Herz-Kreislauf-System – Grundlagen

Worum geht’s?

Das Herz-Kreislauf-System stellt das elementarste Organsystem des menschlichen Körpers dar. Ein störungsfreier Kreislauf ist Grundvoraussetzung für die Versorgung und Funktion aller anderen Organe und Körpersysteme. In dieser Lektion wird dir alles Wichtige rund um das Herz-Kreislauf-System vermittelt.

Anatomie 

Allgemeines

Um alle Zellen des Körpers mit Blut zu versorgen, bedarf es besonderer Kreislauforgane. Dazu zählen:

• Herz
• Gefäßsystem

Das Herz ist der „Motor des Körpers“, durch welches ein ständiger Blutfluss aufrechterhalten wird. Das Blut zirkuliert dabei in einem geschlossenen Gefäßsystem aus elastischen Röhren, den Blutgefäßen. Diese werden in folgende Abschnitte gegliedert:

• Arterien, die vom Herzen wegleiten.
• Kapillaren, in denen der Stoffaustausch stattfindet.
• Venen, die das Blut zum Herz zurückführen.
• Lymphgefäße, die Flüssigkeit und Abwehrzellen transportieren.

Unabhängig von Sauerstoffgehalt werden alle vom Herzen wegführenden Gefäße als Arterien und alle hinführende Gefäße als Venen bezeichnet. Diese Definition ist vor allem beim Herz-Lungen- und bei Fetalen-Kreislauf zu beachten!

Neben dem Sauerstofftransport mithilfe des Blutes, hat das Gefäßsystem auch die Aufgabe, Nährstoffe in die Zellen zu transportieren, sowie Abbauprodukte des Zellstoffwechsels (z.B. CO₂) wieder abzutransportieren.

Gestalt und Lage des Herzens

Das Herz ist ein muskuläres Hohlorgan und liegt in der Mitte des Brustkorbs, wobei 2/3 des Herzens auf die linke Seite verlagert sind. Es ist vollständig vom Herzbeutel, dem sogenannten Perikard umhüllt. Der Herzmuskel wird Myokard genannt. Das Herz ist ca. 1 ½ Fäuste groß und kann sich sowohl durch starke sportliche Belastung, als auch durch verschiedenste Erkrankungen vergrößern. Das Herz wiegt ca. 300-350 g und ähnelt in seiner Gestalt einem abgerundeten Kegel, dessen Grundfläche als Herzbasis bezeichnet wird.

Aufbau

Das Herz wird durch die mittig liegende Herzscheidewand (Septum) in eine rechte und eine linke Herzhälfte unterteilt. Beide Hälften haben jeweils einen Vorhof (Atrium) und eine Kammer (Ventrikel). Konkreter unterteilt man das Herz in einen rechten Vorhof und eine rechte Kammer, sowie in den linken Vorhof und die linke Kammer.

Die linke und rechte Seite werden dabei mechanisch und funktionell durch das Septum, voneinander getrennt. Betrachtet man das Herz direkt frontal, also von vorne, blickt man auf die sogenannte Vorderwand. Als Hinterwand des Herzens bezeichnet man die Fläche, die auf dem Zwerchfell liegt und hauptsächlich von der linken Kammer gebildet wird.

Innenräume und Klappen des Herzens

Der gesamte Innenraum des Herzens ist durch die innerste Schicht des Herzens, dem Endokard ausgekleidet. Das Endokard hat eine glatte Oberfläche, um einen widerstandsfreien Blutfluss zu garantieren. Von innen nach außen stellt die Muskelmasse des Herzens, das Myokard, die nächste Schicht dar, welche die eigentliche Pumpfunktion und Arbeitsleistung des Herzens erfüllt. Das Myokard besteht ausschließlich aus spezialisiertem Herzmuskelgewebe, welches sehr leistungsfähig und ausdauernd ist. Das Myokard ist vor allem im Bereich der linken Kammer stärker ausgebildet als auf der rechten Seite, da hier viel Muskelmasse nötig ist, um das Blut über die Aorta in den Körperkreislauf auszuwerfen.

