Herz, Kreislauf & Gefäße: Basis-Info

Anatomisch liegt das Herz hinter dem Brustbein zwischen den beiden Lungenflügeln, etwas auf die linke Seite versetzt. Es hat die Form eines Kegels, dessen Spitze nach unten weist. Nach unten hin wird es vom Zwerchfell begrenzt.

Das Herz ist in eine Hülle aus Bindegewebe, den sogenannten Herzbeutel bzw. Perikard, eingebettet. Direkt auf dem Herzen verläuft eine weitere Hülle, das sogenannte Epikard. Zwischen Perikard und Epikard befindet sich ein hauchdünner, mit Flüssigkeit gefüllter Spaltraum. Dieser Spalt wirkt wie eine Gleitschicht, die dem Herz reibungsarme Verschiebungen innerhalb des Herzbeutels ermöglicht. Unter dem Epikard verlaufen die Herzkranzgefäße (Koronararterien), über die das Herz mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt wird.

Die Wand des Herzens besteht hauptsächlich aus Muskelgewebe, dem sogenannten Myokard. Dieses leistet die eigentliche Pumparbeit. Innen ist das Herz mit einer Haut ausgekleidet, dem sogenannten Endokard. Aus dem Endokard gehen auch die vier Klappen des Herzens hervor.

Das Herz ist ein Hohlorgan. Eine muskuläre Wand im Inneren (Septum) unterteilt es in zwei Hälften (linke und rechte Herzhälfte). Jede Hälfte ist weiters in einen sogenannten Herzvorhof und eine sogenannte Herzkammer unterteilt. So ergeben sich vier Hohlräume: rechter Vorhof, rechte Kammer sowie linker Vorhof und linke Kammer.

Zwischen rechtem Vorhof und rechter Kammer, zwischen linkem Vorhof und linker Kammer sowie am Abgang der beiden großen Schlagadern befindet sich jeweils eine der vier Herzklappen. Diese sorgen dafür, dass das Blut in die richtige Richtung des Kreislaufes fließt.

Die Aufgabe des Herzens ist es, sämtliche Gewebe und Organe des Körpers mit Sauerstoff und Nährstoffen zu versorgen. Es arbeitet wie eine Pumpe, die das Blut ununterbrochen durch die Blutgefäße befördert.

Das Grundprinzip ist dabei Folgendes: Beim Atmen gelangt Sauerstoff über die Atemwege in die Lunge. Ein Teil davon dringt bis in die kleinsten Lungenbläschen (Alveolen) vor. Die Lungenbläschen sind von einem feinen Netzwerk kleinster Blutgefäße (Kapillaren) umgeben. Dort findet ein Gasaustausch zwischen Atemluft und Blut statt: Sauerstoff wird aus der Atemluft in die Blutgefäße aufgenommen, im Gegenzug wird Kohlendioxid aus dem Blut an die Lungenbläschen abgegeben und über die Atemwege ausgeatmet. Der in der Lunge aufgenommene Sauerstoff wird im Blut an den roten Blutfarbstoff (Hämoglobin) gebunden und kann so transportiert werden.

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Von der Lunge fließt das nun sauerstoffreiche Blut zum Herzen, genauer gesagt in den linken Vorhof.

Großer (Körper-)Kreislauf

Vom linken Vorhof fließt das Blut weiter in die linke Kammer und schließlich über die Hauptschlagader (Aorta) in den Körperkreislauf. Die Aorta verzweigt sich in ihrem Verlauf weiter in große und immer kleinere Arterien, bis hin zu kleinsten Kapillaren, über die das sauerstoff- und nährstoffreiche Blut letztlich alle Zellen des Körpers erreicht.

In den Körperzellen findet ein Stoffaustausch statt: Sauerstoff und Nährstoffe werden aus den Blutgefäßen in die Zellen aufgenommen, Kohlendioxid und andere „Abfallprodukte“ des Stoffwechsels werden im Gegenzug aus den Zellen in das Blut abgegeben.

Das nun sauerstoffarme Blut fließt über das Venensystem des Körpers zum Herzen zurück und gelangt schließlich in den rechten Vorhof und von dort in die rechte Herzkammer.

Kleiner (Lungen-)Kreislauf

Von der rechten Herzkammer wird das sauerstoffarme Blut weiter in die Lunge gepumpt. Über zahlreiche Verzweigungen fließt das Blut bis zu den kleinsten Lungenbläschen, wo der Gasaustausch zwischen Blut und Atemluft stattfindet: Sauerstoff wird in das Blut aufgenommen, Kohlendioxid wird abgegeben. Das Blut ist nun wieder mit Sauerstoff angereichert und fließt zurück zum linken Herzen und weiter in den Körperkreislauf.

Paralleles Zusammenspiel

Großer und kleiner Kreislauf sind hintereinander geschaltet. Die beiden Hälften des Herzens arbeiten als voneinander unabhängige Pumpen, die perfekt aufeinander abgestimmt sind. Die vier Kammern des Herzens ziehen sich dabei in einem bestimmten Rhythmus zusammen (Kontraktion bzw. Systole) und erschlaffen wieder (Dilatation bzw. Diastole), wodurch die Pumpwirkung und damit der Blutfluss zustande kommt. Die verschiedenen Herzphasen, die dabei entstehen, werden als Systole (Anspannungs- und Austreibungsphase) und als Diastole (Entspannungs- und Füllungsphase) bezeichnet.

