System besteht neben Blutgefäßen auch aus einem Netzwerk von Lymphgefäßen. Diese Lymphgefäße leiten Lymphe aus dem Kapillarbett zurück in den Kreislauf und spielen eine wichtige Rolle bei der Flüssigkeitshomöostase und Immunität.