Dem Myokard schließt sich das Epikard, die Außenhaut des Herzens, an, welche zeitgleich auch die innere Schicht des Herzbeutels (Perikard) darstellt. Zwischen der Außen- und Innenschicht des Herzbeutels befindet sich ein schmaler, mit Flüssigkeit gefüllter Spalt, die Perikardhöhle. Die dort enthaltene Flüssigkeit ermöglicht ein reibungsloses Gleiten während der Herzaktionen.

Herzklappen

Im Inneren des Herzens spielen insgesamt vier sogenannte Herzklappen eine wichtige Rolle für die Pumpmechanik. Grundsätzlich unterscheidet man Segel- von Taschenklappen. Zwischen dem rechten Vorhof und der rechten Kammer befindet sich die dreizipflige Segelklappe (Trikuspidalklappe), zwischen der rechten Kammer und der Lungenarterie eine Taschenklappe, die sogenannte Pulmonalklappe. Zwischen dem linken Vorhof und der linken Kammer liegt die zweigipflige Segelklappe (Mitralklappe), zwischen der linken Kammer und der Aorta liegt eine weitere Taschenklappe, die Aortenklappe.

Wie eingangs erwähnt, sorgen die Herzklappen dafür, dass das Blut in die korrekte Richtung fließt und eine problemfreie Pumpfunktion des Herzens gewährleistet werden kann.

Herzkranzgefäße

Der Herzmuskel selbst muss ebenfalls mit Sauerstoff und somit mit Blut versorgt werden, damit eine regelhafte Herzfunktion garantiert ist. Dies geschieht über die Herzkranzgefäße oder auch Koronargefäße genannt. Die Versorgung erfolgt über die rechte und linke Herzkranzarterie, welche direkt aus der Aorta entspringen. Die rechte Herzkranzarterie (A. coronaria dextra, RCA) versorgt die Wand des rechten Vorhofs und der rechten Kammer. Die linke Herzkranzarterie (A. coronaria sinistra, LCA) teilt sich in zwei weitere Äste (RIVA und RCX). Diese versorgen den linken Vorhof sowie die linke Kammer und das Septum.

Erregungsleitungssystem

Das Herz verfügt über ein unabhängiges Netz an Nervenbahnen, das Reizleitungssystem. Durch einen gezielten elektrischen Reiz, welcher über diese Nervenbahnen geleitet wird, ist das Herz in der Lage, zu einem bestimmten Zeitpunkt entweder Vorhöfe oder Kammern zu erregen. Aus dieser Erregung entsteht dann die Herzaktion, welche durch Kontraktion das Blut weiterpumpt. Die Bestandteile des Erregungsleitungssystems sind spezialisierte Nervenzellverbünde. Die Reizleitung geschieht im Millisekundenbereich und die Weiterleitung des Reizes folgt einer festgelegten Hierarchie und Richtung:

Welche Funktionen und Eigenschaften die einzelnen Komponenten des Reizleitungssystems besitzen, erklären wir dir im Folgenden:

• Sinusknoten

Hier beginnt die Erregung. Der Sinusknoten ist der primäre Schrittmacher und generiert eine Schlagfrequenz (Herzfrequenz) von 60-70 Schläge/Min. vor. Die Erregung breitet sich über der Vorhofmuskulatur aus und mündet im

• Atrioventrikularknoten (AV-Knoten)

Dieser Knoten übernimmt die „Schrittmacherfunktion“ des Sinusknotens, wenn dieser ausfällt. Jedoch beträgt die Frequenz 50-60 Schläge/Min. Der Reiz wird von hier auf das

• His – Bündel

weitergeleitet, welches auf die

• Tawara-Schenkel

überleitet. Diese verlaufen entlang des Septums in Richtung Herzspitze.Nachfolgend verteilt sich der Reiz schließlich auf die

• Purkinje-Fasern

und überträgt sich über das gesamte Kammermyokard.

Über die spezialisierte Herzmuskulatur wird eine gleichmäßige, rhythmische Kontraktion erzeugt. Herzfrequenz, Erregungsgeschwindigkeit und Kontraktionskraft werden dabei durch das vegetative Nervensystem beeinflusst.