In Ruhe werden etwa fünf Liter Blut pro Minute in den Kreislauf gepumpt und so der Körper mit Nährstoffen und Energie versorgt. Bei Anstrengung kann das Herz dieses Volumen auf das Vier- bis Fünffache steigern.

Damit das Herz das Blut in den Körper pumpen kann, müssen sich unzählige Muskelzellen in den Vorhöfen und Kammern des Herzens gleichzeitig an- und wieder entspannen. Diese Aktion wird durch elektrische Impulse gesteuert. Das Herz verfügt dafür über ein vom Nervensystem unabhängiges Reizbildungs- und Reizleitungssystem.

Das Herz schlägt im Sinusrhythmus

Der normale Herzschlag beginnt im rechten Vorhof in speziellen Herzmuskelzellen, dem etwa olivenkerngroßen sogenannten Sinusknoten. Dort werden regelmäßige elektrische Signale erzeugt. Dadurch werden die Muskelzellen beider Herzvorhöfe zur Kontraktion angeregt. Der Rhythmus, der im Sinusknoten entsteht, beträgt bei gesunden Menschen etwa 60 bis 70 Schläge pro Minute und wird als Sinusrhythmus bezeichnet.

Reizleitung in jede Muskelzelle

Ausgehend vom Sinusknoten verteilen sich die elektrischen Signale über das Reizleitungssystem des Herzens, das ebenfalls aus speziellen Herzzellen besteht, über das gesamte Herz: Nach den Herzvorhöfen erreicht die elektrische Erregungswelle den sogenannten AV-Knoten, der sich am Übergang vom rechten Vorhof in die rechte Kammer befindet. Dort teilt sich das Reizleitungssystem (His-Bündel) in zwei Faserstränge („Tawara-Schenkel“), deren kleinste Fasern (Purkinje-Fasern) sich in die Muskulatur der Herzkammern erstrecken. Die Muskelzellen in den Herzkammern werden zur Kontraktion angeregt, d.h. das Herz zieht sich zusammen und pumpt schließlich das Blut in den Körper. Dieser Weg sowie die zeitliche Abfolge müssen exakt eingehalten werden, damit das Herz effizient schlägt und pumpt.

Das Herz arbeitet vom restlichen Nervensystem unabhängig, wird jedoch durch das zentrale Nervensystem mit beeinflusst. So kann sich der Herzschlag unterschiedlichen Anforderungen anpassen, z.B. Steigerung der Herzfrequenz bei körperlicher Anstrengung, Stress oder Angst sowie Verlangsamung des Herzschlages in Ruhephasen und im Schlaf.

Ersatzrhythmus

Im AV-Knoten befinden sich spezielle Zellen, die ebenfalls die Fähigkeit zur Reizbildung besitzen. Die elektrischen Signale, die dort entstehen, können einen Herzrhythmus von ca. 30 bis 50 Schlägen pro Minute erzeugen. Normalerweise werden die Impulse des AV-Knotens von den Impulsen des Sinusknotens überlagert und kommen nicht zum Tragen. Fällt der Sinusknoten jedoch als Rhythmusgeber aus, kann der AV-Knoten dessen Funktion übernehmen und einen Herzstillstand verhindern. Neben dem AV-Knoten gibt es weitere untergeordnete Zentren, die im Notfall einen Herzrhythmus erzeugen können.

Das Herz leistet kontinuierliche Pumparbeit und vollbringt teilweise (z.B. bei körperlicher Anstrengung) Höchstleistungen. Damit das überhaupt möglich ist, müssen die Herzmuskelzellen – wie alle Zellen des Körpers – ausreichend mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt werden. Dies wird durch die Blutversorgung über die Koronararterien sicher gestellt. Diese Gefäße umschließen das Herz in Form eines Kranzes, daher auch die Bezeichnung Herzkranzgefäße. Die Herzkranzgefäße sind in eine schützende Fettschicht eingebettet.

Aus der linken Herzkammer entspringen die Hauptschlagader (Aorta) und kurz danach die Herzkranzgefäße. Sie teilen sich zunächst in zwei große Äste:

• linke Koronararterie (Arteria coronaria sinistra)
• rechte Koronararterie (Arteria coronaria dextra)

Jede der Koronararterien verzweigt sich weiter in eine Vielzahl von kleineren Arterien und versorgt somit den gesamten Herzmuskel mit sauerstoffreichem Blut. In den Herzmuskelzellen findet der Stoffaustausch statt. Das sauerstoffarme Blut fließt über die Koronarvenen in den rechten Herzvorhof zurück und weiter in den Lungenkreislauf.

Kommt es zu Verengungen oder zum Verschluss eines Herzkranzgefäßes, können die Herzmuskelzellen nicht mehr ausreichend versorgt werden. Im schlimmsten Fall droht ein Absterben der Herzmuskelzellen und damit ein Herzinfarkt. Mehr zum Thema: Herzinfarkt & Angina pectoris