Das Herz und die Blutgefäße bilden das Herz-Kreislauf-System (kardiovaskuläre System). Das Herz pumpt Blut in die Lungen, damit es dort Sauerstoff aufnehmen kann. Danach wird das sauerstoffreiche Blut vom Herzen in den Körper gepumpt. Das im Kreislaufsystem zirkulierende Blut versorgt den Körper mit Sauerstoff und Nährstoffen und transportiert die Abbauprodukte (wie Kohlendioxid) aus den Geweben ab.
Das Herz, ein Hohlmuskel, liegt in der Mitte des Brustkorbs. Es besteht aus zwei Hälften, der rechten und der linken Hälfte. Beide bestehen jeweils aus den folgenden Bestandteilen:
Vorhof: Obere Kammer, die das Blut sammelt und aus dem es in die untere Kammer strömt.
Untere Herzkammer (Ventrikel): Untere Kammer, die das Blut aus dem Herzen pumpt.
Damit das Blut immer nur in eine Richtung fließt, hat jeder Ventrikel eine Einlass- und eine Auslassklappe.
Die Einlassklappe am linken Ventrikel heißt Mitralklappe, die Auslassklappe ist die Aortenklappe. Am rechten Ventrikel heißt die Einlassklappe Trikuspidalklappe und die Auslassklappe Pulmonalklappe.
Jede Klappe besteht aus dünnen Gewebeschichten (Segel oder Blättchen), die sich öffnen und schließen wie Schwingtüren, aber immer nur in einer Richtung. Die Mitralklappe besitzt zwei Segel. Die anderen Klappen (Trikuspidal-, Aorten- und Pulmonalklappe) haben je drei. Die großen Einlassklappen (Mitral- und Trikuspidalklappe) sind mit warzenförmigen (papillären) Muskeln und Sehnen versehen, um zu verhindern, dass sie in den Vorhof zurückschwingen. Wenn ein Papillarmuskel beispielsweise durch einen Herzinfarkt beschädigt wurde, kann die Klappe rückwärts schwingen; dann dichtet sie die Kammer nicht mehr ab (es kommt zu einer sogenannten Insuffizienz). Wenn die Öffnung einer Klappe verengt ist (eine sogenannte Stenose vorliegt), ist der Blutstrom durch die Klappe verringert. Dieselbe Klappe kann undicht und verengt sein.
Die Herzschläge lassen erkennen, dass das Herz pumpt. Ärzte beschreiben die sogenannten Herztöne oft als ein da-dum. Wenn sie das Herz mit einem Stethoskop abhorchen, entsteht der erste Ton (das „da“ im da-dum) dann, wenn sich die Mitral- und die Trikuspidalklappe schließen. Der zweite Ton (das „dum“) zeigt an, dass sich die Aortenklappe und die Pulmonalklappe schließen. Jeder Herzschlag besteht aus zwei Abschnitten:
Systole: In der Systole ziehen sich Ventrikel zusammen und pumpen das Blut aus dem Herzen heraus, während sich die Vorhöfe entspannen und erneut mit Blut füllen.
Diastole: In der Diastole entspannen sich die Ventrikel und füllen sich mit Blut. Dann ziehen sich die Vorhöfe zusammen und drücken damit mehr Blut in die Ventrikel.
Funktion des Herzens
Das Herz hat die Aufgabe, Blut zu pumpen.
Die rechte Herzseite: Pumpt Blut in die Lunge. Dort nimmt das Blut Sauerstoff auf und gibt Kohlendioxid ab.
Die linke Herzseite: Pumpt Blut in den Körper, um das Gewebe mit Sauerstoff und Nährstoffen zu versorgen und gleichzeitig Abbauprodukte (z. B. Kohlendioxid), die in anderen Organen wie Lunge und Nieren ausgeschieden werden, mit dem Blut abzutransportieren.
Ein Blick in das Herz
Der Querschnitt durch das Herz zeigt, wie das Blut normalerweise fließt. |
Das Blut vollzieht folgenden Kreislauf: Aus dem Körper fließt sauerstoffarmes, mit Kohlendioxid angereichertes Blut durch die zwei größten Venen – die Vena cava superior und die Vena cava inferior, zusammen Venae cavae genannt – in den rechten Vorhof. Wenn sich der rechte Ventrikel entspannt, strömt das Blut aus dem rechten Vorhof durch die Trikuspidalklappe in den rechten Ventrikel. Ist diese fast voll, zieht sich der rechte Vorhof zusammen (Kontraktion) und presst noch mehr Blut in den rechten Ventrikel, der sich daraufhin zusammenzieht. Diese Kontraktion schließt die Trikuspidalklappe und drückt das Blut durch die Pulmonalklappe in die Pulmonalarterien, die die Lunge versorgen. In der Lunge fließt das Blut durch die feinen Kapillargefäße, die alle Lungenbläschen umgeben. Hier nimmt das Blut Sauerstoff auf und gibt das Kohlendioxid ab, das mit der Atmung ausgeschieden wird.
Aus der Lunge fließt das mit Sauerstoff angereicherte Blut durch die Pulmonalvenen in den linken Vorhof. Der linke Ventrikel entspannt sich und lässt das Blut aus dem linken Vorhof durch die Mitralklappe hereinströmen. Wenn die linke Herzkammer annähernd gefüllt ist, zieht sich der linke Vorhof zusammen, damit noch mehr Blut in die linke Herzkammer fließen kann, die sich daraufhin zusammenzieht. (Bei älteren Menschen füllt sich die linke Kammer nicht so gut, bevor sich der linke Vorhof zusammenzieht. Daher ist die Kontraktion des linken Vorhofs besonders wichtig.) Durch die Kontraktion der linken Herzkammer schließt sich die Mitralklappe und pumpt das Blut durch die Aortenklappe in die Aorta, die größte Arterie des Körpers. Dieses Blut transportiert Sauerstoff in alle Bereiche des Körpers, mit Ausnahme der Lunge.