Neben dem standardmäßig verwendeten 4-Kanal-EKG gibt es noch eine detaillierte Erhebung eines EKGs, die 12-Kanal-EKG genannt wird. Neben den „normalen“ Standardableitungen werden im 12-Kanal-EKG auch sogenannte Brustwandableitungen aufgezeichnet.

Gefäßsystem

Das Gefäßsystem stellt den zweiten Teil des Herz-Kreislauf-Systems dar und wird dabei grundständig in Venen und Arterien unterschieden. Arterien transportieren sauerstoffreiches Blut, Venen hingegen sauerstoffarmes Blut (Ausnahme: Lungenkreislauf). Arterien verfügen zudem über eine ausgeprägtere Muskelschicht im Vergleich zu den venösen Blutgefäßen, da das Blut mit einem deutlich höheren Druck durch das arterielle System fließt. Venen verfügen über Venenklappen, welche die Flussrichtung des Blutes regeln. Venen, welche zum Herzen hinführen, werden stetig größer (Venolen → Venen → obere/untere Hohlvene); Arterien werden hingegen kleiner je weiter sie sich vom Herz verzweigen (Aorta → Arterien → Arteriolen). Venen als auch Arterien münden in das Kapillargebiet. In diesem aus haarfeinen Gefäßnetzen bestehendem System findet der Stoffaustausch zwischen Gefäßsystem und Gewebe statt.

Physiologie

Das Herz fungiert als Pumpe und sorgt dafür, dass das Blut ständig durch den Lungen- und Körperkreislauf zirkuliert. Dabei sorgt das Reizleitungssystem dafür, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt gezielt ein Vorhof oder eine Kammer kontrahiert und das Blut weiterpumpt. Man benennt hierbei die zeitlichen Abschnitte der Herzaktion als Systole und Diastole. Die Systole besteht aus der Anspannungs- und Austreibungsphase. Das Myokard zieht sich hierbei zusammen und treibt das Blut aus dem Herzen aus. Danach folgt die Diastole, in welcher sich das Herz zunächst kurz entspannt und danach wieder mit Blut füllt, um direkt danach wieder mit der Anspannungsphase anzuschließen.

Beginnend im rechten Vorhof nimmt das Blut (zu diesem Zeitpunkt O₂-arm) den folgenden Weg durch den Körper:

Rechter Vorhof → Trikuspidalklappe → Rechte Kammer → Pulmonalklappe → Lungenarterie → Lungenarteriolen → Kapillaren (Gasaustausch in der Lunge) → Lungenvenolen (von nun an O₂-reiches Blut) → Lungenvenen → Linker Vorhof → Mitralklappe → Linke Kammer → Aortenklappe → Aorta → Arterien → Arteriolen → Kapillaren (Gasaustausch zwischen Blutgefäß und Gewebezellen) → Venolen (von nun an wieder O₂-armes Blut) → Venen → Obere und Untere Hohlvene → Rechter Vorhof

Die Herzfrequenz (HF), also die Herzschläge pro Minute, beträgt beim Erwachsenen in Ruhe 60-80 Schläge pro Minute. Eine Herzfrequenz unter 60 Schlägen pro Minute wird als Bradykardie, eine Herzfrequenz mit über 90 Schlägen pro Minute als Tachykardie bezeichnet. Das Herzzeitvolumen (HZV) bezeichnet die Menge an Blut, welche in einer Minute von einer Kammer in den Kreislauf gepumpt wird. Das HZV beträgt bei einem gesunden Erwachsenen ca. 5l/min.

Auf den Punkt gebracht

Das Herz-Kreislauf-System besteht aus dem Herz als Pumpe und den Blutgefäßen (Venen und Arterien). Es wird in den großen Kreislauf (Körperkreislauf) und den kleinen Kreislauf (Lungenkreislauf) unterteilt. Hier noch ergänzen

Du solltest nun…

1. … den anatomischen Aufbau des Herzens und der Blutgefäße kennen.
2. … die Physiologie der Herzaktion und den Weg des Blutes durch den Körper verstanden haben.
3. … wissen, welche Herzfrequenz im Normbereich liegt, und wie die Begriffe Brady- und Tachykardie definiert sind.