Der kleine oder Lungenkreislauf ist der Kreislauf zwischen der rechten Herzseite, der Lunge und dem linken Vorhof.
Der große oder Körperkreislauf ist der Kreislauf zwischen der linken Herzseite zu nahezu allen Bereichen des Körpers und zurück in den rechten Vorhof.
Blutversorgung des Herzens
Wie alle Organe braucht das Herz ständig Blut, das mit Sauerstoff angereichert ist. Obwohl die Herzkammern voll Blut sind, braucht der Herzmuskel seine eigene Blutversorgung. Diese wird durch folgende Gefäße gewährleistet:
Koronar- oder Herzkranzgefäße
Die Herzkranzgefäße bilden ein System von Arterien und Venen, das den Herzmuskel (Myokardium) mit sauerstoffreichem Blut versorgt und das sauerstoffarme Blut zum rechten Vorhof leitet.
Das rechte und das linke Herzkranzgefäß zweigen von der Aorta kurz hinter ihrem Austritt aus dem Herzen ab, um den Herzmuskel mit sauerstoffreichem Blut zu versorgen. Diese beiden Kranzgefäße verzweigen sich zu weiteren Arterien, die das Herz ebenfalls mit Blut versorgen. In den Herzvenen sammelt sich das Blut aus dem Herzmuskel und fließt in eine große Vene an der Rückseite des Herzens (Sammelvene, Sinus coronarius), die das Blut zum rechten Vorhof zurückleitet. Wegen des Druckes, der entsteht, wenn sich das Herz zusammenzieht, kann der größte Teil des Blutes die Herzkranzgefäße nur passieren, während sich die Ventrikel zwischen den einzelnen Schlägen entspannen (während der Diastole).
Blutversorgung des Herzens
Wie jedes andere Gewebe im Körper muss der Herzmuskel sauerstoffreiches Blut erhalten und seine Abbauprodukte müssen vom Blut abtransportiert werden. Das rechte und das linke Herzkranzgefäß, die von der Aorta abzweigen, kurz nachdem sie das Herz verlassen hat, versorgen den Herzmuskel mit sauerstoffreichem Blut. Das rechte Herzkranzgefäß verzweigt sich in die rechte vordere Randarterie und die rechte hintere Interventrikulararterie, die an der Rückwand des Herzens verläuft. Das linke Herzkranzgefäß (auch linker Hauptstamm genannt) verzweigt sich in die Kranzarterie und die linke vordere Interventrikulararterie. Die großen Herzvenen nehmen das mit Abbauprodukten beladene Blut aus dem Herzmuskel auf und bringen es in eine große Sammelvene auf der Rückseite des Herzens, Sinus coronarius genannt; von dort fließt das Blut zum rechten Vorhof zurück. |
Steuerung des Herzens
Die Kontraktion der Muskelfasern im Herzen ist sehr gut gesteuert und kontrolliert. Die Herzmuskelfasern ziehen sich nicht alle gleichzeitig zusammen. Sie ziehen sich stattdessen in einer bestimmten Reihenfolge zusammen, durch die das Blut am besten durch jede Kammer gepumpt wird. Die Reihenfolge des Zusammenziehens wird durch rhythmische elektrische Impulse (Entladungen) gesteuert, die auf genau vorgegebenen Pfaden mit exakt kontrollierter Geschwindigkeit durch das Herz fließen. Diese Impulse gehen vom natürlichen Schrittmacher des Herzens (dem Sinusknoten oder Sinuatrial-Knoten – einem kleinen Gewebeknoten in der Wand des rechten Vorhofs) aus. Dieser erzeugt einen minimalen Strom.
Die Bahn der Reizleitung im Herzen
Der Sinusknoten (1) gibt einen elektrischen Impuls ab, der durch den rechten und linken Vorhof (2) wandert und beide stimuliert, sich zusammenzuziehen. Mit leichter Verzögerung erreicht der elektrische Impuls den Atrioventrikularknoten (3). Anschließend wandert der elektrische Impuls hinunter zum His-Bündel (4), das sich in den rechten Tawara-Schenkel für den rechten Ventrikel (5) und den linken Tawara-Schenkel für den linken Ventrikel (5) teilt. Der Impuls breitet sich durch die Ventrikel aus und stimuliert diese zur Kontraktion. |
Die Herzfrequenz, auch Puls genannt, ist die Anzahl der Herzschläge innerhalb einer Minute. Sie steigt, wenn der Körper mehr Sauerstoff braucht (wie z. B. beim Sport), und sinkt, wenn der Körper weniger Sauerstoff braucht (wie z. B. in Ruhephasen).
Die Herzfrequenz richtet sich danach, in welchem Abstand der Sinusknoten seine Impulse aussendet. Der Sinusknoten sendet selbstständig Impulse aus. Der Abstand dieser kann von zwei gegensätzlichen Bestandteilen des autonomen (nicht willkürlichen) Nervensystems gesteuert werden: Ein Teil, der sogenannte Sympathikus, erhöht die Herzfrequenz, der andere (Parasympathikus) setzt sie herab.
Der Sympathikus funktioniert mithilfe eines Nervengeflechts – dem Plexus des Sympathikus – und der Hormone Epinephrin (Adrenalin) und Norepinephrin (Noradrenalin), die von den Nebennieren und den Nervenenden abgegeben werden.
Der Parasympathikus wirkt über einen einzelnen Nerv, den Vagusnerv, der den Nervenbotenstoff Azetylcholin freisetzt.